氣浮-水解酸化-高效接觸氧化工藝處理汽車廢水

某汽車公司的生產(chǎn)車間位于廣東省惠州市大亞灣經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi),其外排的廢水經(jīng)排水管網(wǎng)最終進(jìn)入淡水河的坪山河支流新寮段。為保護(hù)環(huán)境,避免廢水對(duì)周圍環(huán)境造成污染,必須對(duì)其廢水進(jìn)行處理。該公司原來(lái)的處理系統(tǒng)處理效果不佳,不能滿足要求,因此對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了改造。經(jīng)改造后的系統(tǒng)處理后,其水質(zhì)達(dá)到DB44 /26 - 2001《廣東省水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(第二時(shí)段) 。

1　廢水來(lái)源和性質(zhì)

進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)的廢水包括生活污水和工業(yè)廢水,生活污水排放量為約63.2m3/d,連續(xù)排放。工業(yè)廢水包括清洗機(jī)廢液、機(jī)加工冷卻廢液、清洗廢水,其排放量為約49. 95m3/d。清洗機(jī)廢液主要包括清洗機(jī)廢液、涂裝清洗廢水等,排放量為14.4 m3/次,排放周期為10～15日/次。機(jī)加工冷卻廢液主要是切削廢液排放量為61. 35 m3 /次,排放周期為15～30日/次。清洗廢水主要是地面清洗廢水,排放量為約44. 9 m3 /d,連續(xù)排放。為掌握廢水的水質(zhì),委托深圳市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站對(duì)廢水進(jìn)行水質(zhì)分析,結(jié)果分別見表1和表2。

2　工藝流程的確定

該公司已對(duì)廢水進(jìn)行處理,但其廢水處理系統(tǒng)存在以下問(wèn)題: 1、原廢水處理設(shè)施采用了隔油、油水分離、氣浮、破乳、電解、沉淀、砂濾、碳濾等工序,處理流程長(zhǎng),處理流程復(fù)雜,處理工序多,許多工序的作用和目的重復(fù)。2、缺乏相應(yīng)的控制工序。如氣浮機(jī)未設(shè)液位控制裝置,排渣量無(wú)法控制,進(jìn)水未進(jìn)行pH值自控,出水的pH值僅為3. 5,呈較強(qiáng)的酸性,而氣浮工藝卻要求廢水應(yīng)在中性或偏堿性范圍內(nèi),否則混凝劑在水中的溶解性很強(qiáng),沉淀性能降低,氣浮效果很差,出水渾濁。3、運(yùn)行成本高。原廢水處理設(shè)施采用破乳- 電解工藝,由于原廢水中的主要污染物帶電荷較少,無(wú)法直接進(jìn)行電解,必須加入大量的酸及鹽類物質(zhì),才能保證電解的順利進(jìn)行,因此藥品消耗很大。4、操作維護(hù)不便。原廢水處理設(shè)施缺乏相應(yīng)的自控設(shè)備,且由于場(chǎng)地等原因而操作困難,電解設(shè)備的電極板消耗快,更換困難。原廢水處理系統(tǒng)的效率較低,經(jīng)測(cè)定,當(dāng)原廢水(pH = 6. 01)的CODCr為27653 mg/L時(shí),經(jīng)該系統(tǒng)處理后,氣浮出水的CODCr為1006mg/L (pH =3. 64) ,沉淀池上清液的CODCr為435mg/L (pH = 3. 39) �？梢�,該系統(tǒng)的處理效率確實(shí)較低。

向廢水中投加混凝劑PAC和助凝劑PAM,同時(shí)將廢水的pH值調(diào)節(jié)至7. 5～8. 5,可使廢水中的油類物質(zhì)及懸浮物充分沉降。廢水經(jīng)處理后分為三層,下層為沉渣,上層為浮油,中間為清澈透明的水相,處理前后廢水中的主要污染物見表3。

