高邮污水处理一体化设备标准废水净化装置

高邮污水处理一体化设备标准废水净化装置

丁苯橡胶在生产过程中会产生大量废水，废水中所含的苯乙烯、丁二烯以及促进剂、防老剂、阻聚剂等大多是有毒有害、难生化降解的有机污染物，其来源于单体回收单元和凝聚洗涤单元，这些污染物的化学需氧量(COD)较高，可生化降解性较差，因此需要通过多种方法联用进行处理才能达到排放标准。国内外橡胶废水普遍采用混凝、沉淀进行预处理，处理后可溶性COD去除率很低(仅5%左右)；国内也有直接采用生物法处理丁苯橡胶废水，但由于冲击负荷适应能力差，导致生物培养不成功。

针对丁苯橡胶装置废水的特点，中国石油兰州化工研究中心开发了催化氧化－混凝沉淀成套处理技术，该技术通过使用具有双功能的药剂，实现了在反应体系内同时去除COD和总磷(TP)的目的。在催化氧化单元，将废水中可溶性、难生化的助剂(歧化松香酸等)、苯系物等大分子有机物，通过羟基自由基氧化降解成小分子有机酸，部分有机物被氧化为二氧化碳，提高了出水的生化需氧量(BOD)/COD(简称B/C)值，改善了废水的可生化降解性，适宜后续生化处理系统。本工作依托国内2套丁苯橡胶生产装置，自主研发了催化氧化－混凝沉淀法处理该装置废水技术，建成了处理规模分别为180m3/h(装置1)和120m3/h(装置2)的废水处理装置，并进行调试运行，确保处理出水COD和TP分别小于500mg/L、10mg/L，B/C值提高到0.35以上。

1、试验部分

1.1 主要原材料

丁苯橡胶装置排放废水，无色透明，有少量悬浮胶粒，COD为300～1200mg/L，TP为50～125mg/L，B/C值小于0.3。铁盐化合物，有效成分质量分数为90%，工业级。双氧水，有效成分质量分数为27.5%，工业级。聚合氯化铝(PAC)，有效成分质量分数为90%，工业级。

1.2 分析与测试

采用重铬酸钾法，按照GB11914—1989测定COD。采用钼酸铵分光光度法，按照GB11893—1989测定TP。采用稀释与接种法，按照GB7488—1987测定BOD。

2、废水处理装置工艺流程

废水处理装置的工艺流程如图1所示。将丁苯橡胶废水收集至调节罐调节水质、水量，由提升泵打入催化氧化反应器，药剂从管道混合器加入，并与废水充分混合。废水从反应器上部进入，采用平推流形式经折流后从反应器上部出水，该水质呈弱酸性；在中和槽内加入碱液，通过在线pH计控制碱液的加入量，使pH值达到中性；中和槽出水进入凝聚槽，在槽内加入PAC进行搅拌，出水进入斜管沉淀池，上清液进入产水槽，达标后排入厂区污水管网。斜管沉淀池产生的污泥通过污泥输送泵进入污泥储罐，由污泥渣浆泵送至叠螺脱水机，脱水后的泥饼外运处理。污泥储罐排出的含有大量水分(含水质量分数不小于98%)的污泥中加入聚丙烯酰胺(PAM)，凝聚形成较大的污泥絮体，然后进行脱水，脱水后的污泥含水质量分数小于80%。叠螺脱水机排水中含有一定量的悬浮物和PAM，出水返回凝聚槽进

对于高盐废水的处理，传统方法是首先将废水减量浓缩，然后将浓缩液通过蒸发技术使盐结晶，最终实现废水脱盐和盐资源的回收。目前，已大规模工业化的浓缩方法主要有热法和膜分离法。热法主要是通过加热的方式，将高盐废水中的水分蒸发出来，以达到浓缩和减容的目的，该方法通常利用水蒸气作为热源，因此耗能巨大，运行成本非常高。膜分离法使用选择性透过膜作为过滤介质，以压力差､电势差､渗透压等作为驱动力，实现含盐废水的浓缩，常见的膜分离工艺有微滤､超滤､反渗透､电渗析等。对于膜技术，目前存在的主要问题是膜元件成本高､膜污染及清洗等问题。

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膜蒸馏技术是传统热蒸发过程与膜分离技术相结合的新型分离技术，其原理是在疏水性微孔膜的拦截作用下，阻止废液以液体形式穿透膜孔，仅以挥发组分在膜两侧蒸汽压差的推动下穿透膜孔，而非挥发组分则被拦截，最终实现混合物的分离和提纯，具有浓缩倍数高､能耗低等(使用30~70℃的低品热源)特点。在常见的膜蒸馏技术中，真空膜蒸馏技术(vacuum membrane distillation，VMD)是利用真空泵使膜的透过侧维持负压状态，从而增加膜两侧的蒸气压差以提高膜通量，与其他膜蒸馏技术相比，具有膜通量高､温度极化程度低等显著优点，近年来得到了研究人员的广泛关注。Mericq等采用VMD技术对反渗透处理后的海水浓缩液进行进一步浓缩，实验结果表明，当透过侧压力为6000Pa､温度为50℃､雷诺数为4000､进水含盐量为64~300g/L时，膜通量可达7~17L/(m2•h)，VMD工艺可将反渗透处理后的海水浓缩液的体积减少81.9%。刘宇程等采用VMD技术处理经湿式氧化后的页岩气压裂返排液，结果表明，当进水COD为299mg/L､NaCl浓度为67870mg/L时，在操作条件为料液温度70℃､真空度0.085MPa､运行时间为90min情况下，出水NaCl含量仅为1.17mg/L，出水COD降至93.2mg/L。Wen等应用VMD技术处理低放射性废水，实验结果表明，当进水含盐量高达80g/L时，VMD工艺对Cs(Ⅰ)､Sr(Ⅱ)和Co(Ⅱ)的去污因子可分别达到6000､3700和8300。游文婷等采用VMD工艺对硫酸钠和氯化钙模拟废水进行了处理研究，实验选用聚四氟乙烯平板膜作为膜组件，结果表明：随着进水温度的升高､冷侧压强的减小，通量随之增大，VMD工艺的截留率均达到了99.99%以上。另外，随着膜材料和疏水膜制造工艺的不断发展，在保证较高膜通量的前提下，可有效降低膜污染问题，提高VMD工艺的稳定性和可靠性。

因此，对于高含盐工业废水，如油气田产出水､炼化废水等须回用或外排的高盐废水，真空膜蒸馏技术是一个较好的选择。本研究采用聚丙烯中空纤维膜元件，研究了真空膜蒸馏技术在不同条件下处理模拟高含盐废水的效果，分析了各因素对膜通量的影响程度，对真空膜蒸馏技术进行了初步探索，为高含盐工业废水提供新的处理选择。