某電子材料有限公司主要以丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、過(guò)硫酸銨、尿素、乳化劑和氨水等為原料生產(chǎn)水溶性膠黏劑，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生水溶性膠黏劑廢水，該廢水有機(jī)物含量較高、成分復(fù)雜、可生化性較差且間歇排放，屬較難處理的工業(yè)廢水?；谠撋a(chǎn)企業(yè)的-求及相關(guān)的研究成果，并根據(jù)該廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，確定采用Fenton氧化+混凝沉淀+UASB+生物濾池的組合工藝對(duì)其進(jìn)行處理。
一、工程進(jìn)出水水質(zhì)和水量
廢水主要來(lái)自膠黏劑生產(chǎn)用軟水制備樹(shù)脂再生廢水、聚合反應(yīng)釜及乳化缸清洗廢水、地面和設(shè)備清洗廢水，廢水總量大約為120t/d。處理出水水質(zhì)需達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(氨氮執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn))。工程進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示。
二、處理工藝流程
廢水處理工藝流程如圖1所示。
廢水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池均和水質(zhì)水量，然后經(jīng)提升泵1進(jìn)入Fenton池，通過(guò)加藥裝置1加入硫酸亞鐵和雙氧水進(jìn)行Fenton氧化預(yù)處理，以提高廢水的可生化性。Fenton池出水自流進(jìn)入混凝沉淀池，通過(guò)加藥裝置2加入NaOH、PAC和PAM進(jìn)行絮凝沉淀反應(yīng)，去除部分COD和大部分SS?；炷恋沓爻鏊粤鬟M(jìn)入中間池，在中間池內(nèi)進(jìn)行混合、均化，然后經(jīng)提升泵2進(jìn)入U(xiǎn)ASB，進(jìn)行厭氧分解，去除大部分COD及部分氨氮。UASB出水進(jìn)入生物濾池，通過(guò)好氧微生物的作用進(jìn)一步去除污染物。生物濾池出水進(jìn)入貯水池，部分出水作為生物濾池反沖洗用水，反沖洗出水回流至調(diào)節(jié)池，其余出水經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)排口排放至園區(qū)污水處理廠。來(lái)自混凝沉淀池、UASB的污泥排入污泥池，沉淀濃縮后上清液回流至調(diào)節(jié)池，濃縮污泥用脫水機(jī)壓濾脫水，干污泥委外處置。調(diào)節(jié)池、生物濾池由工藝鼓風(fēng)機(jī)提供所需的空氣，反洗空氣由反洗風(fēng)機(jī)提供。
三、主要構(gòu)建物
主要構(gòu)建物及設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。
四、工程調(diào)試及運(yùn)行結(jié)果
4.1 工程調(diào)試
4.1.1 預(yù)處理調(diào)試
在廢水處理工程設(shè)計(jì)階段對(duì)廢水進(jìn)行了Fenton氧化小試實(shí)驗(yàn)，綜合考慮排放-求及運(yùn)行成本，最終確定了Fenton氧化的最佳條件，即在Fenton池內(nèi)通過(guò)加酸調(diào)節(jié)廢水pH至3~4，然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%的硫酸亞鐵和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的雙氧水，攪拌反應(yīng)2.5h后，加堿調(diào)節(jié)pH至8左右。在混凝沉淀池內(nèi)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的PAC和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0025%的PAM。通過(guò)預(yù)處理，提高了廢水的可生化性。預(yù)處理后出水COD平均為3520mg/L，氨氮平均為30.1mg/L，COD、氨氮去除率分別為36%、42.1%。
4.1.2 UASB調(diào)試
UASB污泥選用城市污水處理廠脫水后的消化污泥，含水率約為80%。UASB有效容積為480m3，投加消化污泥量按20kg/m3，干污泥總量為9.6t，濕污泥量約為48t。UASB投加污泥后進(jìn)行35d的馴化。調(diào)試過(guò)程初期，COD容積負(fù)荷控制在0.3~0.5kg/(m3•d)，由于廢水缺磷，按照m(COD)：m(N)：m(P)=100：5：1適當(dāng)投加磷營(yíng)養(yǎng)源。定期監(jiān)測(cè)COD和VFA，當(dāng)COD去除率達(dá)到80%時(shí)，逐步提升負(fù)荷，直至設(shè)計(jì)負(fù)荷0.88~1.3kgCOD/(m3•d)，后續(xù)進(jìn)水COD逐漸提高至5500mg/L。經(jīng)過(guò)2個(gè)半月的時(shí)間，完成UASB調(diào)試，HRT為36h。之后進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段，出水COD平均為635mg/L，COD去除率為82%左右。
