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经 验 交 流 橡胶促进剂生产废水处理工艺设计 储金宇 1 王万俊 1 郑筱黑 2 张 波 1 1.江苏大学环境学院, 江苏 镇江 212013; 2.镇江中天城市水务环保有限公司, 江苏 镇江 212000 摘要 对多种橡胶促进剂生产过程中产生的废水按特征因子的不同进行分质处理。 其中, 高盐废水采用蒸发的方法 进行脱盐预处理; 高浓度废水采用微电解_Fenton 氧化-絮凝沉淀法进行预处理; 难处理废水进行预处理后, 与中低浓度 废水混合后进入生物处理, 生物处理采用水解酸化、ABR、氧化沟联合处理工艺, 处理后出水可达到国家污水综合排放 三级标准。 关键词 分质处理 高盐废水 微电解 Fenton 水解酸化 厌氧折流板反应器 0 引言 镇江某化工有限公司主要以苯胺 、 硫磺 、 二硫化 碳、 二甲胺 、 氢氧化钠、环乙胺、吗啡及叔丁胺等为生 产原料 ,生产促进剂M 、促进剂 DM 、促进剂 TMTD、促 进剂 CZ 、 促进剂NOBS 及促进剂NS ,生产过程产生的 废水中含有大量的难降解杂环杂链类有机物 ,其分子 量大、毒性强、 结构成分复杂、性质稳定 、易于富集且 有些具有三致作用 。该废水处理工程就是对促进剂 生产过程中产生的复杂废水进行处理。 1 废水水质分析 1. 1 废水特性及设计水质水量 促进剂废水含有大量难生物降解的有机物 [ 1] ,根 据废水中有机物难降解的主要原因 ,在对各股废水进 行水质检测 、 对高浓度废水进行试验的基础上 ,依据 废水分质处理的原则将多股废水分为 4大类 ① 含硫 废水 ,硫化物含量约为1 000 mg L ,这部分废水水量为 20 m 3 d; ② 高浓度废水, 含大量苯胺类、杂环杂链类 化合物 ,有机物浓度高 ,CODCr高达25 000 mg L , 这部 分废水水量为55 m 3 d; ③高盐废水, 含盐量高达 20 对微生物生长极其不利, 有机物浓度较低 ,CODCr在 2 500 mg L左右, 这部分废水水量为35 m 3 d; ④其它 中低浓度废水, 含盐量较低 ,微生物可通过驯化来适 应,有机物浓度较低,CODCr在1 800 mg L左右, 这部分 废水水量为2 290 m 3 d。 1. 2 设计废水排放标准 该污水处理工程出水排入后续城市污水处理厂, 要求达到污水综合排放标准 GB8978- 1996 中表 4 三级标准, 即 pH 6 ～ 9, CODcr≤500 mg L, SS ≤ 400 mg L ,硫化物 ≤ 1. 0 mg L ,苯胺类 ≤ 5. 0 mg L 。 2 废水处理工艺设计 废水处理工艺的设计和选定应遵循以下原则 分 质处理原则 ; 达标处理原则; 经济性原则; 先进性原 则。对各股难处理废水进行单独的预处理,最后综合 废水一起生物处理后达标排放 。 2. 1 预处理设施 2. 1. 1 含硫废水 含硫废水预处理设施已经建成 ,处理效果较好, 此部分废水经过预处理后直接进入该方案后续综合 生物处理设施。 2. 1. 2 高浓度废水 CODCr在25 000 mg L左右的高浓度废水 , 应该经 过物化预处理后再进入后续的生物处理设施 。 设计中, 物化预处理工艺采用微电解- Fenton 催 化氧化-絮凝沉淀法 ,微电解法的基本原理是利用铁 和碳构成微小原电池的正极和负极 ,以充入的废水为 电解质溶液 ,发生氧化还原反应,形成原电池 。 电极反应生成的产物具有很高的化学还原活性, 在偏酸性废水中 ,电极反应产生的新生态[H] 和 Fe 2 能与污染物发生氧化还原反应 ,使大分子物质分解为 小分子的中间产物, 使难生化降解的化学物质转变成 容易生化处理的物 质, 提高 废水的可 生化性 [ 2] 。 Fenton 催化氧化法是以亚铁离子为催化剂, 双氧水为 氧化剂 ,通过催化分解产生羟基自由基 OH , 而羟 基自由基具有超强氧化性能, 能与难生物降解物质发 生反应, 使其转化为易生物降解物质甚至矿化为 CO2、 H2O 等无机物质 [ 3] 。 上述 2 个阶段都是在偏酸性条件下进行的 ,絮凝 沉淀阶段是通过投加石灰调节废水 pH 值略碱性 ,使 78 环 境 工 程 2007年 8 月第25 卷第4 期 得生成的铁离子 、 亚铁离子经水解、聚合形成的氢氧 化物胶体 ,它具有沉淀、 絮凝吸附作用, 能与污染物一 起形成絮体、 产生沉淀。应用该法可去除废水中部分 色度 、 部分有机物,并且提高废水的可生化性 ,增加生 物处理对有机物的降解能力。 2. 1. 3 高盐废水 含盐 20 的高盐废水, 该设计采用了外热式蒸 发器脱盐 。高盐废水进入反应釜通蒸汽加热后,废水 中的挥发性有机物随水蒸气从釜顶逸出后进入集水 槽,再进入中间调节池 ; 釜中残液则经结晶槽冷却后 进抽滤槽抽滤, 抽滤后的固体盐类物质送去填埋, 滤 液则返回到反应釜。为减少蒸汽用量, 采用了水环式 真空泵使反应釜产生负压从而降低水的沸点 ,控制反 应釜中温度为 85℃ 即可 [ 4] 。 2. 2 生物处理 含硫废水、高浓度废水及高盐废水经过各自的预 处理后 ,与其它中低浓度的废水在中间调节池混合 后,一起进入生物处理设施。生物处理采用膜法水解 酸化-厌氧折流板反应池 ABR -氧化沟组合工艺, 使 杂环类化合物在兼氧 、 厌氧的条件下得到初步降解, 再在好氧条件下去除 。 2. 2. 1 膜法水解酸化工艺 水解酸化是根据厌氧发酵的第一、二阶段 水 解酸化的机理而设计的。池内维持在兼性条件,大量 兼性菌将不溶性有机物水解为溶解性物质,将难于生 物降解的大分子物质转化为易于生物降解的小分子 物质, 提高废水的可生化性 ,此外部分杂环类化合物 也可以得到降解。该工程采用附着生长的厌氧生物 膜法, 微生物不易流失 , 克服了升流式污泥床反应器 污泥培养困难的缺点, 特别适用于处理低悬浮物浓 度、 难降解 、 含有毒有害物质的工业废水 [ 5] 。 2. 2. 2 ABR工艺 ABR工艺是在厌氧反应器中设置了上下折流板 而在水流方向上形成依此串联的隔室, 从而使其中的 微生物种群沿长度方向的不同隔室实现产酸和产甲 烷相的分离,在单个反应器中进行两相或多相运行。 其对颗粒的截留能力很强, 污泥龄较长 , 而长的污泥 龄有利于世代期较长的细菌繁殖生长, 促使系统形成 复杂的生物菌群 。