何艳玲聚乙烯醇污水处理

1、云南能源职业技术学院资环系煤化工教研室题名：聚乙烯醇厂污水处理学生姓名： 学 号： 指导教 专 业：年 级： 时 间： 目录摘要1第1章 引言2第2章 聚乙烯醇简介22.1 聚乙烯醇行业概况22.1.1 国内外行业发展现状22.1.2 国内外行业发展趋势22.1.3 国内行业发展特征存在的资源和环境问题32.2 聚乙烯醇的应用4第3章 聚乙烯醇的生产43.1聚乙烯醇生产工艺43.1.1 基础原料生产53.1.2 醋酸乙烯生产53.1.3 聚乙烯醇生产63.1.4 醋酸甲酯回收工序7第4章 生产聚乙烯醇带来的污染74.1生产聚乙烯醇带来的污染74.2 行业污染情况综合分析7第5章 污水处理方法及

2、流程95.1对重金属处理方法95.1.1 化学法95.1.2 物理化学法105.1.3 生物化学法115.1.4对重金属处理方法的评价115.2乙炔工序废水处理12对乙炔工序废水处理的评价125.3氯碱装置废水处理125.4 污水处理流程13第6章 污水设备及工艺流程图146.1污水设备及计算14调节池14调节池中的中和处理15水解池15曝气池16沉淀池17污泥浓缩池186.2 污水处理工艺控制指标196.3工业流程图20第7章 对污水处理提出新方案217.1改造的简介217.2现状调查217.3原因分析227.4找出对策措施并实施227.5效果检验237.6经济效益分析24第8章 污水处理在

3、生产中的作用和评价258.1污水处理在全厂生产中的作用258.2污水处理效果26总结27致 谢27参考文献28聚乙烯醇厂污水处理摘要 ：聚乙烯醇是以乙烯法生产的醋酸乙烯为原料，经溶液聚合、无水低碱醇解而得，它是一种重要的化工原料，应用领域广泛。随着聚乙烯醇生产量的增加，带来的污水量加大，需要我们利用污水处理系统解决存在的问题。本论文通过介绍污水处理设备调节池、水解池、曝气池、沉淀池、污泥浓缩池的作用及简单的计算，画出工业流程图。并针对现污水处理设备提出新方案，即在水解池中挂上填料并通入空气将其改成了曝气池，以达到提高污水处理效率，降低COD排放含量。提高化工企业整体的节能减排水平，综合治理污水

4、建立资源节约型和环境友好型社会。 关键词：聚乙烯醇 污水来源 处理 优化Abstract: The production of polyvinyl alcohol is vinyl acetate ethylene as raw material, by polymerization, anhydrous alcohol solution derived from low-alkali, it is an important chemical raw materials, extensive applications. With the increase in alcohol producti

5、on, bringing the quantity of sewage to increase, we need to use the sewage treatment system to solve existing problems. This paper describes the sewage treatment facilities through the regulation pool, hydrolysis tank, aeration tank, settling tank, sludge thickener and the role of simple calculation

6、, draw industry flow chart. And sewage treatment facilities are proposed for the new program, that is, fill in the hydrolysis of the pool and put up into the air to pass into the aeration tanks, sewage treatment in order to achieve greater efficiency and reduce emissions of COD content. Chemical com

7、panies to improve the overall level of energy conservation, establishment of comprehensive management of water resources saving and environment-friendly society.第1章 引言聚乙烯醇，它是一种白色片状、絮状或粉末状固体，水溶性高分子聚合物，性能独特，是重要的化工原料，应用领域涉及纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、印刷、农业、冶金等行业，用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂。聚乙烯醇

8、在云维股份是主要的产品之一，而聚乙烯醇的生产带来了污水。随着聚乙烯醇生产量的增加，带来的污水量加大，这样的现实与我国日益严峻的节能环保形势形成冲突，需要我们利用污水处理系统解决存在的问题和矛盾。从而提高污水处理率，保护有限的水资源，已经成为我国环境保护工作的紧迫任务。环境污染的治理将是不可缺的一项重要工作。第2章 聚乙烯醇简介2.1 聚乙烯醇行业概况2.1.1 国内外行业发展现状（1）国外行业发展现状目前，世界上有20 多个国家和地区生产PVA，但生产能力和产量最大的国家是中国、日本、美国等，这几国的生产能力占世界PVA 总生产能力的85%90%。近年来，聚乙烯醇行业朝着规模化发展，通过PVA

9、 生产规模化和高新技术化。可乐丽冈山厂规模70kt/a，空气产品公司卡塔基州厂规模52.2 kt/a，杜邦塔克萨斯州厂规模61.3 kt/a。这些规模化的企业，都应用了当代计算机的最新成果，优化生产、降低成本、保证质量，并使生产过程更加清洁。（2）国内行业发展现状我国是世界上PVA 生产路线最多、生产能力及产量最大、同时也是消费量最大的国家。2008 年国内规模以上聚乙烯醇行业企业数量为14 家，实现工业总产值207.5亿元，其中聚乙烯醇树脂和纤维产量分别达53.6 万吨和4.8 万吨，约占世界总产能的一半。虽然我国聚乙烯醇行业在产量、质量、科研、品种开发、节能降耗等方面都取得了很大的进展，但

