东台大型实验室污水处理设备工艺指导

东台大型实验室污水处理设备工艺指导

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，出水返回凝聚槽进一步处理，同时废水中所携带的PAM可与凝聚槽中的微小絮体发生絮凝反应，增大絮体体积，加快沉淀速率。

中试废水经提升泵提升至一级电磁EM高级催化氧化工艺段，此工艺段由237个高级催化氧化反应器串联而成。提升泵与反应器间设置EM发生器，反应器内添加贵重金属催化剂填料。通过射流泵对一级催化氧化发生器内废水进行循环，循环管道上设置EM专用射流器，臭氧发生器与其相连接，用于投加臭氧气体。含臭氧气体连同循环废水，在EM专用射流器反应器内混合后，分别进入237个高级催化氧化反应器，在贵重金属催化剂作用下，激发产生羟基自由基，在其高氧化电位作用下，部分难降解有机污染物发生断链反应形成短链易降解有机污染物，部分直接氧化生成CO2、H2O。

经过一级高级催化氧化处理后，废水已基本得到改性，形成存在大量反应活跃的中间态产物的改性废水，进入缓冲水池，经提升泵提升到二级高级催化氧化段对废水进行再处理，进一步去除废水COD，处理后出水由末端反应器上端出水口排出。

2、中试效果分析

2.1 中试参数设计

为最大限度接近生产实际，中试进水直接取自现处理系统出水，其COD含量60～80mg/L。中试设计规模500L/h，反应器内有效停留时间20min，含臭氧气体浓度130mg/L，最大进气量500L/h。兼顾处理效果与经济性，分59个阶段优化进水负荷与臭氧量，每阶段运行周期10天。

2.2 中试分析

初始阶段进水负荷为设计负荷的60％，进气量500L/h，臭氧总投放量为216mg/L，其中一级进气量250L/h，臭氧投加量108mg/L，二级进气量250L/h，臭氧投加量108mg/L。全程跟踪试验装置运行情况，对终端出水COD含量进行检测并做好记

1、喷漆废水先收集到收集池，同时收集池也做为调节池，可根据废水情况对废水水质进行初调。

2、调节后（如酸性性浓度不大，不进行初调直接把废水抽到反应沉淀分离一体化设备中）废水进入到反应沉淀分离一体化设备中，污水由爆气机进行曝气，投加石灰将pH调节到8.3-8.8左右，然后利用CaCl2、硫酸铝（根据情况配置）、PAM助凝剂进行混凝反应。

3、反应后将水在分离沉淀处理器中，进行有效的分离沉淀，出水直到三级达标排放。

4、污泥处置：分离沉淀处理器产生的污泥通过滤袋机压干外运处理。

5、分离沉淀出水连同生活污水一起进行水质水量的调节。经均化后的废水由污水提升泵提升至A/O生化处理装置中，利用A/O生化处理装置中水解酸厌氧菌及兼氧菌的作用下，废水中的大部分固体颗粒物质分解成可溶性有机物质，大分子有机物质被降解成小分子有机物质，提高废水的可生化性，然后在生物接触氧化池中，在充氧条件下，通过生物填料上的生物膜作用下，在废水中的绝大部分有机物质被降解无机物质的同时，废水中的氨氮也得到有效地去除，出水自流进入二沉池中进行固液分离，使废水中的有机物质得到进一步地去除后出水进入混凝沉淀池中，通过投加絮凝剂聚合氯化铝（PAC），将废水中的少量悬浮物及其他有机物等进行去除，出水进入排放口达到综排一级排放标准。

东台大型实验室污水处理设备工艺指导

3.1 中试试验系统调试阶段

6月2日—6月4为调试阶段，记录的废水处理前、后的pH值及Pb、Zn、Cd、As浓度，其中，所有重金属污染物浓度均按mg/L计，去除率按%计。通过数据可以看到，调试阶段的前两天，只有总镉的处理数据没有达标。分析原因，可能是仪器的一些相关参数还未调整到最佳状态，故6月4日对仪器进行了调整，调整后各项指标均达标。同时，经过这三天的调试可知，处理过程中整流器的电压值最好高于18V；原水样的电导率最好大于2000μs/cm；电流值不能低于75A。

3.2 连续运行阶段

连续运行阶段是系统正常工作的阶段。6月5日—6月16日为仪器24h连续运行阶段，同样记录的废水处理前、后的pH值及Pb、Zn、Cd、As浓度。通过数据可以看到，连续运行阶段冶炼废水经过ETIG电絮凝反应系统处理后，各项指标都远低于排放标准，有的甚至达到100%的去除率，处理效果非常好。

3.3 高浓度水样处理阶段

6月17日—6月23日，人为的把水样中镉、砷的含量提高，记录的废水处理前、后的pH值及Pb、Zn、Cd、As浓度。结果发现，处理后的水样总镉、总砷含量达标，且其他指标也都非常理想，说明ETIG电絮凝反应系统对于高镉和高砷水样的处理较为适用。

3.4参数分析及不同工艺试验结果对比

1）参数分析。

通过试验发现，整个处理过程的参数方面，原水样的电导率、pH值、整流器的电压和电流值等会对ETIG电絮凝工艺处理效果产生影响。具体的，高浓度和高电导率的水样pH值调节到8.5～9.0之间较好，而其余的一般水样则将pH值控制在7.5~9.0之间即可。电导率太低，电流值减小，会影响处理的效果，而电导率过高，说明水样中金属离子含量很高，也会影响处理效果。