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混合化工废水.pdf

混合化工废水

小龙男
2011-06-11 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《混合化工废水pdf》,可适用于工程科技领域

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!结语通过化学催化除氧实验室静态试验、动态试验以及中间试验可以认为该除氧工艺是可行的。试验中所取得的基本数据与有关参数可应用于生产性装置的设计计算和作为运行操作的依据。该化学催化除氧技术具有如下特点:(!)由于采用催化除氧大大加快了反应速度软化水可在常温或低温下进行除氧出水溶解氧含量""#"$/’除氧效果稳定可靠。(()每去除!/’溶解氧该技术所需)*(,投加量为!"/’仅略大于化学反应所需的理论值因而制水成本较低。()催化反应器无需再生也极少反冲洗故水利用率高同时使装置的操作管理大为简化。()催化树脂性能稳定可长期运行。($)该催化除氧技术可看作是炉外与炉内除氧处理的结合。锅炉外经过化学催化反应软化水中溶解氧即已去除而反应过程中剩余的少量)*(,仍可在管道系统中继续进行化学除氧反应。()催化反应器运行流速为($!$/催化树脂层高!#(。由该技术转化的产品化学催化除氧设备现已投入批量生产广泛应用于西北地区及铁路部门尚未见催化树脂性能衰退的反映取得了良好的经济效益及社会效益。参考文献!张林华解鲁生低压锅炉给水采用亚硫酸钠除氧的研究工业水处理!!!!():!!!(解鲁生锅炉水处理原理与实践北京:中国建筑工业出版社!马铭杰王德林工业锅炉速效化学除氧剂及加药器的研制工业水处理(""!(!($):!陈军王铁钢常温活性海绵铁除氧剂及除氧器的研制工业锅炉("""():(!"#作者通讯处:"""兰州铁道学院环境科学与工程学院电话:("!)$!收稿日期:(""("!""!$混混混合合合化化化工工工废废废水水水处处处理理理工工工艺艺艺的的的研研研究究究$徐文英周荣丰高廷耀马鲁铭刘剑提要催化铁内电解法是预处理综合化工废水的一种有效方法。该方法与生化法相结合后可提高生物处理效率,的去除率可达且有显著的脱色效果。关键词催化铁内电解法催化剂难降解有机物位于上海市西北的某工业区排放的污水以化工和医药废水为主此两种废水的排放量占污水总量的$以上。这些废水进入该区污水厂集中处理。该区污水厂采用的是:法目前处理水量为$万/<工业废水占"。设计进水,为""/’要求出水小于(""/’。目前出水不能达标主要原因是进水水质波动大且含有有毒有害及难降解的物质。本研究尝试用催化铁内电解法对该工业区废水进行预处理以提高全流程的处理效率。$本课题为计划重大专项课题。本发明已申请国家发明专利专利号为:"(!!!"!#$在探索性试验的基础上又进行了中试连续流试验。"催化铁内电解法预处理工艺的选择首先应针对进水中对生物处理有抑制作用和难生物降解的物质其中主要包括偶氮结构的物质和硝基苯类物质色度也是预处理中重点考虑的对象。某些生物难降解物质的化学氧化是比较困难的但通过还原反应可以把该类物质还原成较易生物降解的化合物。处理有毒、难降解的有机污染物现有技术中较为有效的是铁碳还原法工艺但铁碳还原法存在着:#铁的消耗量大产生大量的污泥反应一段时间后铁易于板结从而降低了处理效果!"给水排水#$"’($!"))*!只适用于!"低的废水中和废水需要大量的酸、碱等缺点。为了克服铁碳法缺点在铁内电解反应器中加入一定量的催化剂铜扩大了两极之间的电位差使电化学反应的效率进一步提高这样就有更多种类的重金属及有机污染物能在电极上得到还原。在反应中生成的#$有较强的还原能力也能帮助还原污染物使部分难降解的环状有机物环裂解生成相对易降解的开环有机物从而改善废水的可生化性。在!"为’()"’(*时产生具有较强絮凝作用的#$("),沉淀将污水中的悬浮固体和胶体等凝聚沉淀同时吸附大量可溶性有机污染物一起沉淀使污水得到净化。