10、在工艺路线、原料消耗、污染物产生量控制、能源消耗、新品种开发等方面和国际先进水平还有不少差距。2.1.2 国内外行业发展趋势在乙炔/乙烯原料工艺技术路线上，国外基本上采用了污染少VAc 转化率高的乙烯路线，而原有的电石乙炔路线基本已经淘汰，新上的乙炔路线以天然气乙炔为主，目前煤气化制乙炔技术等已经取得较大进展，特别是我国研发的等离子煤制乙炔技术已经实现的中试，有望在将来成为取代电石法的最佳工艺。目前，国内新上的改扩建项目均采用了湿法乙炔工艺，并淘汰落后的干法乙炔生产工艺。在VAc 精制和醋酸甲酯回收的精馏塔，国内外均做了不少关于塔内传质机理的分析，新型塔板、新型填料等高效精馏塔改造技术将不断得

11、到应用。近年来，随着醇解技术不断取得进展，低碱醇解在实际应用中技术得到了提高，超低醇解将可能应用于醇解工序生产过程中。随着聚乙烯醇行业朝着规模化发展，先进的生产控制工艺将在国内得到推广和应用。而基于化工流程模拟技术发展出来的技术也会进一步在工艺生产中得到推广和应用，生产工艺过程的研究也将得到进一步深入。2.1.3 国内行业发展特征存在的资源和环境问题上世纪80 年代初，维纶滞销，加上聚乙烯醇生产工艺流程长、设备台数多、生产过程复杂、投资大、技术和管理不容易掌握，一般企业和投资者很难发展生产，因此20 多年内未曾建设过新厂，只是在原来老装置的基础上进行扩建改造，这样供应规模相对稳定，避免了市场无

12、序竞争，为商品价格的正常运行提供了有利的条件。但总体的发展水平参差不齐，尤其是生产原材料和节能降耗方面各生产厂家之间仍然存在着较大的差异。随着PVA 非纤用途不断开发，PVA 的非纤用量到1994 年已占总产量的78%，到2007 年已经达到了92.17%，以此同时原聚乙烯醇企业仅5 家保留维纶生产线，从而彻底改变以前国内PVA 主要用于维纶生产的消费格局。近年来，随着维纶水溶、高强、耐酸、耐碱、耐日光、与水泥的亲和性、亲水性、可双解等改造特性的深入研究，维纶行业逐步摆脱了困境，产品大量用于建材、纺织造纸、电厂等行业中，现已被列为国家的高新技术纤维之一。PVA 是由醋酸乙烯(VAc)经聚合醇解

13、而制成，生产PVA 通常有两种原料路线：一种是以乙烯为原料，制醋酸乙烯，再制得PVA；一种是以乙炔(分为电石乙炔和天然气乙炔)为原料制备醋酸乙烯，再制得PVA。日本、美国等国外生产商大多采用石油乙烯法，中国则多采用电石乙炔法。随着近年来的快速发展该行业依然还存在较多的问题：（1）资源、能源消耗较高采用电石乙炔路线的工艺中所使用的原料电石的生产需要消耗石灰和煤，以及大量的电能，且石灰和煤均为不可再生资源。利用电石生产乙炔过程中需要大量的水加入反应，尤其是湿法电石乙炔生产过程，水资源消耗量大反应中的电石水达到1:10。在VAc 精制过程、醋酸甲酯回收等过程中采用了大量的精馏塔进行物料分离，特别是醋

14、酸甲酯水解过程的单程转化率仅约20%，循环物料量大，加重了精馏塔的负担，降低了能源利用效率。（2）污染问题较突出整个生产过程中产生了大量的废水、废气和一般工业固体废物，且废物种类很多，其中电石渣废水是采用采用湿法乙炔生产工艺典型的废物。废水：有机冷却水、电石冷却水、公用工程冷却水、电石澄清液、热电冲灰水、热电冲渣水。废气：VAc 精馏、醋酸甲酯回收的工艺废气以及锅炉烟气，其中含有非甲烷总烃（含）、粉尘、烟尘、 等污染物。固体废物：醋酸残渣、电石渣、煤渣、粉煤灰。2.2 聚乙烯醇的应用聚乙烯醇是由醋酸乙烯经聚合反应生成，该聚合体在不同碱量作用下，皂化得醇解度99 .9%、88%等各种牌号的絮状、

15、片状、粒状、粉末状聚乙烯醉。聚乙烯醉是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物，无毒无害、具有独特的强粘结性、平滑性、耐油性、耐溶性、气体阻绝性、耐磨性、保护胶体性等特性，又可经特殊处理使其具有耐水性，其水溶液具有很好的成膜性、乳化稳定性、透明度高、粘着力强、耐湿性好，其溶解性随溶解度的降低而变好，保护胶体特性、粘度随聚合度的降低而降低。它主要用于生产合成纤维、塑料、粘合剂、涂料、新型建材等，并广泛应用于化工、纺织、印刷、造纸、制革、农业、食品、医药、包装、陶瓷、电子、化妆、建筑等行业。第3章 聚乙烯醇的生产3.1聚乙烯醇生产工艺聚乙烯醇生产工艺通常按其所用单体VAc 的原料路线分为：乙炔法和乙烯

