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化工园区高COD废水预处理研究技术

北极星环保网来源:科技传播2017/2/8 10:39:28我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:污水处理 化工废水 微电解

北极星环保网讯:摘要 化工园区产生的高COD化工废水不仅对地方水环境构成威胁,更严重的影响到地方的生态系统平衡,如处置不当更容易引起地方项目落户及群众群体性事件,本文通过已有相关研究,论述微电解一芬顿系统处理技术在高COD化工废水预处理方面的处理技术,并通过实验数据分析,最终得出本系统能够有效预处理高COD化工废水,并且能够稳定运行.

1 化工废水特点

日常生产、生活中对化工产品的需求使我国化工生产发展迅速,而化工产业也导致了我国局部环境问题日趋严重,尤其是化工产业大量的废水排放,导致化工园区周边河流水质污染严重,根据相关研究,化工废水主要来自:1)化工原材料和产品使用过程中的跑冒滴漏。2)车间地面冲洗废水。3)设备清洗废水及污染物处理产生的废水。4)冷却排放水等。

根据化工废水来源分析,按性质可分为有机、无机、有机无机混合三类化工废水,具有以下共同特征:1)有毒刺激性。如卤素化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等。2)废水组分多,化工生产过程中将产生一定量的副产物及未完全反应的原辅材料及辅助剂等口。3)污染物含量大,降解难度高,其中硝基化合物作为化工废水中主要的污染物之一,其具有生物难以降解的特点,给废水的后续处理带来极大难度。4)色彩变化快,色度高。5)水质、水量变化大。6)生态恢复治理难度大。被化工废水污染的水域,很难恢复原来牛杰系统功能,且成本高。

2 现有高浓度COD化工废水处理技术

2.1 化工废水处理技术

化工废水中成份多样,不同化工废水所含的污染物种类不尽相同,化工废水的处理需要多种工艺结合才能达到处理效果,现有处理方案按照原理可以分为以下几类,物理方法、化学方法以及生物处理法等,化工废水经过多环节处置后将含有的有毒有害物质分离,或转化成稳定无害的物质的处理过程即为无害化处理。

根据废水处理程度,水处理工艺流程可分为前期预处理工程、生化处理工程和深度处理工程。

1)前期预处理工程的主要目的是悬浮物截流、调节水量、调节PH值等,通常采用物理化学法处理,其设施有主要有废水调节池、格栅等。

2)生化处理工程为废水处理的主体工程,根据水质情况选取的处理工艺亦不同,主要方法包括传统活性污泥法、氧化沟法、AB法、A/O法、A2/0法、SBR法等。

3)深度处理工程作为初步处理及中度生化处理后的深度处理措施,出水达到规定要求后排放,可利用活性炭吸附装置、膜分离法、高级氧化法、光化学催化氧化法、电化学氧化法、超声辐射降解法、辐射法等方法处理,以保证出水水质稳定达标。

实际应用上,这三个阶段整体统一、相对独立,在某些场合下也会出现交叉的现象。另一方面,由于生化处理阶段的综合处理成本明显低于深度处理阶段,同时深度处理阶段的处理效果易受水质因素干扰,故一般要求生化处理阶段尽可能地去除污染物质。

2.2 高COD化工废水处理技术概述

高COD化工废水的色度较一般工业废水相比深很多,具有可生化性差、腐蚀性很强、污染后难处理等特性,能够产生高COD化工废水的企业主要有制药企业、精细化工企业、炼化企业、农药生产企业等,这类企业化工废水排入水体后,有毒物多,水质变化大,导致生态破坏严重,化工废水中的有毒有害物质能够通过多种方式进入生物体并在生物体内积聚,轻则慢性中毒,重则引起脑损伤等疾病发生。

根据研究,处理COD含量高的化工废水主要有高级氧化法,生化法、光催化法、吸附法,焚烧法等。本次研究的化工废水主要是精细化工、医药中间体、农药原药及中间体等化工企业的排水,且由于这些行业企业大多是批次、间歇生产,排水亦呈不均匀性,水质波动较大,色度高且COD高达20000~30000 mg/L。

综上所述,选择合适的高COD化工废水处理工艺不仅能使企业达标排放,同时亦能够促进区域环境和经济协调发展。因此,通过前人相关研究,本文主要论述微电解芬顿系统及中和沉淀系统在高COD化工废水预处理中的应用并以实例进行探讨。

3 微电解一芬顿系统处理化工废水研究

高COD化工类废水中含有较多难生化降解类污染物质,通过微电解芬顿系统进行预处理,通过对大分子有机物的降解和破坏,从而达到降低其毒性及提高可生化性的目的。其作用原理为以下几个方面。