电极反应如下:阳极(铁):#$$!#$阴极(铜):难降解有机物$!易降解有机物总的来说催化铁内电解法比铁碳法有效得多:#处理难降解污染物的能力更强脱色效果显著在工程上长时间运行也不结块板结!整个反应是在不曝气的缺氧情况下进行的没有溶解氧参与原电池的电极反应污染物在催化剂表面上得到还原$金属铁和#$也不会大量与反应作无谓的消耗所以铁的消耗量和反应产生的污泥量都比铁碳法要少得多催化铁内电解法适用的!"范围较大(!"")通常反应可在中性和弱碱性条件(处理后出水的!"标准)下进行低廉的运行费用。铁刨花是金属工件加工的废料非常便宜。本试验中的铜催化剂也是金属工件加工的废料在污水处理过程中不消耗连续运行数月未发生钝化可以是一次性的投资。溴化十六烷基三甲胺改性的沸石的价格也不贵可以长期使用。催化铁内电解法常用于预处理帮助先行除去对微生物有毒有害的难降解物质改善污水的可生化性有利于最终出水达标。!试验部分(试验材料#上海市某一工业区污水处理厂进水!铸铁件加工过程中产生的铁刨花和铸铜件加工过程中产生的铜屑均取自同济大学机电厂$溴化十六烷基三甲胺改性的沸石。(试验方法将铜屑和铁刨花按!铜/!铁)(,比例秤量好加入,的溴化十六烷基三甲胺改性的沸石(沸石的作用:吸附有机物可能有催化作用)充分混合放入矩形预处理反应器中。原废水!"在"之间。用*的回流比让废水在上述反应器内反复循环在常温下不曝气"为使废水在反应器中充分的反应。预处理后接悬浮载体生物膜法。所用悬浮填料呈球形和圆柱形比表面积为,*)/,。中试流程见图。图中试流程进水来自沉砂池出水。中试过程中水进入调节池然后用泵打至高位水箱流量为)(*,/再进入预处理反应器和生化池然后经二沉池出水。中试预处理反应器容积)(*,生化池容积,左右。预处理反应器装置:"为沿池长方向用板均隔为格水进入池后呈推流态至出水池内装有以铁刨花为主的填料总填充率约在:)。生化池中的停留时间约为。(,测试指标及方法<:标准重铬酸钾法=<:标准稀释倍数法!":!">,精密数显酸度计。(连续流试验结果和讨论连续流试验在上海市某一工业区污水处理厂进行。中试研究了催化还原内电解工艺对该工业区污水处理厂主要污染成份的降解过程和降解效率预处理段还原耗材铁刨花的消耗量及对预处理效果的影响。在试验过程中不加热水温为)",)进水水质为<))"’))/A=</<约为)(>>*)"))/AB",B)"*)/A。((<和=<的去除个星期的中试表明了良好的运行效果。图所示是中试时<的去除效果。从图可以看出除第一个星期因生物膜未挂好的缘故出水<略微偏高外以后的出水<均在))/A以下平均为:)(*/A。预处理段的处理效率为,(全流程的去除率为:’(,且出水较为稳给水排水!"#$’"$())*(*图!连续流试验"#$的变化定而现行的’法"#$去除率不到()*。这样的出水水质和处理率已达到了一般城市污水处理厂的处理水平。当进水"#$浓度突然增加时"#$的去除率基本不受影响。从图可知生化处理后出水的#$也相当平稳最大值为,!/平均值为(/。总处理率为,*。图连续流试验#$的变化!!氨氮的去除从图可知在(月!日之前系统几乎没有去除氨氮的效果且经常出现出水氨氮略高于进水的情况。为了强化硝化效果!日起将生化段的停留时间从,!延长至,(。改变系统后的第一个星期情况没有什么变化从月!日开始明显出现了生物脱氮的迹象到了月,)日生物脱氮效果明显出水氨氮小于/。月!日后达到了很好的生物硝化效果。此后氨氮的平均出水浓度只有!/去除率达*。!预处理工艺对的影响从图可以看出生化出水的有所提高但相对传统的铁碳法来说提高的幅度不很大。在预处理过程中:被氧化成:!。在生化段图连续流试验氨氮去除情况图连续流试验的变化好氧曝气的过程中分子态的氧继续氧化:!得到提高。化学反应如下::!#!!!!#:#<随着:!的氧化升高。而的升高又促使三价铁沉淀::#!<:(#)"!预处理工艺对磷、硝基苯的去除的升高对去除磷酸根非常有利。