16、法，而乙炔法又分为电石乙炔法和天然气乙炔法，如图3-1 所示。目前国内生产聚乙烯醇的企业中，中石化四川维纶厂（简称川维）采用天然气乙炔法，中石化上海石化、北京有机化工厂采用石油乙烯法，待重建的广西广维化工有限公司拟采用乙醇乙烯法，其余企业均采用电石乙炔法。根据原料路线的异同情况，以下将维纶PVA 生产工艺分成三段描述：基础原料生产工艺、VAc 单体生产工艺和PVA 生产工艺，以及一个醋酸甲酯回收工序。聚乙烯醇醋酸乙烯电石 天然气乙烯乙炔醋酸聚醋酸乙烯甲醇醋酸甲酯维纶 图3-1 聚乙烯醇生产工艺路线图3.1.1 基础原料生产乙炔、乙烯是聚乙烯醇行业的两种基础原料，决定着醋酸乙烯单体生产的不同的工

17、艺路线。若以乙炔为原料，则企业一般采用外购电石或天然气生产乙炔；若以乙烯为原料，则企业一般直接外购乙烯。另外，在国内聚乙烯醇行业的14 家企业（含台湾长春化工）中，采用天然气乙炔工艺路线的仅有川维一家，而采用电石乙炔生产工艺路线的有10家。因此，基础原料的生产工艺只介绍电石乙炔生产工艺。目前企业主要采用湿法电石乙炔生产工艺中，该工艺中包括：乙炔发生、清净、中和等工序。湿法乙炔生产工艺中，电石经破碎合格、暂存后送入乙炔发生器，在湿式乙炔发生器中与水反应生成乙炔，同时产生电石渣和碱性废水，生成的乙炔进入清净塔进行净化，脱除、 等气体杂质，并产生清净废液，脱除杂质气体后的乙炔进入中和塔处理，并产生中

18、和废水，最后得到的纯乙炔进入气柜暂存后，输送到VAc 合成工序。清净系统清净塔、中和塔产生的废液中含、 等杂质，送往污水处理站处理。在乙炔发生器中，电石与水反应生成乙炔，反应式如下：3.1.2 醋酸乙烯生产醋酸乙烯(VAc)单体生产可按原料分为乙炔法和乙烯法，不论乙炔法还是乙烯法，均有液相法和气相法之分，到目前液相法均已被淘汰。乙炔法和乙烯法的气相法合成VAc 单体工艺，也都有固定床和流化床之分（根据反应器的类型分类）。目前乙炔法合成VAc 单体的反应器主要采用流化床，而乙烯法合成VAc 单体的反应器则采用固定床。不论是乙炔路线还是乙烯路线，合成VAc 单体的生产过程均包括：醋酸蒸发、合成、合

19、成液过滤、TDA 配制、精馏、残渣处理等工序。乙炔法合成VAc 单体的合成反应器中进行如下反应：乙烯法合成VAc 单体的合成反应器中进行如下反应：以乙炔路线为例，精制乙炔气与醋酸气在以活性碳为载体的醋酸锌的催化作用下，反应生成醋酸乙烯反应气，经冷凝后成为反应液，送合成液过滤工序除去废催化剂（碳粉），清液送罐场滤渣送至污水处理站处理。VAc 经罐临时贮存后，送往TDA 配制工序。在TDA的配制槽中加入定量的VAc 及TDA 搅拌混合，经过滤后由泵送往精馏工序。经精馏工序分离，得到中间产品精VAc、精醋酸、醋酸甲酯、乙醛，并产生废物不凝气体、釜液废水和残渣，不凝气体经回收乙炔后排空，釜液废水送往污

20、水站处理，残渣送往残渣处理工序处理，残渣经过安全处置后填埋。3.1.3 聚乙烯醇生产聚乙烯醇生产工艺主要包括醋酸乙烯的聚合和聚醋酸乙烯的醇解两个工序，在这两个工序分别发生聚合反应和醇解反应。在聚合工序中，以偶氮二异丁腈（AZN）为引发剂，甲醇为溶剂，精VAc 经聚合生成聚醋酸乙烯（PVAc），在醇解工序中，PVAc 在碱液的催化作用下，与甲醇反应生成PVA 和醋酸甲酯。精制的醋酸乙烯送往聚合车间，在聚合釜中，在偶氮二异丁腈引发剂的作用下，与甲醇为溶剂进行反应，生成聚醋酸乙烯，经过分离，配制成合格的聚醋酸乙烯溶液送往醇解，未反应的醋酸乙烯和甲醇经过分离，醋酸乙烯返回精馏车间，甲醇在内部循环。在醇

21、解工序中，聚醋酸乙烯甲醇溶液先进入树脂中间槽，再经预热器预热后，与配制好的碱液按一定比例混合后进入醇解机进行醇解。醇解后的PVA 经二道粉碎进入螺杆挤压机进行挤压，压出的母液进入母液回收系统进行蒸发，蒸发出的甲醇、醋酸甲酯经冷凝后送至罐区母液罐回收处理。压榨后的PVA 则送入干燥机在一定真空度下进一步处理，将其中的甲醇、甲酯、水等气化抽出，干燥后的PVA 成品由鼓风机抽送到包装工段进行包装。干燥器抽出的气体经冷凝回收后，不凝气体排入大气。3.1.4 醋酸甲酯回收工序在回收工序中，回收液中的醋酸钠与硫酸反应生成醋酸和硫酸钠，而醋酸甲酯在阳离子树脂催化剂的作用下，发生水解反应生成醋酸和甲醇，反应式

