江蘇某化工企業(yè)是一家生產(chǎn)苯及其衍生物的企業(yè)，其排放污水主要包括：粗苯精制工藝廢水、軸承密封排污水、甲醇裂解廢水、清洗貯槽污水、初期雨水、地面沖洗水、生活污水等，其中含苯、甲苯、二甲苯排污水約占 總排放量的95%，該類廢水生物毒性大、生物可降解能力差，因此處理難度較大。借鑒同類廢水處理的工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)〔1, 2〕，采用以新型微電解處理工藝技術(shù)為核心的全物化處理工藝路線，達(dá)到破壞苯環(huán)結(jié)構(gòu)、提高污水可生物降解能力和去除部分COD 及SS 的目的，在此預(yù)處理基礎(chǔ)上，再與其他廢水合并后經(jīng)生化處理，從而達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。整套工藝全部為新建設(shè)備，處理規(guī)模10 t/h。

濰坊容氣氣浮機(jī)設(shè)備質(zhì)量好做工好廠家

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濰坊容氣氣浮機(jī)質(zhì)量好做工好

1 廢水來源及工藝流程
 
1.1 廢水來源及處理目標(biāo)
 
廢水由工業(yè)生產(chǎn)中的6 種廢水混合而成，其中粗苯精制工藝廢水1.33 m3/h，主要含有有機(jī)物、苯、甲苯、二甲苯和硫化物等污染物；軸承密封廢水7.3m3/h，主要含有懸浮物、苯、甲苯；甲醇裂解排廢水0.06 m3/h，主要含有有機(jī)物、懸浮物和甲醇；以及沖洗水、初期雨水和生活污水共1.31 m3/h。

進(jìn)水水質(zhì)：COD 7 500 mg/L，甲苯95 mg/L，二甲苯35 mg/L，硫化物200 mg/L，SS 500 mg/L，氨氮35mg/L，石油類40 mg/L，揮發(fā)酚7.76 mg/L。產(chǎn)水水質(zhì)：COD≤500 mg/L，甲苯≤0.5 mg/L，二甲苯≤1.0 mg/L，硫化物≤1.0 mg/L，SS≤400 mg/L，氨氮≤25 mg/L，石油類≤20 mg/L，揮發(fā)酚≤2.0 mg/L。

上述污水經(jīng)過處理后達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中規(guī)定的三級排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.2 廢水處理工藝流程
 
針對該企業(yè)的廢水特點(diǎn)，采用分段分治的方法，對含有苯及其衍生物的污水首先采用物化的方法處理，然后再與可生化性較好的其他廢水混合，進(jìn)入生化反應(yīng)池一同進(jìn)行處理。

廢水處理工藝流程如圖 1 所示。

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圖 1 廢水處理工藝流程

由圖 1 可見，粗苯加氫廢水和甲醇裂解廢水首先經(jīng)過鐵炭微電解處理后進(jìn)入兩級沉淀池，軸承密封廢水采用氣浮為核心的處理工藝處理后并入兩級沉淀池，兩級沉淀池出水與沖洗水、初期雨水和生活污水混合后進(jìn)入生化反應(yīng)池，處理后出水達(dá)到國家三級排放標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備尺寸
 
（1）集水池1#：設(shè)計(jì)尺寸L×D×H=2.3 m×2.3 m×4.0 m，有效容積V=15 m3，水力停留時間10 h。

（2）鐵炭微電解反應(yīng)器：1 臺，設(shè)計(jì)尺寸D1.6 m×4.0 m，水力停留時間2 h。

（3）集水池2#：設(shè)計(jì)尺寸L×D×H=5.3 m×5.0 m×4.0 m，有效容積V=80 m3，水力停留時間8 h。

（4）氣浮池：1 臺，設(shè)計(jì)尺寸D1.7 m×2.6 m，電機(jī)功率1.5 kW。

（5）兩級沉淀池和二沉池（合建）：設(shè)計(jì)尺寸L×D×H=12.2 m×7.4 m×5.5 m，有效容積V=370 m3。

（6）集水池3#：設(shè)計(jì)尺寸L×D×H=8.0 m×8.0 m×4.0 m，有效容積V=190 m3，水力停留時間19 h。

（7） 生物處理池： 設(shè)計(jì)尺寸L×D×H=13.2 m×10.0 m×4.5 m，有效容積V=445 m3。

2 系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題
 
整套系統(tǒng)運(yùn)行了一段時間后，發(fā)現(xiàn)一些問題：粗苯加氫廢水和甲醇裂解廢水經(jīng)過鐵炭微電解反應(yīng)器后，出水B/C 從0.21 提高到0.31，可生化性得到提高，但是COD 去除率只有20%，與文獻(xiàn)〔3〕上介紹的在好好工藝條件下COD 的去除率可達(dá)60％左右相比，相差較大，同時出水有返色現(xiàn)象。

針對該企業(yè)的廢水特點(diǎn)，對鐵炭微電解反應(yīng)器的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，同時對加藥量進(jìn)行了調(diào)整，提高了微電解反應(yīng)器去除有機(jī)物的效率，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 原因分析
 
3.1 鐵屑結(jié)塊和表面鈍化問題
 
鐵床運(yùn)行一段時間后，填料表面會形成一層鈍化膜，同時廢水中的部分懸浮物也會沉積在填料表面，這樣就隔斷了填料與廢水的有效接觸，導(dǎo)致鐵床處理效果降低，鐵床填料板結(jié)后，不僅導(dǎo)致鐵床內(nèi)部廢水處理效率降低，同時會使填料更換的難度大大增加。

