化工资源回收利用与废水综合治理.pdf

化工资源回收利用与废水综合治理 ＊ 李泰平 袁松虎 陆晓华 华中科技大学环境科学研究所, 湖北武汉 430074 摘要 武汉市某化工厂生产废水毒性大、污染物浓度高、盐度高、可生化性差, 传统的工业废水处理工艺难以实现达标 治理。 本着循环经济的发展思路, 通过废水现场调研和物料衡算, 分析废水中的可资源化利用物质, 对废水进行清污 分流和污染物 DMF 资源化利用。 经济分析表明, 资源回收利用与污水综合治理相结合的方案不但可以实现废水的 达标排放, 还可以产生一定的经济效益。 关键词 循环经济 化工废水 DMF 回收 ＊湖北省科技攻关重大项目资助 0 引言 武汉市某化工厂主要生产橡胶助剂和塑料助剂, 生产排放的废水毒性大、污染物浓度高 、 盐度高、 可生 化性极差 BOD5 CODCr≈0 。该厂原有处理系统采用 厌氧加好氧工艺 ,几年来的实际运行结果表明 ,该系 统完全不能正常运行 ,出水水质极差。 本研究对武汉市某化工厂污水治理项目 ,采用循 环经济 [ 1- 5] 和末端治理相结合的技术方案对该厂废水 进行综合治理, 为化工行业的废水治理提供新的思 路。该方案的工程化实施已完成初步设计。 1 废水的性质 1. 1 废水的来源与主要成分 该厂现有 4 个车间 , 主要生产橡胶助剂、塑料助 剂、 石油添加剂以及油田化学品 。产品 PZ 、SJ-103、 FS- 200、 204 树脂生产废水为相应各车间的主要废水 来源 。化二车间产生 2 股废水, 其主要成分为硫氢化 钠和 五氯硫酚 钠, 形成硫 化碱 7 t d 和酸 洗水 50 t d ,其中头道浓水 10 t d 2 股废水。 FS- 200 为高级硬脂酸锌皂混合物 ,其生产过程中 会产生大量的副产物甘油 920 kg d 。 1. 2 水质水量 各车间废水的水质相差较大, 并且每个车间的头 道浓水和水洗水的水质相差很大, 各车间排放综合废 水的水质水量监测结果如表 1所示。 2 各车间废水综合治理方案研究 2. 1 单股废水预处理 由于各车间废水水质差异大 、 头道浓水与二、三 道水浓度差异大 , 例如化二车间头道浓水 CODCr为 140 000 mg L ,而水洗水 CODCr为10 000 mg L ; 化一 、 化 二、 化四车间水的可生化性很差。因此需要先进行预 处理 。其方案为首先将各车间废水单独收集 ,再对各 车间的废水进行清污分流和部分污染物质的资源化 利用 。本研究针对几股对整体水质贡献大,治理难度 有较大影响的废水进行预处理 ,然后再对综合废水进 行理化和生化处理。 表 1 各车间排放综合废水的水质、水量 平均值 项目 水量 m3d- 1 CODCr mgL- 1 BOD5 mgL- 1 Cl- mgL- 1 pH 化一车间508 00060013 5007 化二车间酸洗水5030 000未检出16 0002 ～ 3 化二车间硫化碱废水780 000未检出14 化三车间12025 0008 00015 0005 ～ 6 化四车间305 000未检出1 ～ 2 2. 1. 1 化一车间 BZ 废水处理 由于化一车间 BZ 头道废水 CODCr浓度很高 250 g L ,水量很小 2 m 3 d , 而且主要有机物为溶 剂乙醇 ,所以直接送锅炉房进行燃烧处理 ,这样既可 节省燃料, 又可减少污水处理费用。 2. 1. 2 化二车间酸解水预处理 化二车间酸解头道水 10 m 3 d 和水洗水 40 m3 d 的水质相差很大, 头道浓水中溶剂 DMF 含量高达 12,对其进行回收既可实现污染物质资源化, 又能 降低化二车间外排水的浓度和废水的处理难度。本 研究采用多级逆流萃取回收 DMF , 萃取回收效果如 表2 所示。 表 2 化二车间 DMF回收效果 项目CODCr mgL- 1DMF 化二车间酸洗头道水170 00012 多级逆流萃取30 0001 85 环 境 工 程 2006年 8 月第24 卷第4 期 由表 2可知,对 DMF 进行多级萃取回收是可行的。 经GC 分析, DMF 的回收率在 80以上, 回收成品中 DMF 的含量达到 98; 回收的 DMF 经该化工厂小试验 研究,表明可作为溶剂返用于化二车间的生产过程中。 2. 1. 3 化二车间硫化碱废水处理 化二车间硫化碱废水含有大量硫化钠,若直接进 入综合废水处理系统 ,会极大地影响后续理化和生化 处理系统的效果 。经现场调研发现 ,现有的硫化氢吸 收系统可进行技术改造, 提高硫化氢的吸收效果, 同 时采用蒸发浓缩使硫化钠提浓后回收利用,该系统闭 路循环后不再有废水进入综合水处理系统。 2. 1. 4 化三车间废水处理 化三车间主要污染物是甘油, 实际测得 BOD5 CODCr 0. 3,具有可生化性, 可直接进入综合废水处 理系统。 2. 2 综合废水预处理 各股废水经单独预处理后的综合废水,有机负荷 仍然比较高 ,而且有一定的酸性 pH 5 ～ 6 ,而基于 铁碳原电池原理的内电解法是化工废水预处理的一 种技术, 不但具有降低 CODCr的作用, 并且有利于提 高废水的可生化性 [ 6 -10] 。