22、如下：回收工序负责处理来自醇解车间的所有母液，这些废液经过共沸精馏、萃取精馏、醋酸甲酯水解塔、精馏等精馏工序，把醋酸甲酯和醋酸钠转化为甲醇和醋酸进行回收，并产生不凝气体和废水，不凝气体排入大气，废水送往污水站处理。第4章 生产聚乙烯醇带来的污染4.1生产聚乙烯醇带来的污染 聚乙烯醇PVA 生产过程中主要原料消耗电石（乙炔）、醋酸、甲醇、水和催化剂等，产生的乙炔清净废水、乙炔中和废水、电石渣废水、废催化剂、废醋液、醋酸残渣、醇解废水、甲醇等废液，固体废物有醋酸残渣、电石渣、废丝、粉煤灰、煤渣等。4.2 行业污染情况综合分析国内聚乙烯醇行业中，电石乙炔法的占75%以上，该工艺路线生产聚乙烯醇（PV

23、A）存在资源密集、高能耗、高污染等问题，特别是在湿法电石乙炔生产过程中，需要消耗大量的水，并且产生大量固体只有5%左右的电石渣浆，后续处理非常困难。精馏工序中，提纯VAc会产生精馏塔釜液废水和工艺废气（乙炔）。水解工序中，还会产生大量醋酸甲酯副产品，现有的处理方法是通过催化分解和精馏提纯得到醋酸和甲醇，并产生精馏塔釜液废水，整个过程能源消耗非常大。锅炉燃烧过程中产生大量含废气，为减除工作带来巨大压力。整个PVA 生产过程中产生大量的固体废物：醋酸残渣、电石渣、废丝、粉煤灰、煤渣等。一般将电石渣及电石车间烟粉尘送水泥厂作原料加以利用；对醋酸残渣尚无较好的综合利用方法，一般都是送到渣场进行堆存；燃

24、煤锅炉产生的粉煤灰及炉渣则可作为建材原料加以综合利用。聚乙烯醇行业中主要污染源是废水，其次是固体废物和废气，其产生节点见详见表4-1。表4-1 聚乙烯醇行业污染类型及治理措施部门工序污染源/物名称现有治理设施排放去向有机厂乙炔发生电石粉尘除尘器收集利用电石渣浆电石渣池沉淀生产水泥合成报废触媒厂家回收或外售送至化工供销处理触媒粉末沉淀池、残渣池送至醋酸残渣池处理精馏精馏塔工艺废水污水站污水站处理后排出精馏塔放空乙炔冷凝器冷冻冷凝后排放精馏塔釜液废水污水站污水站处理后排出精馏残渣残渣池倒入残渣池存放分析废液污水站污水站处理后排出回收精馏塔排放废液（废水）污水站污水站处理后排出萃取塔废水污水站污水站

25、处理后排出精馏塔工艺废水污水站污水站处理后排出公用工程热电厂煤灰（二煤）二煤沉淀池外售用于建材行业（机砖）吊出外卖煤渣渣场堆放外卖（用于生产水泥）烟气除尘脱硫设施处理后排入大气二煤出水二煤沉淀池经二煤沉淀池沉淀后排出动力厂阳离子交换器再生废液污水站污水站处理后排出阴离子交换器再生废液污水站污水站处理后排出电石渣经过沉淀，上层清液回用与乙炔发生装置，电石渣经过压滤外售生产水泥。醋酸残渣经过无害化处理后填埋。煤灰和灰水经过沉淀后，煤灰外卖，废水外排。污水站收集的污水经二级生化处理后外排。工艺废气和热电厂废气经除尘、脱硫设施后外排。第5章 污水处理方法及流程随着国家对环保要求的提高，企业必须不断加强

26、环保治理工作，化工生产行业作为用水大户，不但在生产过程中产生大量废水，而且治理达标难度很大，排放后对区域环境造成严重污染，所以企业做好废水综合利用，搞好循环经济是头等大事。化工废水处理主要分为PVC废水和氯碱废水，处理时应本着依据“轻污分流、循环使用、一水多用、减少排放”原则治理。 PVC界区废水有乙炔工序、氯乙烯工序、聚合工序和干燥工序等排放的废水，本着清洁生产、资源利用的原则，尽可能将装置产生的废水经预处理后回用。乙炔工序电石渣浆水经沉淀预处理后回全部回用于乙炔发生器；乙炔净化废水经氧化预处理、乙炔碱洗废水经中和沉淀预处理后大部分回用，少部分排入PVC界区污水处理站。回收的氯乙烯返回到聚合

27、装置，一部分废水作为聚合浆料冲洗水回用，一部分排到PVC界区污水处理系统。PVC界区的废水采用凯膜处理工艺，处理后70%的废水返回聚合工段使用；其余30%的废水，经收集后采用MBR工艺处理后排入厂区污水处理站回收利用。氯碱界区废水处理工艺氯碱界区废水主要为化盐工序盐水、螯合树脂再生废水、各工序酸碱废水、碱蒸发工艺冷凝液等，主要通过装置区的污水预处理装置，进行中和、絮凝、沉淀，回用或排入氯碱废水处理系统，进入厂区污水处理站。5.1对重金属处理方法废液中均含有重金属，这些重金属通过食物链而生物富集，构成对生物和人体健康的严重威胁。目前已开发应用的废水处理方法主要有3种：第一种是废水中重金属离子通过

28、发生化学反应除去的方法 ，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法、化学还原法、电化学还原法、高分子重金属捕集剂法等；第二种是使废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行吸附、浓缩、分离的方法，包括吸附、溶剂萃取、离子交换等方法；第三种是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法，包括生物絮凝、生物吸附、植物整治等方法。5.1.1 化学法中和沉淀法在含重金属的废水中加入碱进行中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。硫化物沉淀法加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀除去的方法。与中和沉淀法相比，

