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        含氯仿高鹽廢水多種處理方法實驗研究

        2022-01-20 02:08:08
        山西化工 2021年6期
        關(guān)鍵詞:紡絲處理廠氨氮

        宋 靖

        (福建申馬新材料有限公司,福建 福州 350500)

        1 含氯仿高鹽廢水概述

        PPTA纖維,即聚對苯二甲酰對苯二胺纖維,俗稱對位芳綸,又稱“芳綸1414”,是一種高性能聚酰胺纖維,最早由美國杜邦公司于1981年開始批量生產(chǎn),稱為“凱夫拉(Kevlar)”。我國目前仍處于技術(shù)研發(fā)與試產(chǎn)階段,規(guī)?;a(chǎn)程度極低?!胺季]1414”生產(chǎn)過程的廢水,主要有三部分:樹脂生產(chǎn)廢水:是指在樹脂生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水,主要工業(yè)污染物有鹽(NaCl、CaCl2)、COD、氨氮,以及少量的氯仿;紡絲生產(chǎn)廢水:含硫酸廢水用熟石灰中和,沉淀物壓濾后的殘液,主要工業(yè)污染物為COD;生活污水:主要污染物為COD、氨氮。

        樹脂廢水COD較高,其污染物為NMP(N-甲基吡咯烷酮)較難降解,含有氯仿為生物有害物質(zhì),高含鹽和氯離子,對細(xì)菌微生物生存不利,屬于難處理的工業(yè)廢水。實踐中,考慮不同的處理方法,并嘗試樹脂廢水生化處理再用紡絲廢水稀釋、全廠廢水綜合生化處理、依托市政污水處理廠或者工業(yè)園區(qū)污水處理廠進(jìn)行處理等方式,均有效果。

        2 依托市政污水處理廠

        市政污水處理廠主體工藝采用卡魯賽爾氧化溝處理工藝,規(guī)模為15萬 t/d,經(jīng)處理后按《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)二級標(biāo)準(zhǔn)排放。

        1) 采用槽罐車運送,在污水處理廠污水提升泵入口卸車,樹脂廢水40 t/車,卸車時間為63 min;或者PPTA綜合廢水40 t/車,卸車時間為14 min,實驗廢水在處理廢水中的加權(quán)貢獻(xiàn)參數(shù)(污水處理量為6 000 t/h),見表1。

        從表1可以看出,將樹脂廢水、PPTA綜合廢水,分別以正常產(chǎn)量的流量比例加入市政污水處理系統(tǒng)中,各類污染物指標(biāo)對處理水體的加權(quán)貢獻(xiàn)度均不明顯。

        表1 樹脂廢水、綜合廢水在處理廢水的加權(quán)貢獻(xiàn)

        2) 試驗情況:用槽罐車運輸樹脂廢水3批次、PPTA綜合廢水3批次,分別從污水處理廠污水提升泵入口加入,跟蹤觀察運行系統(tǒng)。在試驗過程中,系統(tǒng)運行沒有異常變化,出水口數(shù)據(jù)沒有明顯變化。

        3 樹脂廢水生化處理實驗

        樹脂廢水生化處理的實驗,先將樹脂廢水進(jìn)行曝氣,除去大部分氯仿后,再采用固定化微生物濾池工藝(AF/BAF工藝)。該生化工藝是在固定化微生物處理工藝的基礎(chǔ)上,結(jié)合生物濾池發(fā)展而成的新工藝,該工藝比表面積大,生物附著力強(qiáng),掛膜性能好,固定微生物能力強(qiáng)。除去氯仿是避免微生物菌群無法培養(yǎng)、訓(xùn)化。在載體上接種高效微生物菌種,引用錦綸工廠污水處理污泥,通過人工篩選、馴化、復(fù)壯的菌群,對大分子、難降解、毒性大的污染物有較強(qiáng)的降解能力和適應(yīng)性。實驗工藝流程如第211頁圖1。

        圖1 實驗處理工藝流程圖

        3.1 實驗過程

        實驗過程分為兩個階段:

        第一階段:將樹脂廢水單獨曝氣處理出去大部分氯仿后進(jìn)行單獨實驗,樹脂廢水COD≤3 200 mg/L(檢測最高值COD為3 126 mg/L),含鹽量3.8%,其中,氯離子質(zhì)量濃度高達(dá)24 160 mg/L~26 400 mg/L。

        第二階段:為樹脂廢水和紡絲廢水混合處理實驗,即實驗裝置前端AF池四級和BAF前四級處理溶劑廢水后,將紡絲廢水接入BAF池第五級與樹脂廢水進(jìn)行混合處理。

        3.2 實驗結(jié)果與分析

        3.2.1 樹脂廢水單獨處理COD檢測數(shù)據(jù)分析

        微生物養(yǎng)生結(jié)束后,系統(tǒng)開始進(jìn)樹脂廢水原水進(jìn)行處理實驗,微生物經(jīng)過10 d的培養(yǎng)馴化后,系統(tǒng)出水穩(wěn)定,然后進(jìn)行樹脂廢水正常處理實驗,連續(xù)檢測8 d,進(jìn)水COD≤3 126 mg/L,出水COD平均值在647 mg/L,COD負(fù)荷的去除率平均值為78.6%,氨氮負(fù)荷的平均去除率為42.6%,處理取得了顯著的效果。但氯仿去除率僅有12.12%,效果不明顯。

