（环境工程专业论文）氯碱化工综合废水处理及回用的研究.pdf

摘要 摘要 氯碱化工企业的生产废水具有废水量大，水质成分复杂的特点。氯碱废水 中的污染物及含盐量高，含较多氯离子，难生物降解物质多，b c 的比值低，可 生化性差。 本课题研究的企业废水排放量大，可回收利用的废水量也大。本文在充分 调查了企业废水来源的种类，水量及排水特性的基础上，提出采用不同的方式 进行预处理及回用后再进行综合处理的构想。为了研究该氯碱化工企业的生产 废水的水质特点，对排放量较大、污染较大的三氯氢硅尾气吸收废水、锅炉除 尘水及水合肼废水进行了采样分析，并针对这几种废水的特性采用了不同的实 验方法进行小试实验。 通过实验确定三氯氢硅尾气吸收废水在p h 为9 ，混凝剂p a c 投加量为 4 0 0 m g l 1 时搅拌3 0 m i n ，混凝沉淀的效果最好，s s 的去除率可以达到9 3 7 。； 采用“混凝沉淀+ 缺氧+ 好氧”方法处理锅炉除尘废水可以有很好的效果，最佳 的工艺条件为预沉淀3 0 m i n ，在p h 为9 5 ，p a c 投加量为5 0m g l ，搅拌时间 2 5 m i n ，缺氧3 d ，曝气2 h ，在该条件下，s s 的去除率可达9 4 ，c o d 的去除率 可以达到8 5 ，氨氮的去除率可以达到7 5 。 通过三氯氢硅尾气吸收废水、水合肼废水和锅炉除尘废水三种主要废水实 验的研究，确定回用水采用中和、沉淀等方式预处理；综合考虑外排综合废水 采用混凝沉淀+ 水解酸化+ 生化处理+ 氧化处理工艺。 本研究除了研究使该某氯碱化工企业的生产废水可以达标排放的处理方案 外，还研究了综合利用可以回用的废水的可行方式。为各个排水量大的生产工 序设计了预处理及回用系统。并对该氯碱化工企业生产废水处理及回用工程建 设的必要性和意义、建设内容和规模、工艺技术方案、建设条件和场地选择、 投资估算、成本费用估算、社会评价及环境效益分析等进行了研究。 关键词：氯碱化工废水；中和；沉淀；水解酸化；曝气生物滤池；回用 a b s t r a c t a b s t r a c t c h l o r - a l k a l ic h e m i c le n t e r p r i s ep r o d u c t i o nw a s t e w a t e ri sc h a r a c t e r i z e db yal a r g e q u a n t i t yo fw a t e ra n dc o m p l i c a t e dc o m p o s i t i o n s 砀es a l tc o n t e n ta n d t h ep o l l u a n t so f c h l o r a l k a l ip r o d u c t i o nw a s t e w a t e ra r eh i g h ，a n d 讯lal o to fc h l o r i d ei o n sa n d b i o r e f r a c t o r yc o m p o u n d s ot h er a t i oo fb o d s c o d c ri sl o w ，a n dt h eb i o d e g r a d a b i l i t y o ft h i sk i n do fw a s t e w a t e ri sp o o r t h ec o m p a n yh a sal a r g eq u a n t i t yo fw a s t e w a t e rd i s c h a r g ea n dr e c y c l a b l e w a s t e w a t e r b a s e do nt h es u f f i c i e n ti n v e s t i g a t i o no ft h ew a s t e w a t e rs o u r c e ，w a t e r q u a n t i t ya n dd r a i n a g ec h a r a c t e r i s t i cf o u n d a t i o n ，u s i n gd i f f e r e n tw a y s t op r et r e a t m e n t a n dr e u s ea f t e rc o m p r e h e n s i v et r e a t m e n tc o n c e p tw a sp u tf o r w a r d i no r d e rt os t u d y t h ec h l o r a l k a l ic h e m i c a le n t e r p r i s ep r o d u c t i o nw a s t ew a t e rq u a l i t yc h a r a c t e r i s t i c ，t h e l a r g e re m i s s i o n ，p o l l u t i o nl a r g et r i c h l o r o s i l a n et a i lg a