3.1 微电解反应

铁碳微电解的反应机理是把废铁屑(主要成分是铁和碳)置于酸性废水中,由于Fe和C之间存在1.2V的电位差,在废水中形成大量的微电池系统,微电池反应产物具有吸附及过滤作用从而降低减少废水中的污染物,即在微电解过程中阳极被氧化产生Fe、Fe3+,Fe3+发生水解沉淀后形成具有吸附形成的絮凝剂,而阴极产生的[H]和[O]继续发生氧化反应,降解废水中大分子有机物,提高废水的可生化性。反应过程中阴极生成OH,提高处理后废水PH值。

3.2 芬顿反应

在铁碳微电解反应后加Hn02,Fe2+与HoO,构成Fenton试剂氧化体系,由于H 0。被Fe2+催化分解产生OH˙(羟基自由基),其氧化电极电位越为2.8V,使Fent on试剂具有极强的氧化能力,可将污水中难降解有机物氧化分解成小分子有机物和无机物,实现对有机物的降解。

3.3 中和沉淀

通过将微电解芬顿系统的酸性出水pH值调节为中性,同时加入混凝剂,实现废水中悬浮物等沉淀的去除。处理化工废水时,中和沉淀过程能够独立去除废水中污染物也能作为中间工程提高废水处理效果。

4 实例研究

4.1 化工废水来源简介

本文研究的化工园区位于东部地区,园区化工废水主要来源于精细化工、医药中间体、农药原药及中间体等化工企业的排水。在企业生产过程中,可能会因为厂内污水处理预处理系统发生事故导致高COD废水进入园区污水处理厂影响生化处理效果,为此,园区污水处理厂通过微电解芬顿系统处理企业超标排放的高COD化工废水。

4.2 微电解一芬顿氧化系统预处理结果分析

通过铁碳微电解反应及芬顿氧化反应,去除废水中难降解类污染物质,提高废水的可生化性。本次研究的预处理系统主要构筑物为铁碳微电解反应器及配套搅拌装置、铁粉加药装置、芬顿反应池及空气曝气搅拌系统、双氧水加药装置等。

1)微电解处理系统。

通过对污水站预处理系统微电解单元连续七天实验采样结果进行分析,分析结果见表1。

从表1可以看出,进水COD在5100 mg/L左右,BOD约为1 600 mg/L,出水COD约为3 800 mg/L,BOD为约2 000 mg/L,BOD/COD比提高到0.54,可生化性能有所提高,为后续氧化反应做好了准备。

2)芬顿氧化系统。

经过微电解处理后的高COD化工废水与园区化工企业排放的普通化工废水(COD约为800 mg/L左右)以1:5混合,混合后水质情况:CODI 300 mg/L上下波动。通过对污水站预处理系统芬顿氧化单元连续七天实验采样结果进行分析,分析结果见表2。

从表2可以看出,进水COD在1300mg/L左右,BOD约为380mg/L,出水COD约为700mg/L,BOD为约330mg/L,B/C比提高到0.47,COD去除率达45.0%。此时出水COD约为1300mg/L,为后续预处理过程减轻大量负荷。

3)中和沉淀系统。

通过将微电解芬顿系统的酸性出水pH值调节为中性,同时加入凝聚剂,实现废水中悬浮物等沉淀的去除。中和沉淀系统主要包括中和反应池和搅拌装置、沉淀池及刮泥机、液碱加药装置、污泥泵、压滤机等。

通过对污水站预处理系统中和沉淀单元连续七天实验采样结果进行分析,分析结果见表3。

从表3可以看出,进水COD在630mg/L左右,BOD约为320mg/L,出水COD约为500mg/L,BOD为约300mg/L,B/C比提高到0.63。此时出水COD约为500mg/L,能够满足生化反应进水要求,为后续厌氧好氧生化处理提供良好的生化条件。

5 结论

化工园区不可避免的产生高COD化工废水,针对化工废水高COD、高色度、高毒性的“三高”的特点,通过研究“微电解芬顿氧化系统+中和沉淀”处理能够将进水COD浓度约5100mg/L废水最终处理为500mg/L以下,有效降低了高COD废水对园区生化处理系统的冲击,保证园区污水处理厂稳定运行,在促进地方经济效益和环境效益的同时,也为同类化工园区提供运行经验。

延伸阅读:

QBR高效生化处理技术在处理化工废水中的应用

化工企业废水分类收集、清污分流

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