1 原水水質(zhì)
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某廠(生產(chǎn)染料及染料中間體)染料車間排出的綜合(含30%左右的沖洗水)近100m3/d,中間體車間排出的綜合(含30%~40%的沖洗水)約90m3/d。
原水是含鹽量較大的高色度有機,無機鹽濃度為15%~20%,主要是NaCl、Na2SO4。有機物主要是苯系、萘系化合物,所以水體可生化性差(BOD5/COD一般為0.02~0.2),并具有很強的毒性,因此染化廢水一直是治理難度最大的工業(yè)廢水之一。
2 方案的確定
通過試驗,對幾種處理方案進行了研究,但都不能得到令人滿意的效果,如混凝脫色法用藥量大,運行費用高,亦難使出水達到排放標(biāo)準(zhǔn);生化法需加入大量稀釋水以降低含鹽量,基建投資大,廠家難以承受;膜分離法由于膜易堵塞,反沖洗頻繁,并且需進口NF膜,因此運行費用太高(達30 元/m3原水)。經(jīng)過大量調(diào)研分析,擬采用微電解的方法破壞原水中有機物的分子結(jié)構(gòu),達到易于脫色和降低COD的目的。通過小試、中試,最后采用鐵床—氣浮—活性炭吸附的處理工藝,工藝流程見圖1。
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2.1 調(diào)節(jié)池
采用調(diào)節(jié)池既充分調(diào)節(jié)了水量、水質(zhì),又省去了一沉池,從而節(jié)省了投資。廢水中的一部分染料及其中間體物質(zhì)經(jīng)沉淀后得以去除,COD有所降低。為解決排泥問題,保證調(diào)節(jié)池的有效容積,采用了行車式吸泥機,污泥進入集泥池與氣浮池的浮渣一起泵入,濾餅焚燒處理。設(shè)計染料及其中間體廢水調(diào)節(jié)池各一座,有效容積為100m
3,HRT為24 h。
2.2 鐵床
鐵床主要是利用鐵、炭組合的填料與原水反應(yīng),破壞原水中有機物的分子結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)。其原理是:鐵與炭的腐蝕電位不同,鐵作陽極、炭作陰極、原水作電解質(zhì)而形成千千萬萬個原電池。電極反應(yīng)如下:
Fe-2e=Fe2+(陽極反應(yīng))
E
0(Fe
2+/Fe)=-0.44 V
2
H++2e=H
2↑(陰極反應(yīng))
E
0(H
+/H
2)=0 V
當(dāng)有氧存在時陰極反應(yīng)如下:
O
2+4H
++4e=H
2O
O
2+2H
2O+4e=5OH
-
E
0(O
2/OH
-)=0.40 V
從上述反應(yīng)可知,原水在酸性、充氧的條件下以一定流速流經(jīng)鐵炭填料時,染料的發(fā)色基團被氧化,硝基還原為氨基,偶氮鍵斷裂,這為下一步處理提供了可靠有效的條件。在設(shè)計時因考慮到充氧的重要性,所以在原水進入鐵床前設(shè)置溶氣罐,并采用空壓機供氣。鐵床(Ⅰ)的HRT為1 h,鐵床(Ⅱ)的HRT為2 h。
2.3 混凝脫色系統(tǒng)
鐵床出水呈酸性并含有大量Fe
2+、Fe
3+,當(dāng)將其出水pH值調(diào)至7~8時,形成Fe(OH)
2、Fe(OH)
3膠體,但形成的礬花較小,需加入助凝劑PAM以利氣浮處理。在此過程中,可加入季銨型陽離子高效脫色劑進一步降低原水中的色度。該裝置為混合反應(yīng)罐,其HRT為4 min。