sa b s o r b i n gw a s t e w a t e r ，b o i l e r w a t e ra n dh y d r a z i n eh y d r a t ew a s t ew a t e rw a ss a m p l e da n da n a l y z e d ，a n dt h e c h a r a c t e r i s t i c so fs e v e r a lk i n d so fw a s t e w a t e rw i t hd i f f e r e n te x p e r i m e n t a lm e t h o d sf o r l a b o r a t o r ye x p e r i m e n t s t h r o u g ht h ee x p e r i m e n tt od e t e r m i n et h et r i c h l o r o s i l a n e t a i l g a sa b s o r b i n g w a s t e w a t e ri np hw a s9 ，t h ec o a g u l a n td o s a g eo fp a cf o r4 0 0 m g lf o r3 0 m i n u t e s ， c o a g u l a t i o na n ds e d i m e n t a t i o ne f f e c tb e s t s sr e m o v a lr a t ec a nr e a c h9 3 7 u s i n g f l o c c u l a t i o na n da e r o b i cp r o c e s s i n gb o i l e rd u s tr e m o v a lw a s t e w a t e rc a nh a v eg o o d r e s u l t s ，t h eo p t i m a lt e c h n o l o g i c a lc o n d i t i o n sf o rt h ep r e c i p i t a t i o no ft h e3 0 m i n ，p h w a s9 5 ，p a cd o s a g ew a s5 0 m g lf o r2 5m i n u t e s ，h y p o x i at i m ew a s3d a y s ，a e r a t i o n t i m ew a s2h o u r s ，i nt h a tc a s e ，s sr e m o v a lr a t ec a nr e a c h9 4 ，c o dr e m o v a lr a t e c a nr e a c h8 5 ，n h 3 - nr e m o v a lr a t ec a nr e a c h7 5 t h r o u g ht h ee x p e r i m e n tr e s e a r c ho ft h et h r e em a i nw a s t e w a t e ro f t f i c h l o r o s i l a n e t a i l g a sa b s o r b i n gw a s t e w a t e r ，h y d r a z i n eh y d r a t ew a s t e w a t e ra n db o i l e rd u s t w a s t e w a t e r ，d e t e r m i n et ou s en e u t r a l i z a t i o na n dp r e c i p i t a t i o nm e t h o da n ds oo nt o t r e a tt h er e u s ew a t e r ，u s ec o a g u l a t i o ns e d i m e n t a t i o n + h y d r o l y s i s - a c i d i f i c a t i o n + b i o c h e m i c a lt r e a t m e n t + o x i d a t i o np r o c e s st ot r e a tt h eo u t e rr o wo fc o m p r e h e n s i v e w a s t e r w a t e r i i i a b s t r a c t 一一 t h i s s t u d ym e tt h en a t i o n a ld i s c h a r g es t a n d a r ds o l u t i o n ，a n ds t u d i e dt h e c o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no ft h ew a s t ew a t e rc a l lb er e u s e daf e a s i b l ew a y f o ra l lt h e d