摘要:采用芬頓氧化/曝氣生物濾池工藝處理顏料廢水,介紹了該工藝的技術(shù)特點(diǎn),并給出工程主要構(gòu)筑物的技術(shù)參數(shù)以及運(yùn)行效果。工程監(jiān)測結(jié)果表明,該工藝可有效去除廢水中污染物,出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

?

關(guān)鍵詞:顏料廢水;芬頓氧化;曝氣生物濾池；

1、廢水處理規(guī)模及水質(zhì)

?

顏料生產(chǎn)廢水具有銅和氨氮含量高、酸性強(qiáng)、可生化性差的特點(diǎn),屬高濃度、難降解廢水。近年來,由于新工藝、新原料的應(yīng)用,大量高分子有機(jī)物排入廢水,原有二級生物處理已不能滿足達(dá)標(biāo)要求。針對上述問題,提出芬頓氧化/曝氣生物濾池工藝,作為生化系統(tǒng)出水的深度處理工藝。江蘇省某顏料生產(chǎn)企業(yè)廢水處理站采用上述處理工藝,工程穩(wěn)定運(yùn)行至今,出水水質(zhì)滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978--1996)一級標(biāo)準(zhǔn)(見表1)。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)處理規(guī)模為1600m³/d。深度處理系統(tǒng)進(jìn)水為生化處理系統(tǒng)出水,其出水水質(zhì)需達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978--1996)的一級標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)前端生化處理后,廢水中主要污染指標(biāo)為COD及色度,B/C值僅為0.2,難降解有機(jī)物含量高。

2 、廢水處理工藝流程及主要構(gòu)筑物?

廢水處理工藝流程見圖 l。?

?

?

2.1、芬頓氧化工藝

本項(xiàng)目中廢水經(jīng)前端生化處理后,水中殘留污染物大多為難生物降解物質(zhì),且濃度較高(COD約為180mg/L),需采用強(qiáng)氧化工藝進(jìn)行處理。芬頓氧化以雙氧水為氧化劑,在酸性條件下通過硫酸亞鐵的催化作用產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化作用的羥基自由基,可以實(shí)現(xiàn)對水中污染物的良好去除。

2.2、曝氣生物濾池
廢水經(jīng)化學(xué)氧化處理后,高分子有機(jī)物被氧化分解為易生物降解物質(zhì),廢水可生化性提高。本項(xiàng)目在芬頓反應(yīng)池后設(shè)置曝氣生物濾池,同時(shí)起到吸附過濾、進(jìn)一步生化反應(yīng)的作用。曝氣生物濾池采用活性炭為濾料,與多孔陶粒、無煙煤、石英砂等常規(guī)濾料相比,具有更大的比表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu),吸附性強(qiáng)。該池具有以下優(yōu)點(diǎn):

1）、先吸附后降解,處理效果好。由于活性炭比表面積大、孔隙率高,能迅速吸附水中溶解性有機(jī)物,為微生物的聚集繁殖提供良好的場所?；钚蕴勘砻嫱ㄟ^吸附溶解氧而具有催化作用,促進(jìn)了有機(jī)物降解;通過吸附有毒污染物減輕對微生物的影響,充分發(fā)揮生物降解作用。

2）、微生物活動對活性炭起到再生作用。微生物對污染物的降解,延長了活性炭使用周期,降低了再生頻率和處理成本。

2.3主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。

3、運(yùn)行效果及存在的問題
3.1、溶解性有機(jī)物的相對分子質(zhì)量分布

采用凝膠色譜法測定溶解性有機(jī)物各相對分子質(zhì)量區(qū)間對應(yīng)的峰面積。峰面積是峰高與保留時(shí)間的積分值。進(jìn)水中含一定量相對分子質(zhì)量>10000的溶解性有機(jī)物,經(jīng)芬頓氧化處理后,此類污染物可有效去除,其余污染物的峰面積均明顯減小;出水中溶解性有機(jī)物相對分子質(zhì)量<3000。

?

3.2、對COD的去除效果
系統(tǒng)對COD去除效果見圖2。

由圖2可知,生化系統(tǒng)出水水質(zhì)較穩(wěn)定,COD為140~170mg/L,經(jīng)芬頓氧化處理后,COD降至120mg/L以下,去除率約為38%;經(jīng)曝氣生物濾池處理后COD可降至60mg/L以下,出水水質(zhì)穩(wěn)定。

3.3、對色度的去除效果

生化系統(tǒng)出水色度為50~65倍,曝氣生物濾池出水可降至25倍以下,出水色度穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

3.4、存在的問題
1）、運(yùn)行初期,廢水經(jīng)芬頓氧化工藝處理后,出水COD無明顯降低,有時(shí)甚至略有增加,取樣觀測可見水中有氣泡逸出。經(jīng)分析可知,雙氧水加藥量過量。在測定COD時(shí),水中殘留過氧化氫被重鉻酸鉀氧化,表現(xiàn)為COD增加。后經(jīng)小試,確定了**加量, FeSO₄·7H₂O為200mg/L、H₂0₂(30%)為2000mg/L、PAM為0.8mg/L。

2）、經(jīng)過對進(jìn)、出水COD連續(xù)檢測,可見曝氣生物濾池運(yùn)行l(wèi)5天左右COD去除率較高,隨后逐步下降,運(yùn)行一個(gè)月左右后趨于穩(wěn)定,總體呈先下降后穩(wěn)定的規(guī)律。分析原因,運(yùn)行初期有機(jī)物主要靠濾床的物理吸附作用去除,運(yùn)行約一個(gè)月后吸附基本達(dá)到平衡,對有機(jī)物的去除主要依賴生物降解作用,COD去除率雖有所下降,但系統(tǒng)整體處于穩(wěn)定狀態(tài),可保證出水效果。

4、運(yùn)行成本

1）、電費(fèi)。工作容量為15kW,功率因子為0.7,工作時(shí)間為24h/d,電價(jià)為0.72元/(kW·h),則電費(fèi)為0.11元/m³。

2）、藥劑費(fèi)為1.6元/m³。

3）、人工費(fèi)。勞動定員:3人,工資:3000(人·月),則人工費(fèi)為0.19元/m³。

4）、合計(jì)噸水處理費(fèi):1.903元/m³。

5、結(jié)論

芬頓/曝氣生物濾池組合技術(shù)發(fā)揮了化學(xué)氧化、吸附和生物降解的協(xié)同作用,是處理顏料廢水的一種有效方法。在該組合工藝中,芬頓試劑作為一種強(qiáng)氧化劑,可分解大分子,提高廢水的可生化性。但經(jīng)芬頓氧化處理后COD去除率較低,為進(jìn)一步去除污染物而設(shè)置了曝氣生物濾池,出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-196)的一級標(biāo)準(zhǔn)。