本研究采用内电解法对综 合废 水进行处 理, 废水 CODCr由 16 400 mg L 降到 11 300 mg L, 去除率为 31; 出水的 B C 0. 45,可生 化性有很大程度的提高, 为后续的生化处理单元创造 了很好的条件。 图 1 综合废水处理工艺流程 2. 3 综合废水的生化处理 预处理后综合废水水质为 CODCr8 000 mg L, Cl - 10 000 mg L 。由于该废水营养比失调, 盐度过 高,因此在进入生化系统前引入一定量的生活污水, 均衡营养比,降低盐度,提高生化系统运行的可靠性。 将300 m 3 d 生活污水引入综合调节池与内电解 出水进行混合 , 生化系统设计水质水量为 CODCr 4 000 mg L ,Cl - 5 000 mg L, 水量为600 m 3 d。 2. 4 综合废水处理工艺流程 综合废水处理工艺流程如图 1所示。 1 内电解 单股废水预处理后 ,进入内电解池 进行反应。新生态的二价铁离子和原子氢都具有很 强的还原能力, 可以使废水中的很多毒性物质消除毒 性,并将大分子物质分解为小分子物质 , 提高废水的 生化性能 [ 6-10] 。 2 厌氧部分 包括水解酸化池和 UASB 反应 器。水解酸化池可以使难降解的长链和芳环物质发 生断键反应 ,提高生化性 ,同时水解酸化池还可以对 厌氧单元的产甲烷过程起到很好的预处理效果 [ 11,12] 。 UASB 是一种运行可靠的比较成熟的高效厌氧传质反 应器 [ 13,14] ,里面的高浓度生长的颗粒物质具有很强的 硝化有机物的能力, 废水上流通过高浓度颗粒污泥 床,到顶部进行气、液、固三相分离, 有机污染物质可 以得到大幅降低 。 3 好氧部分 主要是接触氧化池。废水进入该 处理单元, 通过好氧菌的作用使有机物质达到最大程 度的矿化。 4 土地系统 人工湿地内部有不同级配的填 料,表层覆以泥土,并种植当地根系比较长的植物 ,通 过植物的吸收来进一步降低废水的 CODCr, 确保出水 达到排放标准 [ 15,16] 。 为保证人工湿地的通畅运行,设置砂滤池对二沉 池出水进行过滤处理 。 2. 5 运行费用分析 本方案中的直接运行费用主要包括电费和药剂 费。该方案装机总量为89 kW,计算功率为 44 kW ,电 费为 19万元 a; 药剂消耗主要是内电解池出水中和 酸度所需的碱, 运行费用为20 万元 a 。 DMF 回收 432 t a, 以5 600元 t 计, 将实现经济效 益241 万元 a ; DMF 回收系统的运行成本 182 万元 a 包括电耗 、 蒸汽 、 水 、 药品以及操作与管理费 、 维修费 和设备折旧费用 ,回收系统创利润 59 万元 a 。 综合上述各项费用 含人工费约 4 万元 a ,全年 将盈利约 16万元 a。 3 结论 将化工资源回收利用与末端治理相结合 ,对武汉 市某化工厂高浓度高盐度有毒化工废水进行了处理 方案研究。结果表明 ,将循环经济与化工环保治理结 合,不但可以减小废水治理的难度, 而且还可以产生 很好的经济效益 。 基于本研究方案的某化工厂废水治理初步设计 已经通过专家评审, 工程即将实施。 86 环 境 工 程 2006年 8 月第24 卷第4 期 参考文献 [ 1] Angelakis, A . N. , Bontoux , L. Wastewater reclamation and reuse in Eureau countries. Water Policy ,2001, 3 1 47 -59. [ 2] Stocks,C. , Wood, J. ,Guy ,S. Minimization and recycling of spent acid wastes from galvanizing plants. Resources, Conservation it is a feasible for wastewater recycling treatment in the Northwest arid and water deficiency area. Keywords municipal wastewater, high-loading adsorption biodegradation regeneration process and full -scale test APPLICATIONS OFULTRATHIN H -SHEET IMPERVIOUS TECHNOLOGYIN MUNICIPAL REFUSE LANDFILLWang Qinghe Xiong Juhua 83 Abstract Seepage of dams occurred in a municipal refuse landfill in Shanghai during its service and causes the environment polluted. Through comparison in choice, ultrathinH-sheet impervioustechnology wasadopted. The anti-seepage thin sheetwall is 18meters in depth and 100 millimeters in