r a i n a g ev o l u m eo fp r o d u c t i o np r o c e s sd e s i g no fp r et r e a t m e n ta n dr e u s es y s t e m t h e w a s t e w a t e rt r e a t m e n ta n dr e u s ep r o je c tc o n s t r u c t i o nn e c e s s i t ya n dt h es i g n i f i c a n c e ， c o n t e n t sa n ds c a l e ，t e c h n o l o g ys c h e m e ，c o n s t r u c t i o nc o n d i t i o na n ds i t e s e l e c t i o n i n v e s t m e n t e s t i m a t i o n ， c o s t e s t i m a t i o n ， s o c i a le v a l u a t i o na n d a n a l y s i s o f e n v i r o n m e n t a lb e n e f i t sa r ea l s od i s c u s s e di nt h i sp a p e r k e yw o r d s ：c h l o r o 。a l k a l i w a s t e w a t e r ；n e u t r a l i z a t i o n ；p r e c i p i t a t i o n ；h y d r o l y t i c a c i d i f i c a t i o n ；b i o l o g i c a la e r a t e df i l t e r ；r e u s e i v 目录 第1 章绪论 1 1 课题的来源 本研究课题来源于江西某氯碱化工企业，该氯碱化工企业已建成的项目有 1 0 万吨年离子膜烧碱、1 0 万吨年p v c 装置、2 5 万吨年三氯氢硅、2 万吨年 液氯、2 万吨年工业盐酸、5 千吨年水合肼等；正在建设的项目有2 5 万吨年 三氯氢硅、l 万吨年三氯乙烯、5 百吨年2 甲基环乙醇、年产8 百吨年3 氯丙 酸等；拟将建设的项目有7 万吨年离子膜烧碱、1 千吨年4 一二氨基苯醚、5 千 吨年水合肼、5 百吨年甲基环乙烷醋酸酯、2 万吨年a d c 发泡剂等。 随着产品的增多和市场的扩大，该氯碱化工企业生产用水量和废水排放量 逐年增大，原废水处理装置工艺过于简单，且年久失修，循环利用率和处理效 率非常低，无法满足企业现有的排污状况，经原废水处理系统处理后外排的废 水不能达到污水综合排放标准( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 ) 一级排放标准。因此，需要 对生产废水进行有效地处理，充分回用和达标排放。 1 2 研究内容 本课题的研究包括三个部分的内容，第一个部分是实验室小试确定处理路 线，第二个部分是污水处理方案的确定，第三个部分是方案分析。研究的具体 内容如下： 第一部分：选择几种主要废水，针对各类废水的成分和水质特点，采用不 同的处理方法和组合工艺在实验室进行小试试验，通过不同处理方法的处理效 果的对比，选择出最佳的处理工艺。 第二部分：重点研究该氯碱化工企业生产废水处理及回用工程的工艺技术 方案，包括建设内容和规模。 第三部分：投资估算、成本费用估算、社会评价及环境效益分析等。 1 3 研究意义 ( 1 ) 本课题的研究可以使该企业的污水处理系统得到重新的设计和改造， 目录 新的系统可以使污水处理系统的处理能力及处理效果得到改善，废水可以达标 排放。 ( 2 ) 本课题研究的氯碱化工企业生产过程中，产生大量废水，且可回用的 废水量也很大。本课题的研究合理规划该氯碱化工企业的废水排放的走向，可 减少废水量的排放。 ( 3 ) 为其他氯碱化工企业的污水处理及回用提供参考。 1 4 研究技术路线 本研究以江西某氯碱化工的生产废水为研究对象，对各工段的生产工艺、 用水及排水点、用水量排水量、水质特征等进行深入详细的考察分析，研究使 本课题研究的某氯碱化工企业的生产废水可以达标排放的处理方案和综合利用 可以回用的废水的可行方式。 对排放量较大、污染较大的三氯氢硅尾气吸收废水、锅炉除尘水及水合肼 废水进行采样分析，并针对这几种废水的特性采用了不同的实验方法进行小试 实验。 确定回用水采用中和、沉淀等方式预处理；综合考虑外排综合废水采用混 凝沉淀+ 水解酸化+ 生化处理+ 氧化处理工艺。 2 第2 章文献综述 第2 章文献综述 2 1 氯碱化工废水 2 1 1 氯碱化工简介 氯碱化工是用电解饱和n a c l 溶液的方法来制取氢氧化钠、氯气和氢气，并 以氢氧化钠、氯气和氢气作为原料生产一系列化工产品的一类工业。氯碱化工 是最基本的化学工业之一，氯碱化工的产品应用广泛，除了应用于化学工业以 外，还应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。 