混凝沉淀-活性炭生物池工艺处理聚苯乙烯废水.pdf

混凝沉淀-活性炭生物池工艺处理聚苯乙烯废水 刘晓东 倪 宁 李健生 王连军 南京理工大学化工学院, 江苏 210094 摘要 可发性聚苯乙烯废水中含有大量表面活性剂 LAS 和其他一些难降解的苯环类物质, 总磷高, 可生化性差, 较 难处理, 采用中和混凝沉淀-活性炭生物池工艺处理可发性聚苯乙烯 EPS 废水, 当进水平均 CODCr为1 800 mg L时, 出 水在 80 mg L 左右, 去除率达 95. 5, 出水水质稳定, 各项水质指标均达到了国家一级排放标准。 关键词 聚苯乙烯废水 活性炭生物池 延时曝气法 表面活性剂 0 引言 常州某化工有限公司是生产聚苯乙烯的化工企 业,在聚苯乙烯生产过程中产生大量废水 ,包括生产 母液和聚苯乙烯粒子冲洗水, 废水中以阴离子表面活 性剂十二烷基苯磺酸钠 LAS 为主 ,且含有少量脂肪 族有机物与苯乙烯单体, 废水可生化性差 ,具有一定 毒性, 好氧生物处理一经曝气 , 就会产生大量泡沫。 经过理论研究和大量实验论证 ,发现在曝气池中加入 适量活性炭,利用活性炭的巨大表面积和吸附功能将 各类有机物和微生物吸附在表面 , 形成生物炭 ,增大 了污泥的活性, 并通过优化工艺参数, 能有效的抑制 泡沫的生成,可以有效的处理聚苯乙烯废水。该工程 采用了中和混凝沉淀 活性炭生物池斜管的工艺, 通过调试和运行 ,废水处理系统运行稳定 ,废水经过 处理后出水指标达到了国家一级排放标准。 1 废水水质与水量 废水的水量1 200 t d,废水的水质见表 1。 表 1 废水水质mg L pH 除外 项目CODCrBOD5总磷氨氮pHSS 水质1 800400110243～ 5590 排放标准100300. 5156～ 970 2 工艺流程 在中和混凝沉淀池中投加石灰乳与聚合氯化铝; 生物处理采用活性炭生物池, 采用延时曝气的方法, 投加活性炭 ,该方法有机负荷低, 污泥持续处于内源 呼吸状态, 剩余污泥少 , 对废水冲击负荷有较强的适 应性 。由于聚苯乙烯废水含大量苯环类难降解物质, 有一定的毒性, 采用活性炭生物池, 用驯化出的微生 物通过长时间的曝气将苯环打开 , 并将其降解 ; 斜管 沉淀池是用来将二沉池出水中含有的残余悬浮物 、 生 物絮粒与 CODCr去除, 不需加药 。工艺流程见图 1。 图 1 聚苯乙烯废水处理工艺流程图 3 构筑物 1 调节池 1 座 ,矩形钢筋混凝土结构 , 其尺寸 为24. 0 m 5. 0 m 4. 0 m ,有效容积 480 m 3 ,HRT 8 h,池子上部设置卧式泵 1 台。 2 中和混凝沉淀池 2 座 , 矩形钢筋混凝土结 构,沉淀池表面负荷 1. 02 m 3 m2h , 单池尺寸 7. 0 m 3. 5 m 5. 2 m ,有效容积 75 m 3 ,HRT 3 h ,两池中 放置 35PVC 斜管共44 m 3 ; 反应池设置在混凝沉淀池 前端 ,单池尺寸 2. 7 m 1. 5 m3. 5 m ,HRT 30 min, 每池各设搅拌机 1 台 , 反应池中加石灰乳和 PAC 混 凝剂 ,PAC 通过泵前加入。 3 活性炭生物池 2 座, 矩形钢筋混凝土结构, 采用延时曝气法和推流曝气的形式 ,设计 BOD5容积 负荷 0. 2 kg m 3 d , 气水比 20∶ 1, 尺寸 30. 0 m 5. 0 m 4. 8 m , 单池有效容积为 600 m 3 ,HRT 24 h, 两池中设置 180 立体弹性填料共 840 m 3 , 罗茨鼓风 机2台 。 4 二沉池 2 座 , 圆形钢筋混凝土结构, 竖流 式,表面负荷 0. 88 m 3 m2 h , 尺寸 6. 0 m 6. 3 m, 单池有效容积 62 m 3 , HRT 2. 5 h, 污泥回流比为 40,设置回流泵 1台 。 5 斜管沉淀池 1 座, 矩形钢筋混凝土结构, 表 面负荷 1 m 3 m2h ,尺寸 10. 0 m 5. 0 m 6. 1 m ,有 27 环 境 工 程 2006年 4 月第24 卷第2 期 效容积为 150 m 3 ,HRT 3 h,放置 35PVC 斜管45 m 3 。 6 污泥浓缩池 2 座, 矩形钢筋混凝土结构, 尺 寸3. 0 m 3. 0 m 4. 0 m, 有效容积 22. 5 m 3 , HRT 24 h,经重力浓缩后的污泥由吸泥泵打入板框压滤机 进行压滤 ,泥饼外运 。板框机 2 台。 4 工艺调试运行 4. 1 中和混凝池调试运行 EPS 废水为酸性废水 ,工程中将中和反应池和混 凝沉淀池设计为一体 。选用石灰乳为中和剂 ,废水经 中和后由穿孔墙进入斜管沉淀池, 选用聚合氯化铝 PAC 作为混凝剂 ,pH 控制在 7. 5 ～ 8. 0, 泵前加药, 聚铝 加药量 为 1. 0‰ ～ 1. 2‰, 此 段对 废水 中的 CODCr、 总磷和悬浮物具有良好的去除效果。实际运 行表明 CODCr平均去除率达 50以上 ,总磷的平均去 除率 90,SS 的平均去除率 80。 4. 2 活性炭生物池调试运行 在氧化池内装有 3. 0 m 高的复合半软性填料 180 mm ,从常州某污水处理厂运来 20 t 脱水干污 泥,和河水一起投加到曝气池中,进行闷曝,每天投加 5 t 粪便作为营养源 , 10 d 后, 填料上挂满了生物膜, 池中有大量活性污泥出现 ,污泥颜色呈黄褐色 。此时 开始进聚苯乙烯废水, 由于废水特性, 长时间连续曝 气会产生大量泡沫 ,影响处理效果, 因此需要驯化出 适宜聚苯乙烯废水处理的微生物。刚开始运行时按 照6 h d 运行,分 3 班运行,每班2 h,进水时有泡沫出 现,停止进水,泡沫才慢慢消失 ,连续运行 10 d ,污泥 颜色褐色减退 ,偏黄色 , 池中活性污泥 SV 在 15～ 20之间 ,后 3 d 连续监测出水 CODCr,出水稳定,2 个 二沉淀池出水分别为 160 mg L 与190 mg L左右,出水 在130 mg L 左右 。