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        有機錫廢水處理工程實例

        2020-11-16 01:48:40方佩珍何新軍盧彩霞徐亮邵春晨
        工業(yè)用水與廢水 2020年5期
        關(guān)鍵詞:廢水處理水力水量

        方佩珍, 何新軍, 盧彩霞, 徐亮, 邵春晨

        (浙江建投環(huán)保工程有限公司, 杭州 310013)

        1 工程概況

        某企業(yè)是一家主要生產(chǎn)塑料助劑(熱穩(wěn)定劑)硫醇錫的化工公司, 主要原料有二?。ㄐ粒┗鶐€基乙酸異辛酯錫和單?。ㄐ粒┗鶐€基乙酸異辛酯錫的混合物及四氯化錫, 在氯化鋁與鹽酸的催化作用下, 生成二氯二?。ㄐ粒┗a與三氯單丁(辛)基錫, 再投加巰基乙酸異辛酯, 反應(yīng)后生成二丁(辛)基巰基乙酸異辛酯錫和單?。ㄐ粒┗鶐€基乙酸異辛酯錫。 ?。ㄐ粒┗虼煎a產(chǎn)品為混合物。 該公司產(chǎn)品品種單一, 原料種類較少, 但由于合成工藝副反應(yīng)較多, 在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生含高濃度有機錫、 高氯化鈉鹽度廢水,廢水中有機錫是對微生物有劇毒性及難降解的化合物, 抑制微生物生長, 影響廢水處理效果[1]。 為降低廢水的生化毒性, 使該廢水達到GB 8978—1996《污水綜合排放標準》[2]一級排放標準, 其中總錫指標執(zhí)行上海市DB 31/199—2018《污水綜合排放標準》[3], 需有效處理該類廢水。

        2 設(shè)計規(guī)模及進出水水質(zhì)

        2.1 設(shè)計規(guī)模

        該公司交替生產(chǎn)辛基硫醇錫和丁基硫醇錫, 采用2 000 ~3 000 L 的反應(yīng)釜, 每批生產(chǎn)時間為24 h,每天生產(chǎn)1 批, 每批產(chǎn)品5 t, 廢水產(chǎn)生量約為10 m3/d, 包括分離廢水3 m3/d, 歧化反應(yīng)廢水0.45 m3/d, 地面沖洗水及水力噴射泵排水6.55 m3/d; 另有廠區(qū)生活污水量為3 m3/d。 考慮后期生產(chǎn)規(guī)模擴大, 水量增多, 本工程設(shè)計處理規(guī)模為20 m3/d。

        2.2 設(shè)計進出水水質(zhì)

        設(shè)計進出水水質(zhì)見表1。

        3 廢水處理工藝

        本工程廢水治理的難點在于廢水中Cl-、 總錫等濃度較高, 毒性大, 生化性差, 采用一般的廢水處理工藝難以滿足排放要求, 國內(nèi)外關(guān)于此類廢水處理技術(shù)的研究和工程應(yīng)用鮮有報道。

        經(jīng)現(xiàn)場試驗探索, 確定采用“蒸發(fā)脫鹽-化學(xué)氧化工藝”對含錫廢水進行預(yù)處理[4], 預(yù)處理出水與生活污水混合進行生化處理, 最終實現(xiàn)達標排放。廢水處理工藝流程見圖1。

        硫醇錫分離廢水匯入集水池中, 均勻水質(zhì), 并加入液堿調(diào)整廢水的pH 值至7 左右。 均質(zhì)后的廢水通過自吸泵打入蒸發(fā)釜, 廢水與有機物隨蒸汽一起從蒸發(fā)釜頂逸出, 去預(yù)熱原水, 冷卻后去中間水池; 濃縮液去離心機進行固液分離, 離心后固體物(主要為NaCl)做規(guī)范填埋處理, 濾液再去循環(huán)蒸發(fā)。 水力噴射泵廢水與蒸發(fā)冷凝水進入中間水池混合, 加酸調(diào)節(jié)至pH <1, 再加高錳酸鉀氧化反應(yīng)72 h 以上, 將有機錫轉(zhuǎn)化成無機錫后, 進入中和沉淀槽加液堿調(diào)節(jié)pH 值至8 左右, 沉淀去除廢水中的錫及部分其他有機物。

        表1 設(shè)計進出水水質(zhì)Tab. 1 Design influent and effluent water quality

        圖1 廢水處理工藝流程Fig.1 Process flow of wastewater treatment

        預(yù)處理后的生產(chǎn)廢水與生活污水一同經(jīng)過格柵進入調(diào)節(jié)池均質(zhì), 再進入SBR 系統(tǒng)進行生化處理,生化處理后廢水可達標排放。 為降低廢水的毒性,在SBR 池中定期投加粉末活性炭, 同時, 設(shè)置混凝劑投加裝置, 當(dāng)出水COD 質(zhì)量濃度高于90 mg/L 時, 投加混凝劑。 處理達標后的廢水除部分用于水力噴射泵的循環(huán)補充用水外, 其余外排。