烧碱是氯碱化工最主要的产品，烧碱的生产方法有多种，包括苛化法、 水银法、隔膜法和离子膜法。目前用主要采用隔膜法和离子膜法【1j 电解饱和 食盐水生产烧碱。离子交换膜法生产的烧碱产品质量高而且能耗低、无污 染 2 1 。 2 1 2 氯碱化工废水的来源及水质特征 氯碱化工企业的产品多，在生产中需要使用大量的水，为用水大户，产生 大量的废水。氯碱化工的生产废水主要来源于氯碱、p v c 生产过程中产生的各 类废水。氯碱生产过程中产生的废水有化盐工序盐水、螯合树脂再生废水、各 工序酸碱废水、碱蒸发工艺冷凝液等，p v c 生产过程中产生的废水有乙炔发生 器的电石渣废水、氯乙烯合成废水、p v c 聚合废水和干燥工序废水等 3 6 1 。 氯碱化工是最基本的化学工业之一，氯碱工业废水除具有化工废水基本特 点外还具有其本身的特点，主要表现为以下几个特点【7 叫： ( 1 ) 水量大，化盐及乙炔发生等工序需要用到大量的水，也有大量的冷却 水、冷凝水、含酸碱等无机废水，但是水资源可循环利用的潜力也很大； ( 2 ) 水质变化大，含盐量高，含较多氯离子，属于高盐度废水； ( 3 ) 水质成分复杂，副产物多，化工产品的生产是复杂的过程，需要严格 控制温度、压强等各方面的条件，生产过程化学反应过程也不可能反应完全， 排出的废水中除了会含有副产物以外，还含有使用的各种辅料和溶剂等物质； ( 4 ) 污染物浓度高，难生物降解物质多，b c 比值低，可生化性差，这与 原料反应不完全或生产中使用的大量溶剂介质进入了废水体系有关； 第2 章文献综述 ( 5 ) 有毒有害等特征污染物多，如重金属催化剂、盐、酸碱、具有杀菌作 用的分散剂或表面活性剂等，本身对菌类有抑制作用或杀菌功能。 2 1 3 氯碱化工废水的危害 氯碱化工废水排放量大且含盐浓度耐1 0 、1 ，这些高盐、高有机物废水，如 果不经处理直接排放，肯定会对水体生物、生活饮用水和工农业生产用水产生 极大的危害u 引。 农田灌溉水质标准( g b 5 0 8 4 2 0 0 5 ) 对农田灌溉用水对盐的含量有要求， 标准中规定非盐碱土地区不超过1 0 0 0 毫克升，盐碱土地区不超过2 0 0 0 毫克升。 如果长期使用含盐量和氯离子严重超标的水进行灌溉农田，会导致土壤次生盐 碱化越来越严重，作物减产、效益逐年下降。 含盐量高的废水除了对土壤农作物有危害之外，高盐度地下水硬度的增高 对人体健康也有危害，高盐度水对工业设备有腐蚀作用，使工业设备的使用年 限大大缩短，影响生产。在这种情况下，当工业上需要把水的硬度降低还原时， 就需要耗资对其进行软化，同时会排出氯化钙、镁软化废液，这些废液再渗入 地下后又进一步污染地下水，使地下水中氯化物含量和硬度又增高，形成恶性 循环。 2 2 氯碱化工废水处理 化工废水有排放量大、组成复杂、污染严重的特点，不同的化工废水，水 质差异也很大，需要针对化工废水各自的水质特点，采用不同的处理方式。总 得来说，化工废水的处理工艺有物理方法、化学方法、物化方法、生物方法、 焚烧以及其他组合工艺。 物理方法有均和调节、沉淀、蒸发、蒸馏、离心分离、过滤、气浮、膜技 术等；化学方法具体有化学混凝沉淀、氧化还原、催化氧化、电化学等处理工 艺；物化方法有离子交换、萃取、吸附、膜法等；生物处理的方法很多，主要 是形式上的不同，其处理核心内容为菌种的选育和驯化，使其适应不同的废水； 焚烧用于高浓、可生化很差的危险废液的处理。在实际的工程应用中比较常见 的是采用组合工艺处理化工废水。我国氯碱废水处理普遍采用物化处理+ 生化处 理工艺，二级处理出水中含有难生物降解的有毒有害物质，排人到水体中给环 境带来潜在危害。 4 第2 章文献综述 2 2 1 物理化学方法 ( 1 ) 电化学法 高盐度的废水含电解质多，具有较高的导电性，因此可以选择电化学法处 理高盐度有机废水【1 3 、14 1 。王宏1 5 1 等人用电解絮凝法对紫胶合成树脂生产过程中 排放的高盐度有机废水进行了实验研究，实验结果表明，用电解絮凝法处理该 废水可以有效地去除废水中的有机污染物，而且可以提高废水的透明度，c o d e r 的去除率可以达到9 4 ，b o d 5 的去除率可以达到9 0 以上。 黄瑾【1 6 1 等使用铁碳微电解法来对某化工厂的高盐度有机废水在实验室进行 了实验研究，该废水中含有多种难降解有机化合物，包括苯胺、硫化物等。该 废水的c o d e r 的质量浓度高达4 0 0 0 - 7 0 0 0 m g l ，含苯胺4 0 m o o m g l ，盐度为 2 0 - 4 0 9 l ，p h 值为5 9 。可生化性差，b c 小于0 2 。实验结果表明：在最佳实 验条件下，c o d e r 去除率为5 7 6 ；处理后废水的b c 可达0 6 5 ，可生化性有 明显的改善。 染料中间体生产过程中会产生高盐度有机废水，刘占孟 1 7 1 应用电化学法处 理该废水，实验结果表明，电化学法可以对去除废水中的有机物有很好的效果， 处理后的废水的透明度也有得到提高。实验得出电化学反应对该废水的最佳实 验条件为：电流密度0 0 1 5a c m 2 ，槽电压8 4v ，电解时间9 0 r a i n 。