第 21 d 进水增加到 9 h d, 每班运 行3 h,进完水都会有大量泡沫出现 ,连续运行8 d,污 泥颜色变成淡黄 ,SV 在 20左右 ,在池中保持较高的 活性污泥浓度是为了减小 F M, 以适应有毒废水的冲 击,后 3 d 连续监测出水 CODCr,2 个二沉池出水分别 在160 mg L 和 190 mg L 左右, 出水仍稳定在130mg L 左右 。然后开始每天进水 14 h, 运行 6 d, 后 3 d 监测 出水 CODCr, 数据和前几次差不多, 污泥开始变的土 黄,表明污泥驯化已经成功 ,但是由于表面活性剂的 存在, 长时间的曝气仍然有大量泡沫出现 ,出水不能 达标 ,这是单纯的好氧方法无法解决的。此时调试已 经进行了近 1 个月,开始投加粉末状活性炭。第 1 天 投加 100 kg ,投加的地点放在曝气池进水口处, 以后 每天按照 20 g m 3 的标准投加, 活性炭将大量微生物 和有机物吸附在表面 ,抑制了泡沫, 提升了污泥浓度, 提高了废水处理效率 。投加活性炭数个小时后,泡沫 几乎全部消失, 污泥颜色也由原来的黄色变成灰褐 色,连续投加 5 d ,SV 保持在 30 左右, 二沉池出水 CODCr分别在 110 mg L 与 130 mg L 左右, 出水在 80 mg L左右。进水由 14 h 变成满负荷运行, 运行情 况稳定,SV 在 30左右 ,达到了国家一级排放标准。 4. 3 稳定运行效果 废水工艺调试从 11 月 8日开始 ,12月 26 日满负 荷运行,连续 10 d 监测各处理单元的处理效率 ,处理 效果稳定, 废水出水水质达标 ,整个工艺调试 49 d 的 时间 ,稳定运行阶段废水 CODCr处理效果见表 2。 表 2 稳定运行期间废水处理效果 日期 月-日 水温 ℃ 流量 m3h- 1 原水 CODCr mgL- 1 混凝出水 pH 混凝池出水 CODCr mgL- 1 生物炭池出水 CODCr mgL- 1 斜管池出水 CODCr mgL - 1 CODCr 去除率 12 -1728501 8207 . 58191157895. 7 12 -2026481 7957 . 68071248295. 4 12 -2326491 8267 . 58061207995. 4 12 -2627491 8408 . 08211207095. 6 5 设施投资与运行费用 该工程共投资 250万元,其中 电费 0. 72 元 t ,药 剂费 0. 50 元 t ,人工费0. 05 元 t , 活性炭费 0. 06 元 t , 总运行费用为 1. 33 元 t , 以处理水量1 200 t d计算, 则运行费用为1 596 元 d。 6 总结 1 采用混凝沉淀 、活性炭生物池的组合工艺可 以处理聚苯乙烯废水 ,该工艺运行稳定 ,CODCr平均去 除率为 95. 5,CODCr、 总磷、 SS 都可以达到国家一级 排放标准。 2 单一的延时曝气好氧生物处理法很难处理含 有大量表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的废水 ,加入活 性炭形成活性炭生物池, 可以将表面活性剂和其他的 苯环类物质与驯化好的微生物吸附在活性炭表面 ,可 28 环 境 工 程 2006年 4 月第24 卷第2 期 以提高曝气池的污泥浓度, 增大污泥的活性 ,改善污 泥的沉淀性能, 消除了泡沫,提高了处理效率 ,此工艺 产生的泥量很少 ,减少了污泥处置费用 。 3 活性炭生物池结合了接触氧化法和活性污泥 法的共同特点, 池中设置填料, 活性污泥 SV 控制在 30左右 ,以满足设计要求的体积负荷 ,另外, 只有保 持一定的活性污泥浓度, 活性炭才能起作用。 4 处理含有大量苯环主要为LAS 的聚苯乙烯废 水时, 当污泥的颜色变成土黄色, 表明污泥已经驯化 成功 。 5 活性炭在消除泡沫的同时,CODCr的浓度可以 在原来好氧处理的基础上被降低 50～ 60 mg L 。 6 曝气池的混合泥水进入二沉池沉淀后 ,出水 一直都含有少量的絮状生物颗粒, 这不属于污泥上 浮,可以通过后面的斜管沉淀池除去 。 参考文献 [ 1] 陈玉丽, 张仲燕, 卞华松. 合成洗涤剂废水处理技术研究. 环境 工程,1995, 13 4 3-6. [ 2] 蓝梅, 周琪, 顾国维. 厌氧酸化 -投炭曝气法处理化工废水. 中国 给水排水, 2003, 19 10 61-63. [ 3] 顾小红, 黄种买, 虞启义. 污水除磷技术的现状及发展趋势. 再 生资源研究, 2002, 3 33 -35. [ 4] 北京市环境保护科学研究院等. 三废处理工程技术手册, 废水 卷. 北京 化学工业出版社, 2000. 作者通讯处 刘晓东 210094 南京理工大学化工学院 电话 025 84315940 E -mail nining7910 163. com 2005- 06-30 收稿 水解酸化 A O 新工艺处理化工污水 刘柏智 兰州石化公司污水处理厂, 甘肃 730060 刘发强 丁雪红 兰州石化研究院, 甘肃 730060 摘要 由于原污水处理工艺采用传统活性污泥法, NH3-N 去除率低, 出水 CODCr不能稳定达标, 选用水解A O 新工艺 组合处理高浓度化工污水, 试验结果表明, 水解 A O 工艺组合具有很好的脱氮效果, 主要水质排放指标 CODCr、 NH3-N均能达到国家一级排放标准 。 关键词 化工污水 水解酸化 A O 工艺 生物脱氮 0 引言 某大型化工企业污水处理厂所处理的混合化工 废水中含有大量有毒有害物质 , 污染物浓度高 、 可生 化性差 B C 值 0. 1 ～ 0. 2 , 废水水量大 ,水质成分复 杂多变。 由于原污水处理工艺采用传统活性污泥法,NH3-N 去除率低,造成大量超标废水排入水体。现采用的水 解酸化 A O 的处理工艺具有抗冲击负荷能力强,脱 氮效果好,能提高废水的可生化性 ,在进水水质相对正 常稳定的情况下,可实现出水稳定达标排放。 1 水解酸化 A O工艺流程 污水处理工艺流程见图 1。 