從表3可知,即使是濃度很高的廢水,采用混凝劑PAC和助凝劑PAM處理后 廢水中的SS和石油類物質(zhì)也大大低于排放標(biāo)準(zhǔn),但其CODCr卻高于排放標(biāo)準(zhǔn)。處理后產(chǎn)生的沉淀物的沉降性能較差,適于采用氣浮法進(jìn)行處理。經(jīng)氣浮法處理后的廢水中懸浮物的含量很低,導(dǎo)電性差,宜采用操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低的生化處理方法。同時(shí)該公司還有一定量的生活污水需要處理,而生活污水的最適宜處理方法也是生化法,因此可將生活污水和經(jīng)氣浮法處理的工業(yè)廢水合并處理。合并后的混合廢水具有一定的可生化性,但可生化性較差,不宜直接采用好氧生化法處理。作者曾以LK40型生物親和性組合填料為接觸氧化池的填料,采用高效接觸氧化工藝成功對(duì)印染廢水和養(yǎng)豬場(chǎng)廢水進(jìn)行了處理。因此,本設(shè)計(jì)采用氣浮- 水解酸化- 高效接觸氧化工藝來(lái)處理汽車廢水,其工藝流程見圖1。

3　主要構(gòu)筑物

本系統(tǒng)的主要構(gòu)筑物見表4。

 4　結(jié)果與討論

工業(yè)廢水先進(jìn)入提升井,經(jīng)潛水泵提升后進(jìn)入后續(xù)處理設(shè)施。工業(yè)廢水的產(chǎn)生與排放具有一定的沖擊性,而后需處理設(shè)施則要求廢水的水質(zhì)和水量相對(duì)穩(wěn)定,因此設(shè)置調(diào)節(jié)池來(lái)調(diào)節(jié)廢水的水量和水質(zhì),同時(shí)對(duì)廢水進(jìn)行鼓風(fēng)攪拌,使廢水混合均勻。廢水中含有大量的油類物質(zhì),飄浮于水面上,因此設(shè)置油水分離器除去廢水表面的浮油,油水分離器的參數(shù)為:分離器內(nèi)水流速度< 2mm / s,停留時(shí)間> 10min。從油水分離器收集到的浮油根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行進(jìn)一步的處置。油水分離后的廢水進(jìn)入混凝反應(yīng)罐,向廢水中投加混凝劑PAC和助凝劑PAM,同時(shí)通過(guò)Ph控系統(tǒng)將廢水調(diào)節(jié)至偏堿性,使廢水中的懸浮物和油類物質(zhì)生成絮團(tuán),為后續(xù)的氣浮處理創(chuàng)造條件,混凝反應(yīng)的時(shí)間不少于10min,同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌,攪拌速度為60 rpm。

經(jīng)混凝反應(yīng)后的廢水進(jìn)入氣浮機(jī),氣浮機(jī)包括氣浮罐、刮渣機(jī)、溶氣罐等幾個(gè)部分,通過(guò)溶氣罐產(chǎn)生的溶氣水將氣浮罐內(nèi)的絮團(tuán)帶至水面,形成浮渣,飄浮于水面上而被刮渣機(jī)除去,浮渣進(jìn)入污泥濃縮池,氣浮罐下部清液則進(jìn)入后續(xù)處理設(shè)施。

氣浮機(jī)是本系統(tǒng)的核心設(shè)備,其處理效果決定整個(gè)處理系統(tǒng)的處理效率,因此選用LKQF - 4氣浮機(jī),它是一種先進(jìn)的廢水處理設(shè)備,處理量為4m3 /h,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、占地面積小、投資省、處理成本低等優(yōu)點(diǎn),操作方便,適應(yīng)性強(qiáng),