在上述条件 下，c o d e r 和色度的去除率分别为6 5 和7 0 。 陈吉升【1 8 】等人采用预氧化微电解技术对齐鲁石化公司的高含盐氯碱废水进 行预处理，实验的结果表明：在曝气充氧的条件下，当d o 浓度在1 0 m g l 左右， 停留时问为4 h 时，c o d e r 的去除率在2 5 左右。降低了污水中难生物降解的有 机污染物浓度，为后续好氧生化处理创造了良好条件。微电解氧化还原法是利 用金属腐蚀原理，形成原电池对废水进行处理的工艺。微电解法预处理废水可 以提高废水的可生化性，还原部分有机物，也还可以克服硫酸盐对后续厌氧生 物处理的影响【1 9 蜊】。 ( 2 ) 絮凝沉淀 p v c 生产过程中产生大量有机废水，由冲釜水、淋洗水和冷却水三部分组 成，冲釜水是p v c 废水的主要来源，主要污染物是聚氯乙烯、乳化剂。p v c 废 水呈乳白色，表面有大量泡沫，并且带有刺鼻性气味。目前最常用药剂混凝过 滤处理此类废水，张小军 2 2 】等对p v c 乳化废水进行了混凝过滤预处理试验，试 验结果表明：废水p h 值为5 5 时，投加1 0 0 m g l 混凝剂a 1 2 ( s 0 4 ) 3 1 8 h 2 0 ， 5 第2 章文献综述 3 m g l p a m ，经混凝沉淀+ 石英砂过滤后，c o d c r 浓度从1 2 0 0 0 m g l 降至 7 5 0 m g l 。 ( 3 ) 反渗透法 反渗透淡化技术已相当成熟地应用于海水和苦咸水淡化，同样也可用于高 浓度废水的脱盐处理。卢彦越2 3 1 等对反渗透过程的设计进行研究，并对其进行 了优化设计，把优化后的反渗透过程应用于某化工厂的废水处理，该厂废水中 含大量的c a 2 + 和c l 。，采用该工艺脱盐后，c l 。的质量浓度从1 3 0 0 0 m g l 降至 4 0 0 0 m g l 。 ( 4 ) 焚烧法 高浓度有机废水也可以采用焚烧技术处理，采用焚烧法一般都需要对废水 进行预处理，以提高有机废水的热值，从而降低焚烧的处理成本。蒸发工艺可 以将富含挥发性有机物和半挥发性有机物的含盐有机废水转化成不含盐的有机 废水蒸气，但少量的蒸发残液含有饱和浓度的无机盐和高沸点的有机物【2 4 1 。单 独的蒸发预处理不能完全分离富含高沸点有机物的含盐废水的有机物和碱金属 盐类等无机物。为此，马静颖2 5 1 等对蒸发残液采用萃取技术进行预处理，将脱 盐后的有机物再进行焚烧处理，该方法可以实现高沸点有机物和无机盐的分离， 使焚烧对象彻底脱盐。 2 2 2 生物法 ( 1 ) 好氧生物处理 氯碱化工企业生产过程中常要排出p h 值为l 2 的酸性废水，若不及时处理， 这些酸性废水会腐蚀排水管和构筑物，对农作物和水生生物有很大危害，也会 破坏生物处理系统的正常运行。常东胜嘲采用“中和生物滤池工艺处理某氯 碱企业生产车间排放的高浓度酸性废水，通过过滤中和与生物膜技术相融合的 方法，处理后的废水不仅出水p h 值稳定，而且可以降低外排废水的c o d c r ，使 废水稳定达标排放。 生物化工废水具有有机物浓度高、污染物质复杂的特点，赖江华【2 7 1 等人采 用“0 + 沉淀+ b i o f o r 工艺”处理江西某生物化工有限废水，该工程实例表明 o + 沉淀+ b i o f o r 组合工艺对生物化工废水有很好的处理效果，出水水质稳 定，各项指标均可以达标。 生物接触氧化法是一种有效的生物处理技术，是从生物滤池的基础上增加 6 第2 章文献综述 曝气演变发展而来的，该处理工艺兼有活性污泥法和生物膜法的特点，管理简 单、耐冲击负荷、处理效果稳定【2 8 3 0 1 。 周文娟【3 l 】等人以某氯碱化工企业污水处理站的二沉池出水为实验对象，采 用生物接触氧化法对二沉池出水进行深度处理，考察该方法对c o d e r 和氨氮的 去除效果。实验结果表明，生物接触氧化法对实验用水的c o d e r 和氨氮的平均 去除率分别达到3 0 和7 0 。 ( 2 ) 厌氧生物处理 朱建梅【3 2 】采用“中和沉淀u a s b s b r 工艺某化工企业的小流量、高浓度 化工废水，u a s b 法对高浓度、难降解的废水的c o d e r 的去除有很好的效果， 同时还可以提高废水的可生化性，c o d e r 的去除率可达3 0 5 0 ，出水水质可 以达到污水综合排放标准( g b 8 9 7 8 。1 9 9 6 ) 的一级标准。 顾俊杰【3 3 j 等人在对某化工企业含有毒有害物质的生产废水的处理工程实例 中，预处理采用“格栅隔油沉淀气浮处理工艺”，主体工艺采用“两段a o 一 体式生化池工艺”，处理效果良好，可以达标排放，且系统运行稳定。胡晓剑【3 4 j 根据氯碱生产废水盐度高和硫化物浓度高的特点选择“好氧兼氧好氧法”处理 氯碱行业电石渣上清液和助剂废水，经处理后，废水的c o d e r 从1 0 0 0 m g l 降 解到9 0 m g l 以下，c o d c r 平均去除率为8 7 5 ，b o d 5 平均去除率为9 3 3 。 难降解的有机物工业废水的处理常采用水解酸化法p5 、3 6 j 进行预处理，该工 艺利用有机物厌氧分解过程中酸性发酵阶段的特点，可以将废水中某些大分子 难降解有机物转化为较易降解的小分子有机物，这样可以使废水的可生化性得 到改善，对后续生物处理有利。