ABR 的这种特性使其对难降解、 有毒废水的处理具有较强的优势, 研究表明, 用 ABR 工艺处理该类废水, 大部分杂环杂链类化合物可以得 到降解,废水的可生化性得到大幅度的提高 [ 6] 。 2. 2. 3 氧化沟工艺 氧化沟工艺是活性污泥法的一种发展 , 以低负 荷、 延时曝气的模式运行 。氧化沟的水流混合特征介 于推流式和完全混合式之间, 废水进入氧化沟后被几 十倍甚至上百倍的循环水量所稀释 ,在池内进行高达 几百次的循环, 所以氧化沟能承受水量水质波动所带 来的冲击负荷。此外曝气装置并不是沿池长方向均 匀布置的, 而是安装于某几处 ,这样在曝气搅拌处 DO 浓度高 ,随着离曝气器距离越远, DO 浓度越低, 沟内 存在好氧缺氧和厌氧区, 较好地防止了活性污泥膨 胀,有利于活性污泥的生物凝絮, 广泛应用于工业废 水和城市污水处理。 该工程采用深沟氧化沟工艺,曝气采用高氧传递 效率的新型供气射流曝气器, 同时起水力混合搅拌的 作用 ,采用较低负荷运行 ,延时曝气产生污泥量少 ,通 过活性污泥吸附降解作用大幅去除 CODCr, 利用其脱 氮功能去除废水中的氮 [ 7] 。 2. 3 废水处理工艺流程 根据以上分析, 对各股难处理废水各自进行单独 的预处理设施, 预处理后全厂废水在中间调节池混合 后一起进入生物处理设施 ,出水达标排放 。该促进剂 废水的处理工艺流程见图 1、 2。 图 1 污水处理工艺流程示意图 图 2 污泥处理工艺流程示意图 2. 4 废水处理工艺流程说明 间隙排放的高盐污水储存在事故池中,通过定期 运行的蒸发结晶装置脱盐, 盐类结晶物排至废渣场, 废水中的挥发性有机物随水蒸气从釜顶逸出后进入 中间调节池 ; 高浓度废水经过微电解、Fenton 氧化和 絮凝沉淀处理后 ,进入中间调节池; 其它中低浓度废 水直接进入中间调节池, 中间调节池出水用泵打入水 解酸化池, 通过水解酸化提高废水的可生化性, 水解 酸化池出水进入厌氧折流板反应池进一步降解废水 中的有机物 ,接着进入抗冲击能力强的氧化沟, 通过 活性污泥吸附和降解去除废水中的有机物,使出水的 79 环 境 工 程 2007年 8 月第25 卷第4 期 水质达到三级排放标准。 污水处理系统中产生的污泥用污泥泵打入污泥 浓缩池浓缩降低污泥的体积, 浓缩池污泥用螺杆泵抽 至压滤机压滤, 压滤后干污泥外运, 污泥浓缩池上清 液和压滤机滤液回流到中间调节水池进行再处理 。 3 结论 1 对于高盐、高浓度难降解有毒促进剂生产废 水,采用分质处理, 对各股难处理生产废水进行预处 理,结合后续生物处理工艺 ,充分利用生物膜法和活 性污泥法的优点 ,工艺可靠 ,出水水质可达到污水综 合排放标准 GB8978-1996 三级标准。 2 采用微电解- Fenton 催化氧化-絮凝沉淀法处 理高浓度促进剂废水 ,可有效对杂环杂链类化合物进 行开环断链,降低其毒性 ,提高废水的可生化性。 3 采用蒸发结晶法处理小水量的高盐废水可大 幅减小盐度对生物处理的影响 。 4 采用水解酸化-ABR工艺的强化生物处理 ,通 过发挥不同环境 、 不同类型的微生物的生理功能来确 保生化系统的高活性和高效率 ,可使促进剂废水中的 杂环杂链类化合物在兼氧 、 厌氧条件得到初步生物降 解使其在后续的氧化沟中得到去除 。彻底解决了促 进剂废水处理难达标的问题。 参考文献 [ 1] 马溪平. 厌氧微生物学与污水处理. 北京 化学化工出版社, 2005. 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[ 7] 刘祖文, 宋存义. 我国节能型氧化沟处理工艺研究思路. 环境 工程,2005, 23 2 85 -87. 作者通讯处 储金宇 212013 镇江市 江苏大学环境学院 E -mail imwwj126. com 2006- 08-16 收稿 上接第 74页 表 3 2种方法测量生活污水 BOD5结果mg L 压差法稀释法压差法稀释法 69707374. 7 7172. 37475. 3 7172. 67475. 7 7273. 572173. 441 注 1 平均值。 对压差法和标准稀释法所测得的 BOD5结果进 行 F 检验 F 0. 89, F F0. 025, 6,6; 对压差法和标准 稀释法所测得的 BOD5结果进行 t 检验 t 0. 90, t t0. 05,10。 根据 F 检验和t 检验的结果 ,可知压差法和稀释 法所测得的生活污水的 BOD5值之间不存在显著性 差异 ,用差压式直读 BOD 测定装置测定生活污水的 BOD不存在系统误差 。说明此方法测定生活污水中 的 BOD其结果是准确的 。 3 结论 实验表明, 差压式直读 BOD装置具有如下优点 1 具有直观性 直接读数, 无需经过化学试剂滴 定,避免了滴定操作带来的误差,节省了滴定时间 。 2 样品一般不用稀释并具有累加性 。 3 可以随时了解生化状况,即不同时间 BOD的值。 4 根据统计检验结果判断,用差压法和标准稀释 法测定水样中的 BOD 其结果无显著性差异。因此,用 差压法测定水样中的 BOD其结果是准确可靠的。 参考文献 [ 1] 国家环保总局水和废水监测分析方法编委会编. 水和废水监 测分析 方法 第 四版 . 北 京 中 国环境 科学 出版社, 2002 364 -368. [ 2] 韦连喜, 李朝晖, 何艳. 压差法测 BOD 的应用研究. 干旱环境监 测, 2005, 19 1 1 -3. [ 3] 王爱萍, 梁秀丽, 刘立君. 差压式 BOD 测定装置测定工业废水中 BOD. 化学计量, 1996, 5 2 1 -2. [ 4] 马夏华. 测压法和稀释接种法测定 BOD5的比较. 闵西职业大学 学报, 2005, 3 1-3. [ 5] S. P . Trosok, B. T . Driscoll, J. H. T . Luong . Mediated microbial biosensor using a novel yeast strain for wastewater BOD measurement. Appl. Microbiol Biotechnol, 2001, 56 550 -554. 