3.2 出水返色問題
 
當(dāng)鐵屑和炭浸沒在廢水中時，通過加酸調(diào)節(jié)，受鐵和炭之間的電極電位差的影響，廢水中會形成無數(shù)個微小的原電池，其中電位低的鐵成為陽極〔3〕，電位高的炭成為陰極，在酸性條件下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)過程如下：

陽極（Fe）： Fe→Fe2++2e-

陰極（C） ：2H++2e-→2〔H〕→H2

從反應(yīng)方程式可以看出，F(xiàn)e2+和原子〔H〕都具有較高化學(xué)活性，能改變廢水中許多有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和特性，使有機(jī)物發(fā)生斷鏈、開環(huán)等作用。同時由于曝氣充氧的作用，不但可以減緩鐵屑板結(jié)，還會發(fā)生下面的反應(yīng)：

出水進(jìn)行pH 調(diào)節(jié)時，由于pH 調(diào)節(jié)至8~8.5，會導(dǎo)致部分Fe2+末*去除，同時部分Fe2+又被氧化成Fe3+，它們的水解產(chǎn)物Fe（OH）2和Fe（OH）3是造成返色現(xiàn)象的主要原因。

3.3 微電解反應(yīng)器在運(yùn)行中有硫化氫氣體泄露
 
該企業(yè)因生產(chǎn)苯及其衍生物，因此廢水中硫化物含量較高，鐵炭微電解反應(yīng)器在運(yùn)行過程中由于進(jìn)行加酸調(diào)節(jié)，在運(yùn)行過程中，部分硫化物與酸結(jié)合，產(chǎn)生硫化氫氣體，在管道接口或是焊縫處產(chǎn)生泄露。

4 采取的措施
 
針對上述幾方面的問題，采取了下列措施：

（1）對反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，將現(xiàn)場的固定床工藝改造為流化床工藝：將鐵屑和炭粒等填充料，填裝在一個特定筒體中，污水由提升泵送入裝置，污水與鐵炭混合填料在底部射流泵真空抽吸的作用下在內(nèi)、外筒體內(nèi)形成一個循環(huán)流，在筒內(nèi)填料與污水均勻混合，回流水從底部由射流泵回流，在設(shè)備底部形成一定的負(fù)壓區(qū)，使水中的鐵屑和炭粒*懸浮，并與污水充分混合，部分溢流出水進(jìn)入下個處理裝置，大量的水用于回流，提高污水的去除效率。改進(jìn)工藝后進(jìn)出水水質(zhì)如表 1 所示。

表 1 改進(jìn)工藝后進(jìn)出水水質(zhì)mg/L

改進(jìn)前后微電解反應(yīng)器COD 去除效果如圖 2所示。

 
圖 2 改進(jìn)前后微電解反應(yīng)器COD 去除效果

由圖 2 可見，微電解反應(yīng)器改進(jìn)后，產(chǎn)水COD去除率比未改進(jìn)時效果有明顯提高，產(chǎn)水COD 去除率由22.71%提高到51.03%，去除效果明顯提高，改進(jìn)工藝后出水水質(zhì)得到明顯改善，COD 由7 500 mg/L降到3 670 mg/L，甲苯、二甲苯和揮發(fā)酚等水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)的去除率均有所提高，減輕了后續(xù)處理工藝的負(fù)擔(dān)。

（2）提高出水pH：當(dāng)中和沉降pH 為8~8.5 時，這種“返色”現(xiàn)象除表現(xiàn)在廢水顏色逐漸加深外，廢水還會逐漸變渾濁，靜置較長時間后，會出現(xiàn)少量較深顏色的沉淀物。經(jīng)分析，此沉淀物為Fe（OH）3沉淀。這種現(xiàn)象是因?yàn)椋篎e2+、Fe3+的水解產(chǎn)物Fe（OH）2和Fe（OH）3的溶度積常數(shù)相差1 021 倍以上。當(dāng)水中的Fe2+氧化成Fe3+時，其發(fā)生水解而生成Fe（OH）3沉淀，從而導(dǎo)致返色現(xiàn)象的發(fā)生。因此，解決鐵床出水“返色”問題，應(yīng)考慮在后續(xù)處理工藝中的中和沉降時調(diào)節(jié)pH 至9 以上，使Fe2+*沉淀或加入適當(dāng)?shù)难趸瘎ㄈ鏞2、H2O2和O3等）使Fe2+迅速被氧化成Fe3+，F(xiàn)e3+zui后以Fe（OH）3的形式析出，避免出水“返色”現(xiàn)象。

（3）鐵炭微電解反應(yīng)器增加一套尾氣吸收裝置：硫化氫氣體是一種對人體毒害較大的氣體，同時在空氣中容易燃燒及爆炸，為了保證現(xiàn)場安全運(yùn)行，在反應(yīng)器頂部增加一根頂部排氣管道，管道出口增加一套尾氣吸收裝置，將反應(yīng)中產(chǎn)生的硫化氫氣體吸收，減少安全隱患的產(chǎn)生。

5 運(yùn)行效果
 
由于采取了上述有針對性的措施，經(jīng)過一段時間運(yùn)行后，微電解反應(yīng)器系統(tǒng)恢復(fù)了正常，產(chǎn)水水質(zhì)也達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)，在近200 h 連續(xù)運(yùn)行期間，微電解反應(yīng)器出水COD 基本穩(wěn)定在3 670 mg/L 左右，整套工藝出水水質(zhì)優(yōu)于國家三級排放水質(zhì)要求，污水處理成本只有3.9 元/t（含人工），對企業(yè)排污和水環(huán)境的保護(hù)有重要的意義。由此套工藝還可以看出，實(shí)際運(yùn)行中在保證進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，應(yīng)做好難降解廢水的預(yù)處理工作，并在實(shí)踐中逐漸摸索出好好工藝及操作條件，從而保證廢水處理工藝的穩(wěn)定運(yùn)行。