苗群【37 】等人采用水解酸化工艺对某氯碱厂的含 盐废水进行了预处理的实验研究，研究结果表明：采用水解酸化反应器处理该 含盐废水可以使废水中c o d c r 的去除率达到2 0 3 4 之间，出水的挥发性脂肪 酸( v f a ) 质量浓度和b c 比都有提高，b c 比提高了2 7 ，废水的可生化性 得到了改善。 含盐废水中的高盐度对微生物的生长有一定的影响，有较强的抑制作用， 会增加其生物处理的难度。重庆某化工厂排放的生产废水成分复杂，高盐高浓 度，其c o d c r 浓度为5 1 0 0 0 6 3 0 0 0m g m ，氯化物浓度为7 5 , - 一9 1g c 。通过驯化 耐盐微生物作为主体菌种，采用f e n t o n 一水解酸化一厌氧接触一接触氧化组合 工艺，出水各项指标均达到排放标准【3 8 1 。 7 第2 章文献综述 2 3 絮凝沉淀法及其发展 2 3 1 絮凝沉淀法的简介 天然水体中常含有泥砂、粘土、腐殖质等悬浮物和胶体杂质及细菌、真菌、 藻类、病毒等微生物，它们在水中具有一定的稳定性，是造成水体混浊、颜色 和异味的主要原因。混凝处理就是以除去这些杂质为主要目的，使水中悬浮物 的含量降至5 m g l 下，即得到澄清水，习惯上称它们为水的预处理。经过预处理 后的水，根据不同的用途再进行深度处理。如作为锅炉用水，还必须用离子交 换的方法除去水中溶解件的赫类及用加热或抽真空和鼓风的方法除去水中溶解 性的气体。如不首先除去这些杂质，后续处理( 如除盐等) 将无法进行。因此， 水的混凝处理是水处理工艺流程中的一个重要环节f ”训】。 经絮凝沉降处理后的许多工业废水可以返回工艺过程使用。这样不仅充分 利用了水资源，而且有利于保护环境【4 2 1 。 2 3 2 絮凝沉淀法的应用 邱滔1 4 3 1 等人探讨了用絮凝一f e n t o n 氧化混凝法来处理某印染厂的退浆废水 的情况，采用自制的聚硅酸硫酸铝( p a s s ) 作为絮凝剂。实验得出絮凝处理对 该退浆废水的最佳工艺条件：3 0 。c ，废水初始p h 为5 1 0 ，絮凝剂投加质量浓 度为2 2 5 9 l ，在该工艺条件下c o d 去除率可达3 8 8 。 酵母废水是一种高浓度有机废水，史郁j 等人针对酵母废水处理工艺现状 及存在问题，结合酵母废水c o d c r 浓度高、色度高、可生化性差的特点，提出 在对酵母废水进行生化处理前进行絮凝沉淀预处理工艺。结果表明：选择氯化 铁作为絮凝剂，氯化铁投加量为8 9 l ，废水p h 值为7 5 ，3 0 0 r m i n 搅拌速度下 搅拌1 m i n ，8 0 r m i n 搅拌速度下搅拌2 0 m i n ，沉降时间3 0 m i n 。在上述条件下， 酵母废水的c o d e r 去除率在3 5 左右；絮凝处理后的废水的b c 值从o 2 8 上升 为0 4 4 ，有明显的提高。 2 4 水解酸化工艺及其应用 2 4 1 水解酸化工艺的简介 物料的厌氧生物降解过程可以分为水解、发酵( 酸化) 、产乙酸、产甲烷 四个阶段。 8 第2 章文献综述 水解酸化工艺就是考虑到产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处 理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化 菌作用下将不溶性有机物水解为溶性有机物，将难生物降解的大分子物质转化 为易生物降解的小分子物质的过程【4 5 4 7 1 。 2 4 2 水解酸化工艺的原理 水解酸化过程主要由水解和酸化两个阶段组成。水解工艺系统中的微生物 主要是兼性微生物，而厌氧工艺系统中的产甲烷菌则是严格的专性厌氧菌，它 们对于环境的变化比水解菌和产酸菌要敏感得多，最重要的是水解工艺和厌氧 工艺中的两类不同菌种的生态条件差异很大。水解工艺是在缺氧条件下反应， 而厌氧工艺则是在厌氧条件下反应( 4 8 】。 2 4 3 水解酸化工艺的优缺点 2 4 3 1 水解酸化工艺的优点 ( 1 ) 水解酸化工艺能将污水中大分子和不易生物降解的有机物降解为易于 生物降解的小分子有机物。 ( 2 ) 停留时间短，占地面小，能够减小工程投资。 ( 3 ) 抗冲击负荷能力强，能够防止好氧工段的污泥膨胀。 ( 4 ) 既具有脱磷除氮作用，又同时节约能耗。 2 4 3 2 水解酸化工艺的缺点 水解酸化工艺只是利用兼性厌氧菌对有机物进行初级分解，后续必须通过 厌氧甲烷发酵好氧处理才能使有机物矿化稳定。水解酸化c o d c r 的去除率 也较低，一般情况下c o d c r 的去除率在3 0 4 0 之耐4 9 | 。 2 4 4 水解酸化工艺在废水处理中的应用 王发珍【5 0 】等人选择水解酸化一好氧生物工艺对吉林某化工厂产生的苯酚废 水进行了试验研究。试验结果表明，经过培养驯化，水解酸化一好氧生物工艺 能够很好地处理毒性较大的苯酚废水。 王新刚【5 l 】等人对高盐含油废水采用水解酸化一生物接触氧化进行处理，试 验结果表明：水解酸化可将废水可生化性提高1 0 2 。