《酞菁蓝生产废水的处理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《酞菁蓝生产废水的处理（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、酞菁蓝生产废水的处理概述 酞菁蓝是一类高级有机颜料，几乎可用于所有的色材领域。由我院承担设计的甘谷油墨厂 2000t/a 酞菁蓝生产线，采用捷克先进技术连续式无溶剂法生产工艺，以苯酐、尿素、氯化亚铜等为原料，钼酸铵为催化剂，通过原料予预混、反应合成、粗品纯化、压滤干燥等工序，生产出铜酞菁精品。在粗品铜酞菁的纯化过程中产生的滤液和冲洗水，含有大量的有害物质。经我院设计人员与省环保协会专家组的共同研讨，最终确定了该工艺废水的处理方案。 1废水的来源及性质 废水来自粗品铜酞菁纯化过程产生的滤液和冲洗水，水量为5.7 m3/h，污染物质量浓度见表 1。 表 1处理前废水中污染物质量浓度污染物 COD
2、BOD5 NH3-N SO42- Cu2+质量浓度/(mgL -1) 860.0 522.0 1034.0 2287.0 26.0注：处理前废水 pH 为 6.72关键因素分析 从表 1 数据可见，废水中的氨氮含量较高，而国家标准对于排入自然水体的废水氨氮浓度要求甚为严格，不得超过 15.0 mg/L。因此，如何去除氨氮则成为本设计要解决的一个关键环节。由于通常的生化处理法对氨氮的降解率只有 7080，所以单纯采用生化法处理难以达到理想效果。如果先以其它物理方法，诸如解吸或吹脱，先将废水中的 NH3吹脱，使氨氮含量降低，再采用生化法处理，可同时去除剩余的氨氮和 BOD5、COD。这样可使废水中
3、的主要污染物指标达到排放要求。再者，废水中含铜，铜离子能使生物酶失去活性，对生物氧化系统有毒性效应。而且，铜价值很高，不采用铜回收工艺，会造成资源的浪费。 3废水处理流程简述 如图 1 所示，将纯化废水与车间排出的冲洗水(1.5 m3/h)混合后泵入一级调节池，加硫酸搅拌调节 pH 为 4.0，进入充满铁刨花填料的置换池，停留 56 ，可使废水中的铜离子得以置换，质量浓度降至 0.5 mg/L 以下，铜的去除率达 98以上。废水自置换池进入二级调节池，向池中投加石灰乳搅拌混合均匀，调节 pH 为11.0 左右，使废水中的氨氮主要呈游离氨(NH 3)形式逸出，此时用液下泵将澄清液送入吹脱塔并向塔
4、内鼓入空气，同时通入蒸汽，将NH3吹脱，经排气筒送至高位吸氨器吸收。据计算，经吹脱塔吹脱去除的 NH3为 7.4 g/h。通过上述物理方法去除部分氨氮，使氨氮质量浓度降至 140.0 mg/L 左右，并将厂区冷却塔排出的废水(4.5 m 3/h)与之混合，进入三级调节池，调节废水 pH 为 8.09.0，以达到生化处理对碱度的要求。此时三级调节池内的废水处理量为1.7 m3/h，主要污染物质量浓度：氨氮为 60.0 mg/L，COD 为 510.0 mg/L，BOD 5为 143.0 mg/L。随后将废水送入“AO 生化处理系统”，经生化处理后再经砂滤池过滤，去除残留悬浮物，最后排出厂外。排出
5、厂外的废水中污染物质量浓度见表 2，满足污水综合排放标准的要求。 表处理后废水中污染物质量浓度污染物 COD BOD5 NH3-N SO42- Cu2+质量浓度/(mgL -1) 40.0 21.0 11.0 100.0 0.0注：处理后废水 pH 为 7.24主要工艺过程分析 4.1铜回收 废水治理流程中，铜回收分渗铁法回收铜和沉淀法回收氢氧化铜两步进行。渗铁法回收铜的装置在流程中称为铜置换池，该池中废水渗滤穿过装有铁刨花的床层，通过氧化还原反应，铜在铁上析出，而置换出的铁则进入废水中。回收铜后的废水经加石灰乳调节pH、沉淀处理，残余的铜离子与反应生成难溶的氢氧化铜 1。 4.2吹脱 本设计