2 试验结果与讨论 2. 1 微生物驯化阶段 为了加快系统的启动速度 ,缩短微生物的驯化周 图1 水解酸化 A O 工艺流程图 期,直接用泵将原污水处理曝气池中混合液提至水解 池,3 d后 ,水解池中积存了一些污泥 但此时的污泥 并不是成熟的水解酸化泥 ,曝气池中的活性污泥浓 度已达到 3 kg m 3 。此时为了与原有污水处理厂保持 一致的曝气停留时间 ,进水流量采用了 3 m 3 h, 开启 内回流 6 m 3 h 及污泥回流 1. 5 m3 h , 气水比为 7∶ 1。 20 d 后开始跟踪监测 。 在驯化初期 ,水解污泥还未成熟 , 对于原水中的 CODCr有一定的去除效果 , 仅仅是污泥层对悬浮物的 拦截作用, 随着运行时间的加长, 水解后的 CODCr值 29 环 境 工 程 2006年 4 月第24 卷第2 期 Abstract The silk-making wastewater was treated by air -floatation and SBR process. The effluent quality coned to the first -order criterionof GB8978 -1996. Combining the engineering practice, itwasgivensome experience indesign andoperationof the engineering. The process featured low cost, simple operation and easy maintenance, which may provide experience in sewage treatment of similar silk-making plants. Keywords air -floatation -SBR treatment and silk-making wastewater THE TREATMENT OF FOOD -MAKING WASTEWATER USING UASB PROCESS Zhang Qunchou Tong Panrui Gao Yusong 25 Abstract The waste water from food-making starch production is a highly-concentrated organic waste water. It is treated by a biochemical treatmenttechnology using UASB reactor under normal temperature as the main treatment unit, and trickle bed as the secondary unit. These technics show that the use of the saidtechnology notonly saves investment, lowers operational cost and simplifies operation but also producesusable methane while the waste water after treatment can meet the standard before discharged so that good economic and environmental results can be obtained. Keywords food -making waste water,wastewater of starch production and UASB TREATMENTOFEXPANSIBLEPOLYSTYRENEWASTEWATERBYPROCESSOF FLOCCULATIVE SEDIMENTATION -ACTIVE CARBON BIOLOGICAL TANK Liu Xiaodong Ni Ning Li Jiansheng et al 27 Abstract Expansible polystyrene EPSwastewater involves large quantities of organism containing benzene loop such as surfactant LAS and so on with high total P index and bad biodegradability. It is hard to treat it. The process of flocculative sedimentation-active carbon biological tank is adapted to treat EPS wastewater. When average CODCrof originalwastewater is 1 800mg L, thatof the effluent can reach about 80 mg Lwith the removal rate of 95. 