当进水盐质量浓度1 2 1 8 9 l 时，系统对c o d c r 的去除率可以达到8 4 5 ，油的去除率可以达到8 8 4 。 9 第2 章文献综述 2 5 生物滤池法及其发展 2 5 1 曝气生物滤池的简介 曝气生物滤池( b i o l o g i c a la e r a t e df i l t e r ，简称b a f ) 是一种集过滤、生物 吸附、生物氧化于一体的新型水处理技术【5 2 5 3 1 。它可以维持高的水力负荷和保 留高的生物量浓度以减少环境冲击，能促进微生物生长且产泥量少。 2 5 2 曝气生物滤池的原理 曝气生物滤池结合给水快滤池以及污水生物接触氧化的特点，以颗粒状填 料为介质，通过滤料的截留以及填料表面的生物膜，在进行曝气的条件下，以 过滤、生物吸附絮凝与生物氧化作用净化废水。由于池体内存在着好氧、厌氧、 缺氧的微环境，硝化、反硝化作用可以同时进行，因此可以集有机物去除和脱 氮于一体。同时由于随着流速方向的营养物质的减少而呈现出不同的生物相， 使得曝气生物滤池的生物相相当丰富、食物链比一般的工艺要长且复杂。 2 5 3 曝气生物滤池的特点 曝气生物滤池充分借鉴了污水处理接触氧化法和给水快滤池的设计思路， 集曝气、高滤速、截留悬浮物、定期反冲洗等特点于一体。其主要工艺特点为【3 0 】： ( 1 ) 生物载体为表面积较大粒状滤料，滤料表面可保持较高的生物量，易 于挂膜且稳定运行，但滤料密度的选择不慎或运行时参数不合适会造成滤料随 出水或反冲洗出水流失。 ( 2 ) 生物相复杂，菌群结构合理，能耐受较高的有机和水力冲击负荷，不 同的污染物可以在同一反应器被渐次去除，出水水质好，可满足回用要求。由 于大量的微生物附着生长在粗糙多孔的粒状滤料内部和表面，可以保持一定的 微生物活性，处理设施可间歇启动运行，有利于系统的恢复启动。 ( 3 ) 曝气量低，运行能耗较低，硝化和反硝化效率高。 ( 4 ) 高的生物膜活性，具有生物氧化降解和截留悬浮固体的双重功能，生 物处理单元之后不需再设二次沉淀池。 ( 5 ) 预处理要求较高，一般要对原水进行预处理以降低进水的s s ，需要如 隔栅、沉砂池、初沉池这样的设施。 ( 6 ) 需要定期进行反冲洗，清洗滤池中截留的悬浮固体，同时更新生物膜。 1 0 第2 章文献综述 2 5 4 曝气生物滤池在废水处理中的应用 曝气生物滤池是一种新型高效的生物膜污水处理技术，在去除有机污染物、 脱氮除磷及工业废水处理等方面都有很好的应用 5 4 、5 外。 废旧塑料回收加工过程会产生大量s s 、c o d 、b o d 5 浓度均较高的废水， 朱乐辉【5 6 】等人根据该废水的特点，采用混凝沉淀曝气生物滤池工艺。运行结果 表明，该处理工艺具有占地少、效率高、启动快、投资省、能耗低、运行管理 方便等特点。 印花废水属于难处理废水，该废水粘性大，芳烃和杂环化合物含量高，含 氮量高，还混有酚类、苯胺、碱等物质5 7 、58 1 。李永霞例等人采用曝气生物滤池 ( b a f ) 处理印花废水，重点考察水力停留时间( h r t ) 、c n 值、气水比对其 脱氮效果的影响。结果表明：最佳条件下，b a f 对t n 、n 矿4 一n 的去除率分别 可以达到5 0 、9 0 以上。 代秀兰【6 0 】等人采用曝气生物滤池工艺对某石化公司综合外排废水进行了深 度处理，分别考察了曝气量、填料高度、水力负荷及容积负荷对c o d 去除效率 的影响作用。实验结果表明：在最佳条件下，c o d 平均去除率可达到5 0 以上， 出水水质稳定，且达到中水回用标准。 第3 章水质情况及处理现状调查 第3 章水质情况及处理现状调查 3 1 水质情况调查 3 1 1 废水产生及排放情况 根据调研，企业生产装置将由已建成生产项目、正建生产项目和拟建生产 项目组成。 已建成项目产生的废水主要有：1 0 万吨年离子膜烧碱生产废水、1 0 万吨 年p v c 生产废水、2 5 万吨年三氯氢硅生产废水、5 干吨年水合肼等生产废水， 两台1 5 吨锅炉除尘脱硫水和生活污水等。 正在建设的项目有：2 5 万吨年三氯氢硅生产废水、1 万吨年三氯乙烯生产 废水、5 百吨年2 甲基环乙醇生产废水和年产8 百吨年3 氯丙酸生产废水等。 拟将建设的项目有：7 万吨年离子膜烧碱生产废水、1 千吨年4 二氨基苯 醚、5 千吨年水合肼生产废水、5 百吨年甲基环乙烷醋酸酯生产废水、2 万吨 年a d c 发泡剂生产废水和l 台7 5 吨锅炉除尘脱硫水等。 本课题研究只考虑已建成项目和正建项目产生的废水的循环利用和最终外 排处理，拟将建设的项目产生的废水待项目建设时同时设计、施工和运行，本 研究只对拟将建设的项目产生的废水处理留有规划用地。 化工废水的排放具有间歇性的特点，因此，研究项目排放的废水水质水量 都不稳定。通过长时间的到生产区各车间考察并与各个生产车间的负责人多次 深入了解讨论各生产工序的排水的规律，加上查阅相关文献，初步确定了已建 成项目和正建设项目的生产废水的水质水量。已建成项目和正建项目生产废水 水量及废水水质见表3 1 。 