29、硫化物沉淀法的优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低，而且反应的pH值在79之间，处理后的废水一般不用中和硫化物沉淀法的缺点是：硫化物沉淀物颗粒小，易形成胶体；硫化物沉淀剂本身在水中残留，遇酸生成硫化氢气体，产生二次污染。 铁氧体共沉淀法向需要处理的含重金属离子的废水中投加铁盐，通过工艺控制，达到有利于形成铁氧体的条件，使污水中的多种重金属离子与铁盐生成稳定的铁氧体共沉淀，再通过适当的固液分离手段，达到去除重金属离子的目的。铁氧体共沉淀的优点是可一次去除废水中多种重金属离子，形成的沉淀颗粒大，容易分离，颗粒不会再溶，不会产生二次污染，而且形成的沉淀物是一种优良的半导体材料，但是这种

30、方法在操作过程中需要加热到70左右，或更高，并且在空气中慢慢氧化，因此操作时间长，消耗能量多。 化学还原法利用重金属的多种价态，在废水中加入一定的氧化剂或还原剂，使重金属获得人们所需价态的方法。常用的还原剂有铁屑、铜屑、硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、硼氢化钠等，常用的氧化剂有液氯、空气、臭氧等等。在实际操作中，应当考虑选择适当的氧化剂或还原剂，使生成物低毒或无毒，避免二次污染；同时价格便宜，易于取得；反应所需的pH不必太高或太低。目前化学氧化还原法一般用作废水处理的预处理方法使用。电化学还原法电化学还原法是溶液与电源的正负极接触并发生氧化还原反应的方法。当对重金属废水进行电解时，废水中的重金属离子在阴

31、极得到电子而被还原。这些重金属或沉淀在电极表面或沉淀到反应槽底部，从而降低废水中重金属含量。这种方法消耗能量大，适合于重金属浓度较高的废水。5.1.2 物理化学法 溶剂萃取法溶剂萃取法是分离和净化物质常用的方法。由于液-液接触，可连续操作，分离效果较好。使用这种方法时，要选择有较高选择性的萃取剂，废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在。要求在萃取操作时注意选择水相酸度，尽管萃取法有较大优越性，然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大，使这种方法存在一定局限性，应用受到很大的限制。 吸附法吸附法是应用多孔吸附材料吸附处理废水中重金属的一种方法，传统吸附剂是活性碳，活性碳有很强吸附能力，

32、去除率高，但价格贵，应用受到限制。它比表面积大，多孔结构，因此吸附废水中重金属离子的效果好，不仅吸附量大、速度快、效率高(最高去除率可达99%以上)，而且操作简单，可以循环利用。 离子交换法离子交换法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法。已应用的离子交换剂有离子交换树脂、沸石等。离子交换是靠交换剂自身能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子交换来实现的。推动离子交换的动力是离子间浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和能力，多数情况下离子是先被吸附，再被交换，具有吸附、交换双重作用。目前这种材料的应用越来越多。5.1.3 生物化学法生物絮凝法利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一

33、种除污方法。微生物絮凝剂是由微生物自身产生的、具有高效絮凝作用的天然高分子物质，它的主要成分是糖蛋白、黏多糖、纤维素、蛋白质和核酸等。一般来讲，分子量越大，絮凝活性越高，线性结构的大分子絮凝效果较好，而支链或交联结构的大分子絮凝效果较差；处于培养后期凝剂产生菌，细胞表面疏水性增强，产生的絮凝剂活性也越高。用微生物絮凝法处理废水安全方便无毒 ，不产生二次污染 ，絮凝范围广 ，絮凝活性高，生长快，絮凝作用条件粗放，大多不受离子强度、pH值及温度的影响，易于实现工业化等特点。生物吸附法生物体借助化学作用吸附金属离子称为生物吸附，凡具有从溶液中分离金属能力的生物体或生物体制备的衍生物称为生物吸附剂。生

34、物吸附剂主要是菌体、藻类及一些细胞提取物。生物吸附剂具有来源广、价格低、吸附能力强、易于分离回收重金属等特点，目前已经被广泛应用。5.1.4对重金属处理方法的评价 在化学法中，中和沉淀法是常用的处理废水方法；硫化物沉淀法与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低，而且反应的pH值在79之间，处理后的废水一般不用中和硫化物沉淀法的缺点是：硫化物沉淀物颗粒小，易形成胶体；硫化物沉淀剂本身在水中残留，遇酸生成硫化氢气体，产生二次污染；铁氧体共沉淀法的优点是可一次去除废水中多种重金属离子，形成的沉淀颗粒大，容易分离，颗粒不会再溶，不会产生二次污染，而且形成的沉淀

35、物是一种优良的半导体材料，但是这种方法在操作过程中需要加热到70左右，或更高，并且在空气中慢慢氧化，因此操作时间长，消耗能量多；化学还原法在实际操作中，应当考虑选择适当的氧化剂或还原剂，使生成低毒或无毒，避免二次污染；同时价格便宜，易于取得；反应所需的pH不必太高或太低。目前化学氧化还原法一般用作废水处理的预处理方法使用。电化学还原法消耗能量大，适合于重金属浓度较高的废水。 在物理化学法中，溶剂萃取法液-液接触，可连续操作，分离效果较好。离子交换法是靠交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子交换来实现的。推动离子交换的动力是离子间浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和能力，