        3.2.2 樹脂廢水與紡絲廢水混合處理實驗結(jié)果與分析

        樹脂廢水單獨進(jìn)行處理并穩(wěn)定運行檢測8 d以后,進(jìn)行樹脂廢水與紡絲廢水混合處理實驗,即實驗裝置前端AF池四級和BAF前四級處理溶劑廢水后,將紡絲廢水接入BAF池第五級與樹脂廢水進(jìn)行混合處理,紡絲廢水與樹脂廢水混合比例為2:1,連續(xù)檢測14 d。結(jié)果顯示,將樹脂廢水生化處理后,再混入紡絲廢水混合處理,出水COD平均值149 mg/L,COD總負(fù)荷去除率平均值為86%,處理取得了顯著的效果,出水可達(dá)國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996)二級標(biāo)準(zhǔn)。

        4 系統(tǒng)綜合處理實驗

        將樹脂廢水單獨處理,或樹脂廢水與紡絲廢水量按1:3的比例,經(jīng)過綜合調(diào)節(jié)池進(jìn)行調(diào)制和鹽度緩沖,順序抽送到Fe/C池、厭氧生化反應(yīng)器、好氧生化反應(yīng)器、FENTON高級氧化器。厭氧、好氧生化反應(yīng)器均采用MBBR工藝。中試生化菌群引自污水處理廠活性污泥,規(guī)模為處理樹脂廢水2.4 m3/d,或樹脂廢水與紡絲廢水混合廢水6.0 m3/d,場地3 m×9 m。

        4.1 實驗方案

        1) MBBR掛膜成功后每天檢測1次,主要檢測項有COD、BOD5、氨氮、TN、TP、pH、氯仿、污泥濃度等。實驗第1天~第15天,MBBR池內(nèi)只進(jìn)行曝氣,不進(jìn)水。

        2) 第15天測定MBBR池內(nèi)指標(biāo)達(dá)到COD<200 mg/L,開始1.5 m3/d進(jìn)水,同時測定各項指標(biāo)。

        3) 第15天~第30天,以0.3 m3/d速度增加水量,直到滿負(fù)荷6 m3/d。

        4) 若遇到進(jìn)水水質(zhì)波動較大、異常狀況,停止增加或減少進(jìn)水量,保持COD<100 mg/L。

        5) 中試計劃周期為45 d。

        系統(tǒng)綜合處理實驗流程見圖2。

        圖2 系統(tǒng)綜合處理實驗流程簡圖

        4.2 實驗進(jìn)程及結(jié)果

        1) 實驗進(jìn)程并不順利。初期進(jìn)行樹脂廢水獨立實驗時,菌群馴化進(jìn)展緩慢,污泥漂浮,分析數(shù)據(jù)沒有規(guī)律。表明菌群對樹脂廢水很難適應(yīng),菌群非常脆弱。

        2) 后采取樹脂廢水與紡絲廢水按1:3的比例進(jìn)行試驗,進(jìn)展較為順利。得到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)后,實驗結(jié)束,歷時62 d。實驗結(jié)果表明,利用污水處理廠活性污泥馴化菌群,經(jīng)Fe/C微電解、厭氧、好氧生化反應(yīng)后,再通過FENTON高級氧化,可以實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

        5 依托工業(yè)園區(qū)污水處理廠

        位于某工業(yè)園區(qū)的PPTA放大裝置,所產(chǎn)廢水總量約為30 m3/h,不同之處在于,廢水中COD值很高,但氯仿含量極低,數(shù)據(jù)見第217頁表2。

        表2 廢水綜合指標(biāo)表

        園區(qū)要求企業(yè)污水自行處理后,達(dá)到COD≤400 mg/L、ρ(氨氮)≤45 mg/L時引入園區(qū)污水處理廠深度處理,達(dá)標(biāo)后深海排放。

        企業(yè)采用氧化溝工藝處理廠內(nèi)污水。氧化溝分為兩道,并列布置,單道尺寸(L×W×H)為36.0 m×12.0 m×4.5 m,采用曝氣盤直道曝氣,每池輔助4臺液下攪拌推流器。每臺氧化溝有效容積為

        1 944 m3,水力停留時間為78 h。預(yù)處理后,出水指標(biāo)基本滿足納管外排園區(qū)污水處理廠的要求。

        園區(qū)污水處理廠采用A2/O生化處理(厭氧-缺氧-好氧生物除磷脫氮)工藝,規(guī)模為25萬 m3/d,進(jìn)水指標(biāo)COD≤500 mg/L、ρ(氨氮)≤45 mg/L、ρ(TN)≤50 mg/L。經(jīng)一級處理后設(shè)計出水指標(biāo)為COD<350 mg/L、ρ(TN)<45 mg/L、ρ(TP)<7 mg/L。經(jīng)過二級處理,出水指標(biāo)為COD<100 mg/L、ρ(氨氮)<2 mg/L、ρ(TP)<1 mg/L。

        6 結(jié)語

        目前進(jìn)行對位芳綸研發(fā)的機(jī)構(gòu),普遍存在系統(tǒng)不穩(wěn)、廢水水質(zhì)變化大的情況,控制難于處理的污染物排放是關(guān)注重點??梢杂胁煌奶幹梅绞胶吞幚砉に嚲梢詫崿F(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。企業(yè)是自行建設(shè)污水處理廠站進(jìn)行處理,還是依托市政污水處理廠,或者是企業(yè)預(yù)處理后,納管進(jìn)入工業(yè)園區(qū)深度處理,需要看當(dāng)?shù)氐恼咭约百Y源狀況,綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益與社會效益,合理決策。

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