表3 1 污染物浓度与排放量 t a b l e3 1p o l l u t a n tc o n c e n t r a t i o na n de m i s s i o n 废水量污染物浓度 序号废水来源污染物说明 m 3 d m g l p h 9 0 含盐量约为1 6 ， 氯碱生产 s s5 0 1 0 0 有少量n a o h 、 12 6 0 废水 c o d c r 3 0 0 4 0 0 h c i 、h 2 5 0 4 和 n a c l o n h 3 n | 1 2 第3 章水质情况及处理现状调查 废水量污染物浓度 序号 废水来源污染物说明 m 3 d m g l p h 1 3 0 1 4 0 s s 1 0 0 0 3 0 0 0 含c a ( o h ) 2 约 2 p v c 生产废水 1 8 0 0 2 6 t d ，含c 2 h 2 约 c o d c r7 、。10 0 0 m g l 1 0 0 1 5 0 m g l n h 3 一n p h 2 3 三氯氢硅 s s3 0 0 5 0 0 合成炉、空 8 0 0 含h c l0 6 t d 冷器检修 c o d c r| 三氯氢 废水 3硅生产 n i - - 1 3 - n 废水 p h 2 三氯氢硅 s s3 0 0 5 0 0 循环用水，主要含 尾气吸收 5 0 0 硅粉和二氧化硅 废水 c o d c r| 循环量7 2 0 0 n h 3 - n p h 超过1 4 废水主要含水合 水合肼 l0 0 0 2 0 0 0 肼、氨氮、氢氧化 4 水合肼生产废水 1 2 7 c o d c r 5 0 0 6 0 0 钠、碳酸钠、氯化 钠 n h 3 - n 3 0 0 0 4 0 0 0 p h 2 3 s s2 0 0 ，、一5 0 0 5 三氯乙烯废水 3 0 0 可研提供数据 c o d c r1 0 0 0 n h t nl p h 2 3 2 甲基环乙醇 s s ，、。16 0 0 m g l 可研提供数据：含 65 0 废水 c o d c r1 0 0 0 酚类0 0 8 t d n h 3 - n | p h 3 o 4 0 s s| 7 3 一氯丙酸废水 5 0 含h c lo 0 7 t d c o d c r4 0 0 n h ，n 第3 章水质情况及处理现状调查 废水量污染物浓度 序号废水来源污染物说明 m 3 d m g l p h 8 1 0 脱硫除尘废水 s s3 0 0 81 0 7 循环量2 0 0 0 ( 两台1 5 吨锅炉) c o d c r 1 0 0 m g l n h 3 - n t p h 9 0 s s| 9 纯水站浓缩水 1 4 0 0 c o d c r3 0 0 4 0 0 n h 3 - n p h 6 0 4 9 0 s s 2 5 0 m g l 1 0 生活污水 9 0 c o d c f 2 0 0 m g l n h 3 - n 3 0 m g l 合计 5 4 5 4 3 1 2 废水水质分类 根据项目的排水性质和水质状况，将项目水质分类如下： ( 1 ) 一般废水：一般废水指酸碱性不强、含盐量及氨氮浓度不高的废水。 包括氯碱生产废水、2 一甲基环乙醇废水、纯水站浓缩水、3 氯丙酸废水、三氯氢 硅检修废水、三氯乙烯废水和生活污水。 ( 2 ) 碱性废水：碱性废水主要是p v c 生产废水，主要含电石渣、乙炔。 ( 3 ) 高氨氮高碱性废水：高氨氮高碱性废水主要为水合肼生产废水。 ( 4 ) 循环用水：循环用水是指三氯氢硅尾气吸收循环用废水( 循环量7 2 0 0 m 3 d ) 和两台1 5 t 吨锅炉脱硫除尘用水( 循环量2 4 0 0m 3 d ) 。 3 1 3 废水特点 废水的主要污染因子为s s 、c o d 和n h 3 - n ，因此应采用物化和生化处理相 结合的技术进行处理。 1 4 第3 章水质情况及处理现状调查 3 2 处理现状 3 2 1 原有污水处理系统状况 企业原有污水处理系统接纳的废水主要包括：1 0 万吨年离子膜烧碱生产废 水、1 0 万吨年p v c 生产废水、2 5 万吨年三氯氢硅生产废水、5 千吨年水合肼 等生产废水，两台1 5 吨锅炉除尘脱硫水和生活污水等。原有污水处理系统的流 程见图3 1 。 图3 1 原有污水处理系统流程 f i g u r e3 1t h eo r i g i n a lf l o ws e w a g et r e a t m e n ts y s t e m 企业原有污水处理系统由简单的中和及曝气沉淀工序组成。企业用乙炔法 生产p v c ，有大量的电石渣上清液和电石渣产生，水合肼的生产也有部分碱性 水排放。原有污水处理系统设有六座中间池用于接收乙炔发生器产生的电石渣 浆，一用五备。水合肼的碱性废水和除尘水、三氯氢硅尾气吸收废水、三氯氢 硅检修废水在中间池里进行中和，中和后的废水依次进入污水处理站的中和池、 曝气沉降池处理后排入排污总管。当中间池中的渣浆满了之后便停用，使用另 外的中间池。将停用的中间池中的电石渣沉降一段时间后泵入电石渣处理厂房 进行板框压滤，澄清的滤液用于锅炉房水膜除尘。化盐工序的盐浆通过泵泵入 盐泥压滤厂房进行压滤，滤液进入污水处理系统的中和池、曝气沉降池处理后 外排。生活污水由化粪池处理后外排。 1 5 第3 章水质情况及处理现状调查 3 2 2 原有污水处理系统存在的问题