4.1.3 生物濾池調(diào)試
生物濾池共4格，并聯(lián)運(yùn)行，所加填料為球形陶粒，濾料層厚度為3.0m，填料體積為30m3。生物濾池采用自然掛膜法，按照設(shè)計(jì)風(fēng)量的50%對(duì)生物濾池進(jìn)行曝氣，同時(shí)按照設(shè)計(jì)流量的20%進(jìn)行進(jìn)水。濾池在連續(xù)悶曝24h后開(kāi)始進(jìn)水，并控制進(jìn)水COD保持在300~350mg/L，DO在2.5mg/L左右，進(jìn)水COD負(fù)荷在3.5~4kg/(m3•d)。然后按廢水量的10%逐步增加進(jìn)水量，同時(shí)增大曝氣量，監(jiān)測(cè)COD濃度的變化情況，并觀察生物膜的生長(zhǎng)情況。在生物濾池運(yùn)行一段時(shí)間后，需-采用氣水聯(lián)合對(duì)濾池進(jìn)行反沖洗，氣洗強(qiáng)度為10~15L/(m2•s)，水洗強(qiáng)度為4~5L/(m2•s)，反沖洗時(shí)間控制在15min左右。每隔3~5天需-進(jìn)行1次反沖洗，反洗出水回流至調(diào)節(jié)池。穩(wěn)定運(yùn)行后，出水COD平均為350mg/L，氨氮平均為22.4mg/L，COD、氨氮去除率分別為44.9%、22.7%。
4.2 運(yùn)行效果
廢水處理工程建成后，經(jīng)過(guò)3個(gè)月調(diào)試達(dá)到了設(shè)計(jì)負(fù)荷，運(yùn)行情況良好，處理出水可以達(dá)到污水處理廠進(jìn)水接管標(biāo)準(zhǔn)。穩(wěn)定運(yùn)行4個(gè)月后，進(jìn)行竣工驗(yàn)收，某監(jiān)測(cè)公司對(duì)工程出水連續(xù)監(jiān)測(cè)5d，表3為5d檢測(cè)的平均值。
運(yùn)行結(jié)果表明，經(jīng)Fenton氧化和混凝沉淀預(yù)處理后，出水COD為3520mg/L，預(yù)處理COD總?cè)コ蕿?6%，達(dá)到了比較好的效果。Fenton氧化可將大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，B/C由原來(lái)的0.18提高至0.35，提高了廢水可生化性，保證了后續(xù)生化處理工藝的有效運(yùn)行。整個(gè)系統(tǒng)的COD總?cè)コ蔬_(dá)到93.6%，出水COD平均為350mg/L，對(duì)于COD的去除，UASB和生物濾池的生化處理起了主導(dǎo)作用。
廢水經(jīng)預(yù)處理后，氨氮有一定的降解，預(yù)處理氨氮總?cè)コ蕿?2.1%。由于反應(yīng)中生成的•OH具有強(qiáng)氧化性，在氧化降解有機(jī)物的同時(shí)氧化了氨氮。UASB對(duì)氨氮沒(méi)有明顯的去除效果，氨氮濃度基本保持不變。生物濾池對(duì)氨氮有一定的降解效果。整個(gè)系統(tǒng)的氨氮總?cè)コ蔬_(dá)到56.9%，出水氨氮平均為22.4mg/L，對(duì)于氨氮的去除，物化預(yù)處理起了主導(dǎo)作用。
廢水經(jīng)預(yù)處理后，SS明顯降低，SS去除率為75.7%。整個(gè)系統(tǒng)的SS總?cè)コ蔬_(dá)到89.5%，出水SS平均為315mg/L，處理效果較好。
五、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
本項(xiàng)目為某電子材料有限公司的新建廢水處理項(xiàng)目，總投資共計(jì)199萬(wàn)元。不計(jì)折舊費(fèi)，運(yùn)行費(fèi)用主要包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)及污泥處置費(fèi)、人工費(fèi)。平均日電耗約442kW•h，電價(jià)以0.8元/(kW•h)計(jì)，則需電費(fèi)2.94元/m3，在運(yùn)行中需-加酸、氫氧化鈉、PAC、PAM、硫酸亞鐵和雙氧水等藥劑，藥劑費(fèi)用約為3.0元/m3，產(chǎn)生干污泥(含水率80%)約60kg/d，需污泥處置費(fèi)0.2元/m3，人工費(fèi)為0.66元/m3，運(yùn)行費(fèi)用合計(jì)約為6.8元/m3。
六、結(jié)論
水溶性膠黏劑生產(chǎn)廢水水質(zhì)波動(dòng)大，可生化性差，經(jīng)Fenton氧化+混凝沉淀+UASB+生物濾池的組合工藝處理后，最終出水COD平均為350mg/L，氨氮平均為22.4mg/L，SS平均為315mg/L，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(氨氮滿足二級(jí)標(biāo)準(zhǔn))。該工藝運(yùn)行穩(wěn)定，污染物去除效果顯著，運(yùn)行成本約為6.8元/m3。( >
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