6、采用穿流式筛板吹脱塔(又名泡沫塔)，筛板孔径 6 mm，筛板间距 250 mm。水自上向下喷淋，穿过筛孔流下，空气则自下向上流动。控制空塔的气流速度达到 2.0m/s，筛板上的一部分水就被气流冲击成泡沫状态，使传质面积大大增加，强化了传质过程，提高吹脱效率，空气由鼓风机供给，冬季为避免温度下降影响吹脱效率，可向塔中通入蒸汽，维持高效去除率所需的水温。泡沫塔在正常工作状态下对 NH3的去除效率在 95以上 2。 4.3AO 生化处理 “AO 生化处理”对废水中的有机物和氨氮有很高的去除率。生物硝化脱氮是一个两阶段的生物反应过程，第一过程为硝化过程，分两部进行，首先 NH4-N 在亚硝化菌的作用下
7、生成 NO2-，其后 NO2-再在硝化菌的作用下氧化生成 NO3-。第二过程为反硝化过程，是完成生物脱氮的最后一步，NO 3-N 在反硝化菌的作用下，以有机碳为碳源和能源，以硝酸盐作为电子受体，将硝酸盐还原为气态氮。所以“A 级生物池”不仅具有去除有机物的功能，而且可以完成反硝化作用最终消除氮的富营养化污染。“O 级生物池”即好氧反应池，利用好氧微生物对有机物的降解作用，去除上一级残余的有机物，最终达到废水处理要求。 生化处理系统运行中，控制废水温度在 2228，pH 为7.58.0，为硝化菌和反硝化菌提供适宜的环境。控制厌氧池溶解氧浓度低于 0.5 mg/L，停留时间 ；好氧池溶解氧浓度2.
8、53.0 mg/L，停留时间 16h。反应池污泥浓度 5.06.0 g/L；总回流比为 8.3。 5结论 目前利用生化处理方法去除废水中的氨氮被广泛采用，事实证明去除率较高，但对于本设计所涉及的废水，因其特殊的高含氨氮量则不适于用单一的生化方法来处理，生化处理法对进入处理系统的污水氨氮浓度要求有一定的适宜范围，如果浓度太高会阻碍生物氧化过程的进行，质量浓度在 1000 mg/L 以上时会使微生物中毒 3，进而影响生化系统的去除效率。因此，必须采用一种切实可行的预处理方法，先去除部分氨氮，使废水中的氨氮浓度降至 140.0 mg/L以下，再采用生化处理方法去除残留氨氮，以达到最终去除氨氮的目的。
9、探讨城市污水生物处理出水的总磷达标问题1 出水悬浮固体对生物除磷的影响 生物除磷系统主要是通过创造对聚磷菌(PAOs)生长的有利条件使其在活性污泥的菌群中占优势，将活性污泥中的含磷量从1.5%2.0%(常规活性污泥法，P/VSS)增加至 5%7%，甚至高达 10%以上 1。提高除磷效率的主要途径是首先将污水中的磷通过转化和网捕为颗粒性磷，从而最大程度地降低出水中的溶解性磷含量，同时采用适当的分离方法将颗粒性磷通过排泥加以去除。图 1 表明出水 SS对总磷浓度的影响很大，如当 P/VSS 为 6%、出水 SS 为 20mg/L 时出水颗粒性磷浓度已接近 1.0mg/L1。 国内外经验表明，如采用
10、沉淀分离方式，当生物除磷系统效率较高、出水溶解性磷量很低、终沉池出水 SS 也较低时，出水总磷含量可满足 1mg/L(二级标准)的要求。由于沉淀出水 SS 很难达到5mg/L 以下，即使生物除磷系统效率很高，处理出水中的总磷浓度也不太可能在 0.5mg/L 以下(一级标准)，为达到这一严格标准，还必须采用过滤或投加化学药剂等措施。 2 进水 BOD5/TP 值对生物除磷的影响 污水中有机物的可甥物降解性能对生物除磷过程的影响至为重要。影响生物除磷的最基本因素是生物处理厌氧段进水中 VFAs(包括厌氧段中其他可快速降解基质的发酵产物)与总磷的比值，最好采用 VFA/TP 值来判断污水除磷的可能性
11、，但由于工艺反应过程的复杂性而无法测定厌氧区发酵产物的产生速率，因而一般采用进水的BOD5/TP 值作为近似比值。试验研究表明，进水 BOD5/TP 值20 的生物除磷系统出水 TP 难以达到 12mg/L，美国采用生物除磷工艺的9 个污水厂和 2 个中试厂的运行数据也显示了出水 TP 随进水的BOD5/TP 值而变化，当进水 BOD5/TP20 时，出水 TP 可达到 1mg/L2。上述生物除磷的最低有机物需要量的概念可用以区别污水系受碳的限制还是受磷的限制。污水受碳限制是指因污水除磷的碳源不足而使出水磷含量不能达标；污水受磷限制是指因除磷的碳源充足而使处理出水中的溶解性磷含量往往较低，故为