36、多数情况下离子是先被吸附，再被交换，具有吸附、交换双重作用。 在生物化学法中，生物絮凝法处理废水安全方便无毒 ，不产生二次污染 ，絮凝范围广 ，絮凝活性高，生长快，絮凝作用条件粗放，大多不受离子强度、pH值及温度的影响，易于实现工业化等特点。此外，微生物可以通过遗传工程，驯化或构造出具有特殊功能的菌株，因而微生物絮凝法具有广阔的应用前景；生物吸附法具有来源广、价格低、吸附能力强、易于分离回收重金属等特点，目前已经被广泛应用。 5.2乙炔工序废水处理乙炔工序产生电石渣浆废水的主要成分为，大部分以悬浮状态存在，经沉淀后，上清液中含量可降至500-1800mg/L，去除率可达99%以上。电石渣浆澄清

37、液回收利用是将电石渣浆经絮凝沉降和板框压滤机脱水后，澄清液返回乙炔发生器，由于每吨电石水解反应消耗大约0.5t水，电石渣浆絮凝沉降、过滤脱水以及澄清液冷却过程系统损失等，乙炔发生过程是亏水系统，需要不断补充新鲜水。电石和水反应产生大量的电石渣浆水，进渣浆浓缩池，排出含、硫化物的清水，经泵送入冷却塔冷却到30-40，将冷却清水泵送入乙炔发生器重复利用，不足部分补充新鲜水。5.2.1对乙炔工序废水处理的评价经过上述工艺处理后的废水全部回收利用，实现电石渣废水的闭路循环，减少了污染物的排放。采取这一措施，避免了输送过程中对管道的腐蚀和堵塞，减少了维护管道的难度，而且减少了排放电石渣数量，其工艺可行。

38、5.3氯碱装置废水处理氯碱界区废水由管接入PVC界区废水处理装置。氯碱界区废水由总管引入机械格栅再进入调节池。氯碱废水调节池安装潜水搅拌机，防止污泥沉积。在中和池1进口用计量泵投加盐酸进行中和反应，在中和池2继续进行均质处理，在絮凝池由加药计量装置投加氯化铁、PAM进行絮凝反应，经沉淀池沉降后进入曝气池。污泥进入污泥处理系统。曝气池、次氯酸钠反应池作为过渡水池，出水自流进入中间水池，由二级水泵打到砂滤器进行过滤后达到排放标准;砂滤器反洗水回调节池。如果排放，则通过排放管网排放;如果回用，则进入清水池，用回用水泵打到回用管网。污泥池、污泥泵、带式压滤机及其配套设施作为污泥处理设备，其能力可以满足

39、要求。污泥干化后运渣场。5.4 污水处理流程废水由PVC界区排水总管自流进入调节池，经一级泵打入一体化净水器，同时在一级泵后端经加药装置、计量泵、管道混合器加入硫酸亚铁溶液、PAM溶液，然后进入一体化净水器，污水经过反应、沉降、氧化，出水自流入过滤池，经过滤后自流入中间水池进行pH中和。一体化净水器产生的污泥自控排入污泥处理系统，经污泥泵打入沉降式离心脱水机干化后自动卸泥，运往渣场定点填埋；过滤池自控反洗水返回调节池。污水加入硫酸亚铁溶液后的反应方程式:以上工艺流程采用的是目前运用成功的化学絮凝法，主要利用与化学反应，生成沉淀。由于颗粒极细，故必须投加助凝剂PAM助凝，并经斜板沉淀池才能沉淀这

40、种悬浮物，为了保证COD达标，所以在沉淀池后设氧化池。通过投加次氯酸钠加之低强度鼓风曝气，搅拌与催化氧化而达到目的;再经过滤后使出水达到活性炭过滤装置对进水水质的要求。用计量泵往中间水池加入31%浓度的盐酸(专用管道送到污水处理站)，调节pH 值到79，在池底用空气搅拌器搅拌，盐酸的投加量由设置在池中的pH在线检测仪控制。二级泵将污水从中间水池打入一级并联活性炭装置进一步处理后排入监护池，池中设有COD在线检测仪和电导率在线检测仪，如监护池中污水COD和电导率超标时将报警，由监护泵返回调节池。调节池内的废水经水泵提升进入气浮装置。通过加药气浮去除部分悬浮物和部分有机物，降低后续生化处理的负荷。

41、气浮出水直接进入厌氧反应池，水解酸化池内置大量填料。由于生产用水为脱盐水，缺少微生物代谢需要的营养物质，所以需向厌氧中补充部分营养盐。水解酸化池的功能主要是提高B/C值。经过水解酸化的废水进入接触氧化池，接触氧化池分为三段，在不同阶段可以产生不同的优势菌种，有利于不同性质污染物的去除;接触氧化池的处理目标是把主要污染物降解到二级排放水平，预计COD可以达到120mg/L以下，氨氮可以达到15mg/L以下。接触氧化池出水进入MBR 好氧池，MBR好氧反应可以高效降低水中的有机污染物。由于残留的COD都是难于降解的，MBR的目标就是降解这些有机物，并充分利用MBR的去除氨氮的特性降低水中氨氮的水平