thickness. After completion all quality indices meet the requirementsthrough examinations by CSAMT and testing on samples excavated from the field. As such, the seepage of pollution sources are effectively controlled and regional environment quality is improved. Keywords seepage of dams, ultrathin H-sheet, anti -seepage wall, CSAMT and environment quality TREATMENT OF CHEMICAL WASTEWATER BY RECYCLING RESOURCES AND OVERALL DISPOSALLi Taiping Yuan Songhu Lu Xiaohua 85 Abstract The wastewater discharged from a chemical factory in Wuhan contains high concentrations of toxic contaminants and salinity . The wastewater can not be treated effectively by traditional processes. Based on the detailed investigation and analysis of the production process, it is believedthat some pollutants contained in the wastewater can be recycled and reused in the production process. A comprehensive treatment scheme, consisting of recycling resources and terminal treatment, is proposed consequently . Results of analysis show that the treatment has a certain economic benefit. Keywords recycling economy, chemical wastewater and DMF recovery PRODUCTIONOF ODOR -PRODUCING MATTERS IN EUTROPHICATION WATER BODY AND THEIR REMOVAL PROCESSZhou Xinhui Yu Jian 88 Abstract It is pointed out that using biological s to remove peculiar odor and smellmatters inwater isan efficient measure with high efficiency and low cost. The removal mechanism of odor -producing matters is also explored. Keywords biological , odor -producing matters and peculiar odor smell Sponsor Central Research Institute of Building and Construction of MCC Group Publisher Industrial Construction Magazine Agency Editor The Editorial Department of Environmental Engineering 33, Xitucheng Road, Haidian District , Beijing 100088, China Telephone 01082227637、82227638 Fax 01082227637 Chief EditorWeng Zhongying Domestic All Local Posts DistributorChina International Book Trading Corporation P . O. Box 399, Beijing China Journalistic Code ISSN1000-8942 CN11-2097 X E -mail Addresshjgcpublic. yj . cn. net hjgc mail . yj. cn. net WWW Addresshttp www. hjgc. com. cn http www. hjgc. net. cn 6 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 24,No. 4, Aug . , 2006