12、获得好的出水水质，采用污水受磷限制是可行的，但剩余的基质足以导致产生相当数量的非聚磷菌，这样 MLVSS 中的含磷量将下降。因此认为由厌氧段进水的 BOD5/TP 值可预测系统的 MLVSS 含磷量和出水磷浓度。为测试方便，通常采用 BOD5与磷去除量的比值(BOD 5/P)来表达系统的除磷能力： BOD 5/P=进水 BOD5/(进水 TP-出水 SP)(1) 各种不同生物除磷工艺的典型 BOD5/P、COD/P 值见表 1。 表 1 不同生物除磷工艺的 BOD5/P 与 COD/P 值生物除磷工艺类型除磷效率BOD5/P 值(mgBOD5/mgP)COD/P 值(mgCOD/mgP)无硝化
13、A/O、VIP、UCT高 1520 2634有硝化的 A/O和 A2O中等 2025 3443Bardenpho 工艺低 25 43将进水 BOD5/TP 值与表 1 中各工艺相应的 BOD5/TP 基准比值进行比较即可确定采用生物除磷的可能性以及可采用的工艺 1。 欧洲和美国等地某些生物除磷系统的生产运行表明，由于污水处理厂进水中的可快速降解有机物含量不足而使除磷效果不理想，要始终保持出水 TP1mg/L 是比较困难的，往往还需要投加一些化学药剂 3。笔者认为，产生以上情况的主要原因在于原污水的发酵程度不同。污水中的可快速降解有机物的含量(特别是 VFAs)对生物除磷系统的处理效果的影响极为
14、明显。厌氧段污水中的 VFAs 来源于进水及兼氧菌在厌氧段内对其他可快速降解基质进行发酵的产物。当系统为污水发酵提供了良好条件(如管道内温度适宜、污水流速低、曝气程度小)时则可保证足够的可快速降解基质浓度，从而能够取得有效的生物除磷效果。但是对那些不具备上述条件的相对新鲜的污水则除磷效果差 4。因此虽然有的水样 BOD5/TP 值相同，但由于可快速降解基质和 VFAs 的含量不同会产生不同的除磷效果，这就是有些地区的生物除磷工艺在进水 BOD5/TP 值合适、终沉池效率可靠的情况下而出水 TP 却难以达到 1mg/L 的重要原因之一。 3 泥龄的选择 关于生物除磷的泥龄长短对处理效果的影响，各
15、国学者对此意见不一。泥龄长短主要取决于处理系统的脱氮要求(主要是否需要进行硝化)，如果系统有硝化要求则系统的好氧泥龄的确定受硝化控制。但硝化菌所需的最短好氧泥龄大于聚磷菌所需的最短好氧泥龄。若硝化并非 系统的处理目标则应缩 短泥龄足以防止硝化作用的发生，使回流污泥中无硝酸盐氮，以确保 A/O 系统的除磷效果。泥龄与BOD5/TP 值之间存在密切关系，泥龄太短则聚磷菌难以生长繁殖，泥龄太长则除磷效果下降。Fakase 等人在城市污水处理 A/O 系统试验中发现，当泥龄从 4.3d 增加到 8d 时，BOD 5/TP 值从 19 增至 26，而活性污泥含磷量则从 5.4%降至 3.7%。生物除磷系
16、统所需 BOD5/TP 值为泥龄的函数，泥龄较长而混合液含磷量较低时则 除磷所需的 BOD5较高，例如活性污泥混合液含磷量为 4.5%、泥龄为 25d 时，去除 1mg 磷所需 BOD5为 33mg，而当泥龄为 8d 时所需 BOD5/TP 值则下降至 25。另根据试验结果，当 A/O系统泥龄在 2.23.6d 时除磷效果很好，但一旦泥龄超过 3.6d 后则因发生硝化作用而使除磷效果急剧下降 3。可见以除磷为目标的A/O 工艺不宜采用长泥龄，其原因为： 长泥龄导致生物除磷系统产泥量减少，则通过排泥而去除的磷量也减少； 长好氧泥龄导致有机物的氧化相对完全，但污泥活性降低使好氧区对磷的吸收率下降，活性污泥混合液的含磷量减少； 长泥龄下因衰减反应造成磷的二次释放。 4 系统中硝酸盐的回流干扰