可除去水中絕大部分懸浮物、膠體等雜質(zhì),并可有效地降低COD。

氣浮反應(yīng)可將密度較小的懸浮物和油類物質(zhì)除去,但廢水中還含有少量密度較大的懸浮物,它們不能通過(guò)氣浮法除去;同時(shí)在高濃度廢水進(jìn)入處理系統(tǒng)時(shí),氣浮機(jī)的出水水質(zhì)也會(huì)相應(yīng)變差,因此應(yīng)對(duì)氣浮出水進(jìn)行反應(yīng)- 沉淀處理。在反應(yīng)池內(nèi)鼓風(fēng)攪拌,并投加可生成密度較大絮團(tuán)的混凝劑PFS(反應(yīng)時(shí)間> 15min) ;沉淀池內(nèi)設(shè)斜板,沉淀池內(nèi)產(chǎn)生的沉淀污泥則進(jìn)入污泥濃縮池。生活污水先進(jìn)入提升井,經(jīng)提升后進(jìn)入后續(xù)處理裝置。生活污水的產(chǎn)生與排放也具有一定的沖擊性,因此也設(shè)生活污水調(diào)節(jié)池,以調(diào)節(jié)廢水的水量和水質(zhì),同時(shí)對(duì)廢水進(jìn)行鼓風(fēng)攪拌,使其混合均勻。

經(jīng)物化處理后的工業(yè)廢水(即沉淀池出水)排入生活污水調(diào)節(jié)池,兩種廢水混合后,合并進(jìn)行生化處理�；旌蠌U水進(jìn)入高效水解酸化池,發(fā)生水解反應(yīng)和酸化反應(yīng)。水解酸化池采用升流式,內(nèi)設(shè)生物微電解填料。在厭氧微生物的作用下,廢水中的有機(jī)物會(huì)發(fā)生厭氧反應(yīng)。在水解階段,復(fù)雜的、大分子的、不易生物降解的有機(jī)物被胞外酶水解為簡(jiǎn)單的、小分子的、易生物降解的有機(jī)物;在酸化階段,溶解性的有機(jī)物由兼性細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸、醇、醛等;在產(chǎn)乙酸階段,由產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫細(xì)菌將前階段產(chǎn)生的各類簡(jiǎn)單有機(jī)物分解為乙酸、氫和二氧化碳。生物微電解填料對(duì)厭氧反應(yīng)的每個(gè)階段均有很好的強(qiáng)化作用。其次,生物微電解填料可參與到反應(yīng)中,其自身可發(fā)生微電解反應(yīng),生成的新生態(tài)的活性物質(zhì)如H+和Fe2 +均具有很高的化學(xué)活性,能與廢水中許多組分發(fā)生氧化還原作用,也可使大分子物質(zhì)分解為小分子的中間體,使某些難生物降解的有機(jī)物和對(duì)厭氧微生物有毒害作用的化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成容易生化處理的物質(zhì),提高廢水的可生化性。再次,生物微電解填料發(fā)生微電解反應(yīng),可緩沖廢水中pH值的變化,防止pH值過(guò)低抑制產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng),為厭氧反應(yīng)創(chuàng)造良好的反應(yīng)條件,促進(jìn)厭氧微生物的顆�；�,因而該工藝抗沖擊負(fù)荷的能力很強(qiáng)。最后,生物微電解填料的表面積較大,厭氧微生物附著于填料上,不易流失,可使厭氧池內(nèi)保持較高的微生物量,保證厭氧處理效率。具體參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

經(jīng)水解酸化后的廢水自流進(jìn)入新型接觸氧化池,該池中填充有LK40彈性立體網(wǎng)狀填料,它是一種生物親和性組合填料,表面加工成波紋狀,有利于微生物在填料表面的附著與生長(zhǎng)。該填料以中心繩、聚烯烴塑料支撐架和彈性絲條組成,絲條以支撐架為中心在水中呈均勻輻射狀,有一定的剛性,網(wǎng)片尺寸為250mm ×250mm,網(wǎng)片間距為50mm;其相鄰網(wǎng)孔的縱向筋條交錯(cuò)斷開,確保網(wǎng)孔具有一定的彈性,以避免脫落的生物膜或泥砂在網(wǎng)片上的沉積;同時(shí)網(wǎng)孔均勻且大小適中,從而從根本上克服了一般填料布水、布?xì)獠痪鶆蚣吧�物膜的阻塞現(xiàn)象。該組合填料的結(jié)構(gòu)既重視填料的比表面積(決定生物量的大小)對(duì)去除效果的影響,又考慮水流在填料中的流態(tài)。該填料的網(wǎng)片下面有立筋,既可以增加填料的表面積,又可以加強(qiáng)填料對(duì)氣泡的多重穿刺、切割能力,提高氧的利用率,對(duì)水中大、中型氣泡有較好的切割性能,具有一定的重新布水、布?xì)饽芰?其生物池內(nèi)孔隙率高,膜接受氧氣的能力強(qiáng),膜的厚度適中,填料內(nèi)部不會(huì)發(fā)生厭氧作用,并且容易沖洗干凈。該填料處理污染廢水時(shí)出水水質(zhì)較好,出水較為清澈,懸浮物含量少。這主要是兩個(gè)原因造成的,首先,微生物的新陳代謝作用產(chǎn)生一定的粘性分泌物,使水中一些懸浮物和膠體粘結(jié)在一起,起吸附架橋作用,形成細(xì)小絮體,被生物膜截留;其次,由于水中膠體表面吸附的帶負(fù)電荷的有機(jī)物被消耗,膠體所帶電荷減少, x電位降低,膠體失穩(wěn),易于發(fā)生膠凝。通過(guò)附著在填料表面的微生物膜的新陳代謝作用,在好氧狀態(tài)下將有機(jī)物徹底分解為水和二氧化碳。