5. The effluent quality remains stable and several quality inds of the effluent can meet the first class criteria specified in the national discharge standard. Keywords EPS wastewater, active carbon biological tank, delayed aeration and surfactant TREATMENT OF CHEMICAL WASTEWATER BY HYDROLYTIC ACIDIFICATION -A O PROCESS Liu Bozhi Liu Faqiang Ding Xuehong 29 Abstract Hydrolytic acidification-A O process is selected to treat chemical wastewater of high concentration due to the fact that the traditional activated sludge process has a low removal rate of NH3-N and the effluent CODCrcan not be up to standard steadily . The test results show that the new process has excellent denitrifying effect with CODCrand NH3-N meeting the first-order of the national emission standard. Keywords chemical sewage, hydrolytic acidification, A O process and biodenitrogenation THE DESIGN FOR FLUE GAS ATOMIZING HUMIDIFICATION OF SEMI-DRY FLUE GAS DESULFURIZATIONShi Yingjie Wang Fan Wang Hongmei et al 31 Abstract Humidification plays a key role in SO2removal for semi-dry flue gas desulfurization FGD. In the article. the analysis is derived that perance of air atomizing is more effective than that of mechanical atomizing. The calculation results show that drop size distribution of FM10 air atomizing nozzle can meet flue gas condition in evaporation. It is deduced that atomizing contrail angle is constrained in the flue gas and laying out of the nozzle in the duct unily to avoid drop from wetting wall. Fabric filter is supposed to be nice in heat preservation and easy in ash cleaning. A smooth -surfaced filter material is selected. Keywords semi -dry process, FGD, air atomizing nozzle and humidification TREATING VOCs-BEARING EXHAUST GAS BY ACTIVATED CARBON FROM SOLID WASTES Xie Liping Lin Weigang Yang Xuemin 34 Abstract The main influence factors on the adsorption to VOCs in exhaust gas with activated carbon from solid wastes SW-ACare investigated. The results indicated that the SW-AC can certainly be used for the purification process of VOCs -bearing exhaust gas. Keywords VOCs, adsorption, activated carbon and treatment of exhaust gas TREATMENT OF ODOR POLLUTION FROM AERATIONTANK FOR REFINERY BY FIXED BED ACTIVATED CARBON ADSORPTIONLu Qingfang Guo Bingbing 37 Abstract Odor treatment in aeration tank by means of fixed bed activated carbon adsorption has been studied. The subject under study is aimed at the sewage treatment plant in Jiujiang Petrochemical Complex Refinery of SINOPEC. The activated carbon IVP for desulphurization hydrogen sulfide and methanthioland the activated carbon BPL for adsorpting VOC benzene, methylbenzene and dimethyl benzenehas been chosen in the research at the pilot plant. The technology route removing the offensive odor from pollution gas has been worked out. Keywords offensive odor, activated carbon and adsorption 3 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 24, No. 2,Apr. ,2006