作者通讯处 王喜全 114044 鞍山市 辽宁科技大学化工学院环 境工程系 2006- 12-18 收稿 80 环 境 工 程 2007年 8 月第25 卷第4 期 improperly and leakages happened incidentally in landfills in China, which has some relationship to the defects of requirement about leakage preventionstructure in our actual standard GB16889 -1997. So, some suggestions were given as following leakage prevention structure of our domestic waste landfill should be composite leakage prevention structure; the thickness of artificial membrane and compacted clay liner must be at least 1. 5mm and 50 cm respectively. Keywords domestic waste landfill, leakage control structure and standard WET DYNAMIC ANAEROBIC FERMENTATION OF MUNICIPAL ORGANIC WASTES Xiao Hong Peng Hong 65 Abstract Based on analysis of the current status o treatment technology for municipal organic wastes and according to domestic conditions, wet dynamic anaerobic fermentation was put forward as a new type of process. Further, the optimal program of wet dynamic anaerobic fermentation was selected. As the core part, the technological process and the function of every partwere emphatically introduced. In conclusion, the advantages of the technology were summarized and the disadvantages were explored and relative measures were suggested. Keywords organic wastes, wet dynamic anaerobic fermentation and process research DEVELOPMENT OF FULL DIGITAL ENVIRONMENTAL MONITORING SYSTEM IN PAN STEEL WORKSWang Xue Yue Haifeng Xie Zhijiang et al 70 Abstract It was studied network-topological structure based on B S and C S, logical fabric and a series of key technologies. Four data levels, signal acquiring level, digital data collecting level, part districtmanagement level and center management level, were designedinthe system, and user terminals were divided into part clients, center clients and mobile clients, whichwere connected via Internet or Intranet. It adopt support vector machine SVM to gain more exact exhausting value of smog and dust than sensors. The application indicated the system run reliably and expediently, which could be a reference for other environment monitoring applications in big enterprises. Keywords digital, environment, image processing, SVM and monitoring system THE STUDY AND APPLICATION OF THE DETERMINATION OF BOD WITH DIFFERENTIAL PRESSURE Wang Xiquan Wang Qiuju Kong Xiangyi 74 Abstract The determination of BOD using pressure distinction instrument was studied because it has the advantages of simple operation, simplifies a lot of operating processes and BOD can be monitored continuously with the . It is concluded that there is no obvious difference between manometric and standard dilutioninoculation by the contrast of these two s and the statistical check of the difference of these two s. This has been found to be reliable through comparing the analytical results of thewater samplesusing these two s. Keywords determination, BOD and differential