催化氧化-ABR-MBR處理印染廢水的工程實踐
技術原理:
1工程概況
廣東省某印染廠排放的生產(chǎn)廢水主要污染物為染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質(zhì)、砂類物質(zhì)、無機鹽等,具有污染物濃度高、成分復雜、水質(zhì)多變、色度高、毒性大、難生化降解的特點,屬難處理的工業(yè)廢水,直接排放會對環(huán)境造成嚴重污染。該生產(chǎn)廢水量為1000m3/d,設計最大處理能力為1200m3/d。出水執(zhí)行《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)一級標準,廢水處理后回用于車間設備清洗、綠化、地面沖洗等,具體廢水水質(zhì)及排放標準見表1。經(jīng)過分析此廢水的特點和對比處理試驗效果,從處理效果和處理成本等綜合考慮,決定采用酸解沉淀-催化氧化-ABR-M BR工藝(見圖1)。
2工藝說明及主要構(gòu)筑物
(1)格柵。1座,磚混結(jié)構(gòu),尺寸3.2m×1m×1.5m,采用人工清除式格柵,柵條間距采用1cm,一天清理2次,以保證排水暢通。廢水先經(jīng)格柵去除大塊雜物后,自流入隔油池。
(2)調(diào)節(jié)池。鋼混結(jié)構(gòu),尺寸8m×6m×2.5m,1座,HRT2.3h。廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)一方面利用氣浮作用將油脂進一步除去,另一方面將廢水充分混合,均勻水質(zhì)水量。
(3)沉淀池。鋼混結(jié)構(gòu),尺寸5m×5m×3m,2座,HRT3h。加酸調(diào)pH到4左右,使廢水中的油墨等大分了物質(zhì)斷鏈而釋出,因廢水中的釋出物釋出后能很快沉淀下來,因此,反應完全后進入沉淀池進行沉淀,沉淀池上清液進入中間池。
(4)催化氧化池。內(nèi)設組合式催化氧化裝置2臺,尺寸6m×4m×3m,處理能力為25m3/h,其關鍵裝置是一個管式催化氧化單元。管徑采用φ200(根據(jù)情況可大可。┑牟讳P鋼管或PVC管,管內(nèi)壁涂有光催化功能的TiO2涂層,這種裝置單位體積表面積大,1m3液體管內(nèi)表面積達20m2。管內(nèi)沿管徑軸向安裝紫外燈管,廢水進入管中通過管道推流混合,不用攪拌裝置。廢水在管內(nèi)流動與管內(nèi)壁的TiO2涂層接觸,在其表面發(fā)生光催化氧化反應,同時雙氧水在紫外光作用下也產(chǎn)生各種氧化反應,最終達到去除污染物的目的。該設備適用范圍廣,可改善廢水可生化性;操作簡單,清洗方便,不會發(fā)生結(jié)垢和有機物粘附現(xiàn)象;催化表面積大,催化效率高;紫外光能利用充分,大大降低單位處理能耗。
(5) ABR池。2座,鋼混結(jié)構(gòu),尺寸8m×65m×4m,HRT10h,池內(nèi)放置大比表面積的球狀懸浮生物填料。廢水經(jīng)催化氧化處理去除部分有機物,改善廢水可生化性和脫色后,經(jīng)排放到pH中和池加堿調(diào)到中性,再進入ABR池。
(6) MBR池。2座,鋼混結(jié)構(gòu),尺寸8m×6m×4m, HRT8h,流量為12 m3/h。MBR池為板框抽吸淹沒式結(jié)構(gòu),膜組件為孔徑約0.2μm的PVDF中空纖維膜。平常通過周期性地間歇操作和通風來減少膜污染,每6個月進行一次化學清洗,用0.1%的NaClO和4%的NaOH將膜組件浸泡24h。
(7)中間水池。2座,鋼混結(jié)構(gòu),尺寸6m×3.5m×4m,HRT8h。
(8)回用水池。2座,鋼混結(jié)構(gòu),尺寸6m×3.5m×4m,HRT8h。處理后的廢水可回用于車間設備沖洗、地面沖洗綠化等。
(9)污泥處理系統(tǒng)。污泥池2座,鋼混結(jié)構(gòu),尺寸6m×4m×3m,壓濾機2臺,污泥泵4臺。沉淀污泥排放到污泥池后,用污泥泵打入板框壓濾機,經(jīng)壓濾后的干渣外運到固廢處理站處理,壓濾出水回廢水調(diào)節(jié)池。
3運行參數(shù)
實際運行調(diào)試結(jié)果表明:催化氧化裝置中,pH為4左右,30%H2O2溶液的加入量為9~11mL/L,TiO2的投加量為0.05~0.07g/L;ABR池中MLSS2.3~2.8g/L,污泥回流比100%,污泥負荷為0.11~0.13kgBOD5/( kgMLSS·d),SRT為20d左右;MBR池中MLSS為800~1200mg/L,DO為2~3 mg/L,HRT為9h,曝氣量為2.8Nm3/h,處理效果較為理想。
4處理效果
該工程2007年5月竣工后,經(jīng)試運行3個月,于9月正式投入正常運行,從運行1年的情況來看,系統(tǒng)運行穩(wěn)定、處理效果顯著,出水水質(zhì)良好,經(jīng)環(huán)境監(jiān)測站在不同的時期測得出水水質(zhì)各項指標均己達《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)一級排放標準,測得的部分結(jié)果如表2所示。
5小結(jié)
(1)印染廢水中的殘留染料品種多,水質(zhì)成分復雜,采用厭氧作為首級預處理方法,可有效降解廢水中的染料等大分子污染物,特別是可有效破壞染料的顯色基團,脫色效果明顯。
(2)在廢水進入催化氧化裝置前,加裝有前置永磁防垢除垢器(銣、鐵、硼),當水通過磁場時,水分子在磁場的作用下,產(chǎn)生扭曲、變形、反轉(zhuǎn)、震動,使其分子加強從而使原來水中締合形成的各種鏈狀、團狀的大分了(H2O2)n,解離成單個雙分子(H2O2)2,使水的活性增加,改變了水的物理結(jié)構(gòu)。通過磁場對溶液中的離子產(chǎn)生作用,使水中鈣、鎂鹽類結(jié)垢物的針狀結(jié)晶改變成顆粒狀結(jié)晶體,使它們不能交織在一起成為堅硬的水垢附著在器壁或管壁上,而成為微小的顆粒沉淀于底部,隨排污排出,從而達到防水垢的作用。
(3)印染廢水大多呈堿性,在進入?yún)捬跆幚碇,要使油墨等大分子物質(zhì)斷鏈而釋出,必須先調(diào)節(jié)pH為4左右。由于后續(xù)工藝處理單元為厭氧,因此pH調(diào)節(jié)劑不宜采用硫酸,以免產(chǎn)生硫化氫等還原物質(zhì),造成二次污染。
(4)實際運行情況證明:系統(tǒng)運行可靠、處理方便剩余污泥量少、污泥性質(zhì)穩(wěn)定、耐沖擊負荷、處理效果顯著,出水水質(zhì)良好。監(jiān)測結(jié)果表明:處理后廢水水質(zhì)均達到《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)一級標準。由于利用淹沒式MBR,較好地克服了膜的污染與阻塞,使膜組件長時間保持較大的膜通量,并且省去復雜的氣水反沖洗設備和減少了曝氣量,從而降低了能耗。經(jīng)實際核算:廢水站運行時實際電耗920kW·h/d,即耗電量不高于1kW·h/m3;藥劑(包括酸堿和氧化劑等)費約為0.5元/m3,合計實際運行費用為1~1.1元/m3。 |