铁与=#生成沉淀物。对=#的测定结果见表,。由表,可见该预处理工艺有较好的除磷效果经生化处理后=#达到二级排放的水平。另外由表!可见预处理对硝荃苯的去除也有很好的效果。表!试验过程中"#$浓度变化进水//预处理出水//生化出水//,)))!)!)()表’试验过程中硝基苯浓度变化进水//预处理出水//生化出水//,,)))),()))))()),()))!"给水排水#$’()$!’**!"#"$预处理对铁和色度的去除通常铁盐可以改善活性污泥的沉降性能。在本次试验中发现生物膜的固着性能大大提高大量的生物膜固定在悬浮填料上使曝气池中几乎无悬浮污泥处理水清沏透明。经过曝气池!’被氧化成(’沉淀去除。试验测得生化段出水总铁离子浓度为(")$!)"$$*/,满足二级排放要求。催化铁内电解法具有显著的脱色效果(见表()。该化学工业区污水色度变化剧烈。!年下半年废水以深桃红色进水较为多见今年还经常出现暗绿色、粟褐色等但不论何种颜色经预处理段后色度均大大降低特别是对桃红色本底颜色基本不见生化出水仅有一点淡黄色。表!试验过程中色度变化进水/倍预处理出水/倍生化出水/倍#)!)(!#!"#"试验结果讨论试验研究表明催化还原铁内电解法’生化法对综合化工废水的处理是有效的。关于持续运行效果问题从试验结果来看运行一段时间后效果会更好。分析其原因是:取出部分铁刨花观察发现其表面生长着一层较薄的厌氧生物膜将铁刨花水洗过滤后用显微镜观察过滤物发现有微生物存在表明此时的催化铁内电解反应器可能不仅是单纯的催化铁内电解反应器同时还成为以铁为载体的生物厌氧反应器即此时系统已成为一个“复合反应器”。!’的存在可以帮助去除废水中所含的!在厌氧状态下的预处理段不会产生!气体所以预处理出水中!的浓度很低。试验至今未发现催化剂和溴化十六烷基三甲胺改性的沸石的钝化问题。因此在生产实践中阳离子表面活性剂改性的沸石和催化剂除机械损耗无大损失不产生固体废渣。只要保证铁屑的及时投加不会影响处理效果。预处理似乎没有提高/的比值这可能是因为污水中大量悬浮物和胶体粒子被混凝的原因也可能是因为系统稳定后由于生化作用部分易生化降解的有机物被降解且还原产物!’也影响的测定。催化铁内电解由于其原电池效应、吸附作用、絮凝作用和厌氧作用等多方面的协同效应对去除化学工业区污水厂的色度降低废水中有机物浓度效果显著。预处理与生物处理结合对色度、、硝基苯、磷都有很好的去除效果可以达到二级排放标准。但预处理无去除氨氮的能力因此氨氮的去除必须靠生物法解决。!"$直接运行成本估算根据中试结果对日处理$万*(的污水场的直接运行成本进行了估算。计算结果:"电耗:$万*(/处理工程总装机容量约为:正常开机容量按总装机容量的<和工业用电按"元/(:·=)计算则耗电为"#元/*(。#铁刨花:平均每*(水耗铁刨花量按#计每吨铁刨花按)元计算则铁刨花费为"(!元/*(。两者合计"!!元/*(。!结语()催化铁内电解法作为预处理可以改善废水的可生化性提高全流程的处理效率。本文所介绍的混合化工废水处理中试工艺流程的去除率达)"(<的去除率达#"<出水平均值为"$*/,达到了出水水质要求。(!)试验表明:催化铁内电解预处理对生化处理有抑制作用的硝基苯的去除率可达<!)<降低色度的效果好具有除磷功能>(#可达到小于"*/,的水平。(()铁盐的存在对后续生化工艺有利可大大改善活性污泥的沉降性能以及生物膜的固着性能。(#)催化铁内电解法预处理化学工业区废水是经济且有效的。参考文献贾金平申哲民含染料废水处理方法的现状与进展上海环境科学!():!!!!韦朝海等有毒难降解有机污染物治理方法的研究进展重庆环境科学)!(#):!!!!(孙华洪英铁炭床、复合生物反应器处理染料废水中国给水排水!($):$!!作者通讯处:!!上海同济大学城市污染控制国家工程研究中心电话:(!)$)#修回日期:!!$!$给水排水!"#$’"$())*((

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