42、。经过MBR处理后，浊度小于1，悬浮物小于1mg/L，出水清澈透明。经过MBR的水进入回用水池，在回用水池中加入含氯消毒剂(如)，用水泵提升实现回用。气浮浮渣、厌氧处理和好氧处理的剩余污泥进入污泥处理系统。污泥经脱水后，泥饼外运。第6章 污水设备及工艺流程图6.1污水设备及计算6.1.1调节池为了使管渠和构筑物正常工作，生产过程排放的水量和水质变化较大的工业废水，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。对于有些反应，如厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可

43、考虑兼有沉淀、混合、加药、中和预酸化等功能。在本工艺中，调节池主要是用来调节水量和酸碱性。调节时需对池内废水进行混合，本工艺采用机械搅拌混合方法。调节池在结构上可分为砖石结构、混凝土结构、钢结构。目前常用的是利用调节池特殊的结构形式进行差时混合，即水力混合。主要有对角线出水调节池和折流调节池。本工艺选择对角线出水调节池。对角线出水调节池的特点是出水槽沿对角线方向设置，同一时间流入池内的废水，由池的左右两侧，经过不同时间流倒出水槽。从而达到自动调节、均和的目的。为防止废水在池内短路，可以在池内设置若干纵向隔板。其空气量为1.53m3/(m2.h)。调节池有效水深为1.52m，纵向隔板间距为11.

44、5m。调节池应用：工业废水预处理。调节池作用：对水量和水质的调节，调节污水pH值、水温，有预曝气作用，还可用作事故排水。分类：水量调节池和水质调节池。有机废水进入调节池，当调节池水位到调节池出口阀处时，用中阀调节流量，开大中阀，反之关小中阀，使调节池水位始终在溢流口至中阀处来回波动，以调节系统流量和质量的稳定。在调节进水口处根据pH值和分析水体的营养情况投加氨水和磷酸二氢钠，补充N、P。调节池的计算调节池的体积V(m3)取调节池有效水深H取2m则面积为()取池宽为45 m，则调节池池长(m)调节池有效水深取2，面积为3000，取池宽为45m，池长为67 m。6.1.2调节池中的中和处理用化学去

45、除废水的酸或碱，使pH值达到中性左右的过程称为中和。处理酸、碱的碱或酸称为中和剂。酸性废水的中和方法有利用碱性废水或废渣进行中和、投加碱性药剂及通过中和性能的虑料过滤。碱性废水的中和方法有利用酸性废水或碱性废渣进行中和，投加酸性药剂等。投加中和法是酸碱废水中和处理使用最广泛的一种方法，碱性药剂有石灰、石灰石、苏打、苛性钠等，酸性废水中和处理常用的药剂是石灰。由于本工艺中废水pH值24，而处理后的pH值要求为69，则需投加碱性物质NaOH和的混合液。6.1.3水解池水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非

46、溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解主要用于低浓度难降解废水的预处理。在水解池的进出量和处理效率都达到设计要求以后进水量小于150m3/h，温度2030，进水pH5.08.5，出水pH6.08.0。水解池低的排泥，水解池底部锥底积泥由排泥管通过蝶阀经排泥沟排至污泥收集池，排泥有二种方法：a、连续排泥：当消化污泥量较大时，可将排泥阀稍开，连续排出，但要控制排泥量，不要将水排到污泥收集池，以免增加污泥浓缩池负荷。b、间断排泥：每四小时开排泥阀一次，排至无污泥

47、为止。水解池容积的计算=150×10=1500(m3)式中：水解池废水进入流量，一般取120-150；水解池停留时间，一般不低于10。6.1.4曝气池曝气池利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。曝气方法主要有鼓风曝气和机械曝气。本设计使用的为鼓风曝气。鼓风曝气又称压缩空气曝气，主要由曝气风机及专用曝气器组成。常用罗茨鼓风机和离心式鼓风机。罗茨鼓风机适用于中小型污水厂，但噪声大，必须采用消音、隔音措施；离心式鼓风机噪音小，且效率高，适用于大中型污水厂，本设计主要使用离心式鼓风机。采用这种方法的曝气池

48、，多为长方形混凝土池，池内用隔墙分为几个单独进水的隔间，每一隔间又分成几条廊道。污水入池后顺次在廊道内流动，至另一端排出。空气是用空气压缩机通过管道输送到设在池底的空气扩散装置，成为气泡弥散逸出，在气液界面把氧气溶入水中。当曝气池填料挂好活性污泥时，污水出现较多的钟虫、累枝虫和盖纤虫等微生物时，就可投入正常运行。根据pH值，用片碱中和，控制pH值在6.58.0范围内。启动污水泵向水解池送水，控制流量，开始以设计流量的10%20%加入，带出水至COD少于100以下时，继续每次按设计流量的10%20%增加，直到达到设计流量为止。根据溶解氧的测定，控制鼓风机的空气量，曝气池中不溶解氧浓度为3.56.

