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3、工艺流程设计
针对造纸废水水质特点和进出水水质指标要求,试验主体工艺确定如下:原水→沉淀池(去除SS)→一级臭氧催化氧化→ 一级生物滤池→二级臭氧催化氧化→二级生物滤池。
4、试验设备参数
全系统总运行功率为7.9kw(不含臭氧机)
四、试验数据及分析
1、试验阶段
为充分论证不同臭氧浓度下造纸废水CODCr去除效率及造纸废水(二沉池出水)可生化性,比较不同工艺条件臭氧催化氧化生物滤池工艺的成本,并最终与芬顿工艺进行横向对比,将试验分成5个阶段。同时为模拟稳定运行情况,将每阶段试验时间定为7天。具体如下:
表4-1 试验阶段
2、数据分析
2.1、第一阶段
2.1.1、试验数据
表4-2 第一阶段试验数据统计表
2.1.2、数据分析
第一阶段沉淀池和臭氧机没有运行,从数据上看,系统来水CODCr浓度较高,平均为175mg/l,系统出水CODCr浓度平均为53.5mg/l,总平均去除值ΔCODCr为121.5mg/l,总平均去除效率为69.4%。
出水CODCr浓度未达到处理目标,但去除效果非常明显,表明目前的二沉池出水CODCr具有良好的可吸附性及一定的可生化性。
2.2、第二阶段
2.2.1、试验数据
表4-3 第二阶段试验数据统计表
2.2.2、数据分析
第二阶段系统正常运行,臭氧投加量为20+20mg/l,采用微孔曝气盘投加,平均进水CODCr浓度为169mg/l,平均出水CODCr浓度为60mg/l,还是未能满足设计指标;总CODCr去除浓度为109mg/l,CODCr总的去除效率为64.5%。
可以看出,臭氧的投加并未增加CODCr的去除效率,表明上第一阶段CODCr的高效去除率主要得益于生物滤池的吸附性能,此阶段的臭氧投加量还不足以充分打散大分子的有机物,还不能提高系统去除效率。
2.3、第三阶段
2.3.1、试验数据
表4-4 第三阶段试验数据统计表
2.3.2、数据分析
第三阶段增加臭氧投加量到30+30mg/l,共计投加60mg/l。可以看出,来水平均CODCr浓度未168mg/l,系统总的CODCr去除值为平均124mg/l,平均总的CODCr去除效率为73.8%,平均出水CODCr为44mg/l,满足试验要求(CODCr≤50mg/l)。
对比两级处理单元的CODCr去除情况,一级平均去除CODCr为66mg/l,二级平均去除CODCr为35mg/l,一级的去除效率明显高于二级,符合越往后CODCr越难降解的判断。
对比ΔCODCr(124mg/l)数值与臭氧投加量(30+30mg/l),可以得出如下结论:每投加1mg/l的臭氧,可以去除的CODCr约为2mg/l。
2.4、第四阶段
2.4.1、试验数据
表4-5 第四阶段试验数据统计表
2.4.2、数据分析
第四阶段中二沉池出水较为平稳,臭氧投加量稳定在35+35mg/l,系统平均总的CODCr去除值为121mg/l,平均总的CODCr去除效率为80.1%,平均出水CODCr为30mg/l,满足试验要求(CODCr≤50mg/l)。
本试验阶段中,出水CODCr值已经远低于50mg/l,说明了臭氧催化氧化生物滤池的系统处理能力能够满足造纸行业深度处理的要求,有较大的空间来应对污水处理的系统波动,能够启动抗系统冲击负荷的作用。
2.5、第五阶段
2.5.1、试验数据
表4-6 第五阶段试验数据统计表
2.5.2、数据分析
第五阶段属于系统优化阶段,流量提升到1000l/h,臭氧投加量按照O3:ΔCODCr=1:2的比例。平均总的臭氧投加量为50mg/l(第一级平均为30mg/l,第二级平均为20mg/l),系统总的CODCr平均去除浓度为97mg/l,去除效率为69.3%,出水平均CODCr浓度为43mg/l,满足试验要求(CODCr≤50mg/l)。
五、试验结论
1、臭氧催化氧化生物滤池工艺可以有效的去除二沉池出水的CODCr,能够满足造纸行业废水深度出来的要求。
2、臭氧催化氧化生物滤池系统具有较强的系统缓冲能力,能够通过控制加药量来应对污水运行的波动,有较好的抗冲击负荷的能力。
3、系统可以实现全自动运行模式,所需的化工辅料(PAC、PAM和臭氧)均能实现自动化投加,相对于芬顿深度处理工艺来讲少一个人工溶解化工辅料的过程,可以省人工。
4、臭氧催化氧化生物滤池工艺无需用到浓硫酸、液碱、双氧水、硫酸亚铁等强酸强碱和强腐蚀性化工辅料,但需要做好管控,防止臭氧泄漏,可以降低现场安全风险,改善工作环境。
5、试验中,系统每投加1mg/l的臭氧,可去除约2mg/l的CODCr。
6、经过吨水电耗和药耗比较,臭氧工艺与芬顿深度处理成本相当,但所需的化工辅料较易制得,不需要远程调货,便于企业管理,可作为造纸行业深度处理的选择工艺。
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