        中和沉淀、 生化處理產(chǎn)生的污泥去污泥池濃縮, 濃縮后去機械脫水, 脫水后的污泥必須規(guī)范處置。 離心后的結(jié)晶物用編織袋密封后, 按GB 18597—2001《危險廢物貯存污染控制標準》的要求進行處置。

        4 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)

        (1) 集水池。 1 座, 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu), 設(shè)計處理水量為12 m3/d。 尺寸為4.0 m × 2.5 m × 1.5 m,有效水深為1.2 m, 水力停留時間為24 h。 設(shè)潛水?dāng)嚢铏C2 臺, 功率為0.55 kW; 自吸泵2 臺, 流量為2.5 m3/h, 揚程為10 m, 功率為0.55 kW。

        (2) 蒸發(fā)釜。 2 座, 設(shè)計處理水量為12 m3/d,反應(yīng)釜為4 000 L 搪瓷釜, 功率為7.5 kW。 配置三足式離心機, 轉(zhuǎn)鼓直徑為600 mm, 工作容積為45 L, 功率為2.2 kW。 工作周期為10 h/批。

        (3) 中間水池。 1 座, 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu), 設(shè)計處理水量為12 m3/d, 尺寸為8.0 m×3.0 m×1.5 m,有效水深為1.0 m, 水力停留時間為48 h。 設(shè)自吸泵2 臺, 流量為2.5 m3/h, 揚程為10 m, 功率為0.55 kW。

        (4) 氧化池。 1 座, 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu), 設(shè)計處理水量為12 m3/d, 分3 格, 單格尺寸為4.2 m ×4.0 m×2.0 m, 水力停留時間為72 h。

        (5) 中和沉淀池。 1 座, 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu), 設(shè)計處理水量為12 m3/d, 尺寸為φ 2.50 m×6.25 m。

        (6) 調(diào)節(jié)池。 1 座, 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu), 設(shè)計處理水量為20 m3/d, 尺寸為8.0 m × 6.0 m × 1.5 m,有效水深為1.0 m, 水力停留時間為57.6 h。 設(shè)潛水?dāng)嚢铏C2 臺, 功率為0.75 kW; 自吸泵2 臺, 流量為2.5 m3/h, 揚程為10 m, 功率為0.55 kW。

        (7) SBR 池。 2 座, 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu), 設(shè)計處理水量為20 m3/d, 尺寸為φ 4.0 m × 4.0 m, 有效水深為3.5 m, 進水2 h, 曝氣6 h, 沉淀2 h, 排水2 h, 污泥濃度為1 500 ~3 000 mg/L, COD 污泥負荷控制在0.02 kg[COD]/(kg[MLSS]·d)以內(nèi)[5]。 設(shè)三葉羅茨風(fēng)機2 臺, 流量為2.11 m3/min, 升壓為39.2 kPa, 功率為3 kW; 可變孔曝氣管, 直徑為65 mm, 長度為30 m。

        (8) SBR 出水池。 1 座, 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu), 設(shè)計處理水量為20 m3/d, 尺寸為7.0 m×3.0 m×2.5 m, 水力停留時間為50.4 h, 污泥回流比為100%。設(shè)自吸泵2 臺, 流量為2.5 m3/h, 揚程為10 m, 功率為0.55 kW。

        5 工程運行效果

        本工程于2019 年4 月開始調(diào)試運行, 經(jīng)3 個月的調(diào)試后, 廢水處理系統(tǒng)運行效果穩(wěn)定, 各工藝單元對污染物的去除達到預(yù)期效果。 預(yù)處理工藝進出水平均指標見表2, 生化處理工藝進出水平均指標見表3。 處理出水水質(zhì)穩(wěn)定達到GB 8978—1996一級標準, 總錫達到上海市DB 31/199—2018 標準要求。

        表2 預(yù)處理工藝進出水水質(zhì)Tab. 2 Influent and effluent water quality of preteatment process

        表3 生化處理工藝進出水水質(zhì)Tab. 3 Influent and effluent water quality of biochemical treatment process

        6 投資及運行成本

        本工程總投資為98 萬元, 處理水量為20 m3/d, 運行成本為79.64 元/m3, 包括電費5.04 元/m3、藥劑費48.60 元/m3、 蒸汽費13.50 元/m3、 人工費12.50 元/m3。

        7 結(jié)語

        (1) 采用“蒸發(fā)脫鹽-高錳酸鉀氧化”預(yù)處理工藝處理有機錫廢水, 有機錫去除率可達95% 以上,再經(jīng)SBR 生化工藝處理后, 出水穩(wěn)定達到GB 8978—1996 中一級標準, 總錫達到上海市DB 31/199—2018 要求。

        (2) 有機錫廢水的氧化預(yù)處理需在酸性條件下投加高錳酸鉀氧化, 氧化時間在72 h 以上, 氧化溫度在40 ℃左右時, 有較好的去除效果, 生化處理進水有機錫質(zhì)量濃度需小于5 mg/L。

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