5　運(yùn)行成本分析

該系統(tǒng)的運(yùn)行成本主要包括電費(fèi)、藥品費(fèi)用。

5. 1　電費(fèi)

本廢水處理系統(tǒng)設(shè)備總裝機(jī)容量為17. 6KW,連續(xù)運(yùn)行設(shè)備(包括廢水提升泵、投藥泵、反應(yīng)罐攪拌機(jī)、加壓泵、刮渣泵、鼓風(fēng)機(jī))的裝機(jī)容量為9. 1KW,間歇運(yùn)行設(shè)備(包括空氣壓縮機(jī)和板框壓濾機(jī)的液壓油泵)的裝機(jī)容量為8. 5KW,連續(xù)設(shè)備以每天運(yùn)行20hr計(jì),空氣壓縮機(jī)每日實(shí)際運(yùn)行時(shí)間以2hr計(jì),板框壓濾機(jī)液壓油泵以每日運(yùn)行10min計(jì),實(shí)際耗電量以裝機(jī)容量的80%計(jì),電費(fèi)為0.7元/度,則每日電費(fèi)為108. 36元。

5. 2　藥品費(fèi)用

本廢水處理系統(tǒng)所消耗的藥品主要來(lái)自處理工業(yè)廢水過(guò)程中向廢水中投加的PAC、PAM、PFS、NaOH。PAC的投加量為25Kg/d,單價(jià)為2. 5 元/Kg,因此PAC的費(fèi)用為62. 5元/d。PAM的投佳量為0. 63Kg/d,單價(jià)為25 元/Kg,因此PAM的費(fèi)用為15. 8元/d。PFS的投加量為3. 2Kg/d,單價(jià)為1. 1元/Kg,因此PFS的費(fèi)用為3. 5元/d。NaOH的投加量為12. 7Kg/d,單價(jià)為2元/Kg,因此NaOH的費(fèi)用為25. 4元/d。

由此可知,總藥品費(fèi)用為107. 2元/d。

5. 3　總處理成本

總處理成本為215. 6元/天。

6　本廢水處理系統(tǒng)的特點(diǎn)

6. 1　選用高效的處理藥劑、高效的處理設(shè)備和簡(jiǎn)捷的工藝流程,處理效果大大好于原廢水處理設(shè)備。

6. 2　以處理成本低廉的生化工藝代替原廢水處理設(shè)施的鹽析、電解工藝,大大節(jié)約了藥品消耗量,處理成本大大降低,僅為原處理成本的十幾分之一。

6. 3　對(duì)整個(gè)廢水處理系統(tǒng)中最重要的參數(shù)Ph值采用自控設(shè)備進(jìn)行控制,有效地提高了處理系統(tǒng)的處理效果,有效地降低了藥品消耗。

6. 4　廢水經(jīng)提升后,后續(xù)處理工藝均采用重力自流式,節(jié)約電耗,簡(jiǎn)化了操作流程。（龔麗雯，深圳市龍崗區(qū)自來(lái)水有限公司）