49、0，曝气池出口溶解氧为2。根据污水COD、N、P的测定，向曝气池投加营养物，调整营养物比例COD:N:P=200:5:1，氮营养物可以在调节池加，磷也可以直接倒入水解池中。根据曝气池测定的混合物悬浮物固体MLSS或称混液浓度，采取排泥或补泥措施，MLSS含量应控制在15003000为宜，若浓度过低，可由二沉池污水回流泵调节，减少高水解池输送的流量，等于向曝气池补充了悬浮物，MLSS含量只要不发生污泥膨胀，高一点对去除COD有利，若太高会产生污泥膨胀，应从曝气池多排去一份污泥。曝气池体积的计算=(m3)式中：微生物平均停留时间，；曝气池水平流速一般取0.080.12ms；曝气池进水的平均值，；经

50、曝气池处理后的出水溶解性值，一般取6.2；合成系数，；微生物浓度，；内源代谢系数，。（注：、是已知的，和值可通过试验或经验选定。）6.1.5沉淀池沉淀池池体平面为矩形，进口设在池长的一端，一般采用淹没进水孔，水由进水渠通过均匀分布的进水孔流入池体，进水孔后设有挡板，使水流均匀地分布在整个池宽的横断面。沉淀池的出口设在池长的另一端，多采用溢流堰，以保证沉淀后的澄清水可沿池宽均匀地流入出水渠。堰前设浮渣槽和挡板以截留水面浮渣。水流部分是池的主体。池宽和池深要保证水流沿池的过水断面布水均匀，依设计流速缓慢而稳定地流过。池的长宽比一般不小于4，池的有效水深一般不超过3米。污泥斗用来积聚沉淀下来的污泥，

51、多设在池前部的池底以下，斗底有排泥管，定期排泥。沉淀池有各种不同的用途。如在曝气池前设初次沉淀池可以降低污水中悬浮物含量，减轻生物处理负荷在曝气池后设二次沉淀池可以截流活性污泥。此外，还有在二级处理后设置的化学沉淀池，即在沉淀池中投加混凝剂，用以提高难以生物降解的有机物、能被氧化的物质和产色物质等的去除效率。回流泵是保证曝气池污泥回流和控制曝气池悬浮物浓度用的，维持正常的污泥浓度，是保证运行负荷和污泥性质正常的必要条件，曝气池污泥浓度一般为15003000，回流泵出口有两条管线，一条通往曝气池作回流用，另一条通往水解池，以消除和排泥用，改管线装有流量计，根据曝气池的污泥浓度控制排出污泥的量来保

52、证曝气池的最佳污泥浓度。通往水解池的污泥流量一般控制在525 m3/h。根据曝气池污泥浓度而定。沉淀池的计算沉淀池的表面积A式中：最大设计流量，（一般取120150）；表面水力负荷，初沉淀池一般取1.53，二沉池一般取12。沉淀区有效水深式中：沉淀时间，初沉池一般取12，二沉池一般取1.52. 5沉淀区的有效水通常取23。沉淀区有效容积沉淀池长度L式中：最大设计流量时的水平流速，一般不大于5 mm s。初次沉淀：=4091=2.2×1.5=3.3m=4091×3.3=13500二次沉淀池：=6000=1.5×2=3m=6000×3=180006.1.6污

53、泥浓缩池 作用：通过污泥重力沉淀降低污泥含水率和减少污泥体积。由水解池排出的污泥，进入收集槽，污泥收集池装有液位控制器，将污泥泵出口阀切换至需要装料的污泥浓缩池中，收集池中的污泥将会自动打入污泥浓缩池中，观察污泥浓缩池的溢流管，若已有污泥排出，应切换至另一个污泥浓缩池中。浓缩池间歇操作，浓缩池装料完毕后，停留12小时，在浓缩池的侧面，在不同的高度装有排液管，自上而下逐个打开，放出上不清液，若遇有污泥排出，就可关闭阀门。下部浓缩污泥由底部蝶阀送往污泥脱水机系统进行压滤，全部排出。 浓缩池的计算有机废水处理厂的剩余活性污泥量为240，含水率99.3%，泥温20，要求含固体率达到4%，压力溶气罐的压

54、力为3。浓缩池面积A污泥负荷取75，污泥密度为1000()6.2 污水处理工艺控制指标 pH值：有机废水送至污水站调节池，在中和池进过pH值分析，投加片碱，是进入系统的pH有机废水pH控制在5.08.5。 进水量：进入处理系统的进水量在吸水井不易流的情况在控制在80150 m3/h。 营养盐：磷酸二氢钠和氨水投加量根据水中化分析的水体营养程度进行及时投加。 曝气量：已接触氧化池表面能均匀曝气为准，氧化池曝气压力控制在0.030.042MPa。 进水中SS-浓度应30，否则可能对生物系统中产生不利影响，可采用在中和池投入铁屑来控制。 生物指示：曝气池出水镜检时出现活跃的原生动物及后生动物，否则预

55、示生物处理系统超负荷运转状态。 出水水质：pH69，COD100，BOD30，SS70，15。 污泥回流：竖流沉淀池中的污泥回流至曝气池和水解池内，可提高系统处理效果。6.3工业流程图第7章 对污水处理提出新方案由于水解池的处理效果不佳所以对其进行了技术改造，即在水解池中挂上填料并通入空气将其改成了曝气池，以达到提高污水处理效率，降低COD排放含量。7.1改造的简介云南云维股份有限公司污水处理站处理的污水主要是有机废水（合成、精馏、醇解、回收），热电分厂化水工序的塔釜、溢流水、洗涤水、树脂冲洗水、设备管路滴漏、洗塔水及树脂再生的废水，因此，废水水质水量的变化很大，组份也很复杂，废水中含有机物和无机物，其中无机物是Na2SO4、NaCLO、游离NaOH和活性炭，有机物是甲醇、乙醇、醛、丁烯醛、醋酸甲酯、醋酸异丙酯、醋酸钠、醋酸锌、还有微量的PAVC水解物。随着生产规模的扩大，污水处理能力已达不到要求，公司于1998年对原污水处理站进行了一次