氯碱废水处理的工程应用.doc

氯碱工业废水处理的工程应用氯碱工业废水历来是废水治理中难处理的废水之一，其特点是水量水质变化大，COD高，可生化性差，抑制水中生物生长的毒物较多，运用常规的好氧工艺很难将其处理达标，必须增加预处理措施。根据徐州天成来氯碱有限公司废水水质的实际情况，我们选择了预氧化-中和沉淀-水解酸化-好氧工艺深度处理，提出了一套氯碱废水处理的工艺流程。1 废水水质及分析徐州天成氯碱有限公司所排放的氯碱工业废水主要为烧碱装置的树脂再生废水、氢气处理排放污水；聚氯乙烯装置的电石渣浆水、PVC聚合离心母液等工艺废水；以及厂区循环冷却水废水、生活污水等。烧碱废水的主要污染物是废酸碱、SS等；电石渣浆水的主要污染物为S2-、PH、NH3-N、Cl-等；离心母液的主要污染物为CODCr、BOD5、VCM和SS等。由于电石水解生成氢氧化钙，氯乙烯碱洗过程等都产生碱性废水，虽然烧碱厂树脂再生产生部分酸性废水，但由于其它工段基本上都产生碱性废水，且水量较大，因此氯碱废水呈碱性。废水水质见表1。废水中Cl-、硫化物、Ca2+和非离子型洗涤剂，对废水的生化处理构成影响，废水中存在的毒性物质对细菌生长构成威胁，抑制活性污泥的驯化和培养1。表1 氯碱废水水质PH（无量纲）CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）NH3-N（mg/L）TP（mg/L）SS（mg/L）S2-（mg/L）Cl1-（mg/L）12-14400-70030-100100-15015-20400-500100-12020003000（备注：以上水质特征仅限于此工程项目）2 工艺流程针对此氯碱工业废水的水质特征，废水处理工艺设计为预氧化-中和沉淀-水解酸化-好氧工艺深度处理，具体工艺流程见图1所示。图1 氯碱废水处理工艺流程3 工艺及现场调试分析3.1 工艺分析针对水质水量变化大的特点，预氧化调节池不仅起到调节水量和水质的作用，还利用进水PH值高的特点，对废水进行曝气，起到吹脱氨氮的作用，从实际运行情况看，氨氮经吹脱后去除率达到50%左右。同时预氧化调节池内添加催化剂硫酸锰，催化氧化硫化物，减少废水中进入生化系统内的硫化物含量。从运行数据上看，硫化物经过预氧化调节池，可以将其从100-120mg/L降到20-30mg/L，从而减轻了硫化物对后续生化部分的毒害作用。在中和初沉池进水端和出水端均采用折流廊道的形式。进水端加酸调节PH值至7-8，再加入混凝剂聚合氯化铝铁即PACF，去除废水中悬浮物以及部分大分子有机物。加入PACF后絮体沉淀速度慢，为此加入聚丙稀酰胺即PAM以加快絮体沉降，从而在初沉池中实现高效地去除进水中的悬浮物，为后续工段做好预处理。经过中和初沉池后，废水中悬浮物的去除率达到80%，CODcr去除率达到50%，硫化物也得到进一步去除。在水解酸化池进行生物预处理，水解酸化是一种常用于含难降解有机物工业废水的预处理手段，在本工程中，水解酸化作用后，废水的可生化性得到改善，有效地保证了后续生化工段的处理效果。随后进入曝气池，进一步降解有机污染物、TP、NH3-N，曝气池由六个池子分两座构成，因考虑到废水中含有Cl-、Ca2+、Mg2+和一些非离子型洗涤剂对细菌生长构成威胁，活性污泥培养和驯化过程缓慢，在曝气池末级池内投放易挂膜、适应性强、比表面积大的悬浮填料载体，以保持高浓度微生物量。在生物接触氧化池中选择传质效果好、有机物去除率高的立体弹性材料，接触氧化池出水辅佐投加化学氧化剂来氧化去除部分难降解COD。在二沉池及终沉池进水口都加入PACF，进一步去除磷等有机污染物，确保出水稳定达标。3.2 现场调试分析本工程在设计及调试过程中针对原水及各个工段的处理效果做了大量的实验研究，生物处理前预处理对生化工段的稳定运行起到至关重要的作用。从表1可以看出，进水中的硫化物含量为100mg/L以上，资料表明：废水中硫化物含量为40 mg/L以上就会抑制微生物的生命活动，影响生物处理单元的处理效果2。因此，必须降低生化处理单元前废水中的硫化物含量。本工程使用硫酸锰作为催化剂投放到调节池中，曝气搅拌下，催化氧化硫化物，减轻硫化物对后续工段的影响。经过试验对比，硫酸锰投加量为2-4 mg/L，即能达到对硫化物80%的去除率。在工程调试现场，生物处理后总磷的去除率比较低，去除率为50%左右，氨氮的去除率为60%左右，生物处理后若不采取相关措施，出水不能达标。本工程在调试前考虑到出水氨氮和磷不合格情况下的相关措施，并对原水中污染物形态进行了摸索。大量的试验数据表明，加混凝剂后磷的去除效果并不明显，根据行业内的大量经验，加混凝剂对正磷酸盐的去除效果显著，因此原水中的磷大部分是以非正磷酸盐的形态存在3。由于加混凝剂对磷的去除率不到一半，在只加混凝剂的情况下，磷的去除率相对于二沉池出水不到50%，鉴于此，即使加大药量去除率增加也不会明显，出水磷仍然不能达标。根据前期的小试，加混凝剂前加氧化剂可以增加磷的去除率，同时还可以有效去除氨氮。氧化剂决定采用氯碱行业的副产品次氯酸钠，有效氯含量为10%左右，控制好次氯酸钠的加药量，可以将不能达标的氨氮和磷指标降到排放标准。在终沉池入水端投加氧化剂次氯酸钠，首先氧化废水中的氨氮，将氨氮氧化成氮气释放到空气中，然后才是氧化分解含磷态的物质，将非正磷酸盐态的含磷物质氧化分解为正磷酸盐态的物质，从而利于下一步加混凝剂去除4，加药去除氨氮和磷的去除率曲线如图2所示：图2 氨氮与总磷去除率其中总磷和氨氮的去除率是相对于二沉池出水中含量，总磷的去除率是基于后续混凝剂的加药量在50mg/L的前提下。通过调试分析，次氯酸钠的加药量超过0.6，对氨氮和总磷去除率的提高已没有显著意义，所以对本工程来说，次氯酸钠的量控制在0.5-0.6%为适宜范围。3.3 运行结果通过近三个月的调试运行，在后期不断进行实验、完善处理工艺的条件下，出水水质指标见下表：表2 氯碱工业出水水质PH（无量纲）CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）NH3-N（mg/L）TP（mg/L）SS（mg/L）S2-（mg/L）7-820-404-85-100.2-0.510-200.3-0.5出水达到江苏省化学工业主要水污染物排放标准(DB32/939-2006)一级排放标准。4 结论 1、用预氧化-中和沉淀-水解酸化-好氧工艺处理氯碱工业废水，综合物化和生化处理，出水达到江苏省化学工业主要水污染物排放标准(DB32/939-2006)一级排放标准；2、本工程使用硫酸锰作为催化剂，催化氧化硫化物，经过试验对比，硫酸锰投加量为2-4 mg/L，即能达到对硫化物80%的去除率；3、在出水氨氮和磷不能达标的情况下，亦可加入氯碱工业的副产品次氯酸钠，以保证