pressure COMPREHENSIVE ASSESSMENT OF WATER ENVIRONMENT QUALITY BY TOPSIS BASED ON ENTROPY WEIGHTChen Qiang Yang Xiaohua 75 Abstract To solve the phenomena of vector normalizationin the TOPSIS depending on the uation unit and the phenomena of the negative -ideal solution in the TOPSIS without considering the relative importance of these distances, it was put forward a new TOPSIS basedon entropy weight. In the new assessment , we adopt proportion normalization and introduce entropy weight into the assessment and the dummy negative -ideal solution to solve the said problem. Then, we make it use at the Wangjianglou in Changjiang River, and assess the quality of the water environment in the latest eight years. Finally, the result of the new is more reasonable than the traditional TOPSIS by making a comparison between the two results. Keywords water environment quality , TOPSIS , entropy weight and comprehensive assessment THE PROCESS DESIGN FOR TREATING RUBBER ACCELERATORWASTEWATER Chu Jinyu Wang Wanjun Zheng Xiaohei et al 78 Abstract Different s are used to treat different wastewater according to the characteristics factor of wastewaters, which are discharged from the production of rubber accelerators. Salinity wastewater ispretreated for desalting by evaporating. High concentrationwastewater ispretreated by micro electrolysis-Fenton oxidation -flocculating settling process. After pretreatment, the wastewaters hard to deal with are mixed with low concentration wastewater. The all wastewater is treated in the biological disposal facilities, namely combined treatment process consisting of hydrolytic -acidification, ABR andoxidation ditch. The quality of the effluent after the treatment canmeet the third -order of national standard for the comprehensive discharging of wastewater. Keywords pretreatment separately according to wastewater quality, salinity wastewater, micro -electrolysis, Fenton, hydrolytic -acidification and anaerobic baffled reactor ABR RECONSTRUCTION OFHOTDIPGALVANIZINGPROCESSFORCOMPREHENSIVE POLLUTION ABATEMENTTang Bing Bai Xuemei Cai Bin et al 81 Abstract Hot dip galvanzing production is a traditional industry with heavy pollution. Single treatment to three wastes not only brings high expense for disposal, but also presents secondary pollution. According to a reconstruction project of a hot dip galvanizing workplace inGuangzhou, the pollution sources in practical production were analysed generally, comprehensive pollution abatement in all processes was achieved through reconstructing production procedure, improving the ratio of materials and energy utilization, reducing the production of pollutants. Based on this 5 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 25,No. 4, Aug . , 2007