Study on the Pretreat Process of High Concentration Chemical Waste Water
摘要：本文通過對高濃度化工廢水的預處理試驗，探索了混凝劑的種類和用量，驗證了處理工藝的可行性，使之達到符合生化處理的程度，為生產運行提供依據。
關鍵詞：化工廢水 預處理 混凝劑
武漢徑河化工廠是一個以生產合成橡膠等精細化工原料為主的國有小型化工 企業 ，該廠產生的廢水主要源於：①生產塑解劑SJ-103車間的洗滌水和生產車間地坪沖洗水；②生產增塑劑A車間洗滌水和生產車間地坪沖洗水，總水量為18m3/d。這些廢水中BOD5、COD、油脂類等多種污染物超標，給受納水體造成了嚴重污染，故對其治理很有必要。受徑河廠處理工程設計單位武漢鋼鐵設計院的委託，我們對該處理系統進行了中試，以驗證處理工藝的可行性和可靠性。中試過程中，探索了預處理採用何種藥劑及劑量 問題 ，獲得了相關的定性定量 分析 數據。本文僅就中試過程中預處理部分予以介紹.至於生化處理部分將另文介紹。
1 廢水性質與處理工藝
經現場勘察及水樣檢測，徑河廠廢水水質見表1
表1 徑河化工廠生產廢水水質分析
分類 | 塑解劑車間廢水 | 增塑車間廢水 |
BOD5(mg/l) | 600～700 | 2000～3000 |
COD(mg/l) | ～30000 | 3000～7000 |
BOD5/CODCr(%) | 2.3 | 43～66 |
ss(mg/l) | 60～100 | 100～150 |
pH | 1.3～2.5 | 6.5 |
水溫(℃) | —— | 80 |
該廠廢水屬混合性，表現出：①廢水性質複雜(經檢測水中含六氯苯、NaHs、DMF等化工物質)；②COD含量遠高於一般廢水；③顯酸性，須中和後方能進行生化處理；④BOD5值偏高；⑤色度、SS不高。據此性質，要求採用生化處理法為主的組合處理工藝，以達到處理要求。武鋼院提出了「物化＋生化＋物化」的組合處理工藝。其流程圖如下：
圖1 組合工藝流程圖
該處理系統採用—好氧生物膜技術，結合物化的組合工藝，使整個系統的處理效率、穩定性、適應性及抗衝擊負荷能力高於一般生化處理工藝[1]。
對調節後的原水進行生化處理是本工藝的關鍵。為能得到相關工藝參數，按武漢鋼鐵設計院設計的處理工藝，我們製作了試驗裝置。其流程見圖2
圖2 試驗裝置流程圖
試驗裝置按武鋼院設計的處理工藝做了比例縮小，試驗參數參照設計參數進行，實驗廢水為武漢徑河廠廢水或按比例加自來水稀釋作為進水，試驗進水水質調節為：
表2 試驗水質表
分類 | 原水 | 稀釋後水 |
BOD5(mg/l) | 1500～2100 | 500～800 |
CODCr(mg/l) | 8500～9500 | 2500～3500 |
SS | —— | 100～200 |
pH | 5.5～6.0 | 6.0～6.7 |
2 石灰預處理
在試驗開始階段，考慮採用A/O工藝處理化工廢水,未投加混凝劑.試驗過程中，由於進水pH值較低，水質複雜，水樣CODCr值偏高，考慮投加混凝劑。
投加混凝劑可以使廢水中帶負電的膠體雜質起壓縮擴散層及電中和作用,在膠體雜質微粒之間起粘結架橋作用,以及使其自身形成氫氧化物絮狀體，在沉澱中對水中膠體雜質起吸附卷帶作用。其中，以粘結架橋作用為主。從而使原水COD值下降，色度、SS值降低，減少後續處理難度。對於此次 工業 廢水還需針對生化處理工藝所需pH值加以調節。對各種混凝藥劑進行相關技術、 經濟 分析比較，並考慮用戶需求後，決定採用石灰為預處理藥劑。選取原因為：①石灰貨源充足，價格低廉；②有成熟使用經驗，易配製；③石灰呈鹼性，可調節原水pH值；④石灰有良好凝聚吸附性能，可有效去除原水COD值；⑤生成絮凝體密實、沉澱快，易與水分離[3][4]。為精確計量處理效果，採用分析純Ca(OH)2。
2.1 試驗裝置及材料
裝置：A/O固定床生物膜處理系統(反應器採用有機玻璃，圓形反應器規格Φ200×1500mm；圓形好氧反應器規格Φ150×1700mm，內裝YDT立體彈性生物填料)、1000ml量筒，攪拌裝置、哈希COD儀、DR/2010分光光度計，YSI55DO儀、奧利龍818pH測試儀等。材料：分析純Ca(OH)2。
2.2 試驗過程
在原水或按1:2比例與自來水稀釋後的水中，投加不同數量的Ca(OH)2，快速攪拌混合1～1.5min，使廢水中的膠體顆粒脫穩聚集；降低轉速，慢速攪拌反應3～5min，然後靜沉30min。在反應階段，由聚集作用所形成的絮體在接觸絮凝作用下，與廢水中原有微粒結成了白色絮狀物質，並開始下沉。取水樣檢測pH與CODCr。
2.2.1 原水直接投加Ca(OH)2試驗
如前述，兩車間進水混合後pH=6，CODCr=8500～9500,若能直接投加Ca(OH)2混合，不僅可減少後續處理負擔，還能減少調節用水量。
表3 原水直接投加Ca(OH)2試驗
原水(L) | 添加Ca(OH)2 (mg/L) | pH | 進水CODCr (mg/L) | 出水CODCr (mg/L) | η去除率 (%) |
1 | 0 | 6.03 | 9300 | —— | —— |
1 | 400 | 6.86 | 9300 | 7900 | 15.1 |
1 | 500 | 6.81 | 9300 | 7700 | 17.2 |
1 | 600 | 7.10 | 9300 | 7400 | 20.4 |
1 | 1000 | 7.25 | 9300 | 7000 | 24.7 |
1 | 1500 | 7.51 | 9300 | 6500 | 30.1 |
註：水溫18.2℃～16℃
隨著投加量的增大，沉澱物增多，原水色度降低、變清、去除COD率可達30%左右，但經多次試驗仍難保證既將廢水COD值降至符合生化處理要求，又能使廢水PH值也適應生化處理工藝(pH>8,對A/O法不利)。因此，直接向原水投加Ca(OH)2是不大可能同時滿足上兩項要求的。我們改用對原水稀釋後，再進行預處理。
2.2.2 稀釋水投加Ca(OH)2預處理
表4 投加Ca(OH)2預處理
項目 序號 | 水量 (L) | 投加Ca(OH)2 (mg/L) | pH | COD進 (mg/L) | COD出 (mg/L) | η去除率 (%) |
1 | 1 | 0 | 6.3 | 3450 | —— | —— |
2 | 1 | 20 | 6.71 | 3450 | 3250 | 5.80 |
3 | 1 | 40 | 6.80 | 3450 | 3110 | 9.86 |
4 | 1 | 50 | 6.88 | 3450 | 3050 | 11.58 |
5 | 1 | 100 | 6.90 | 3450 | 2970 | 13.83 |
6 | 1 | 150 | 6.95 | 3450 | 2770 | 19.62 |
7 | 1 | 200 | 7.13 | 3450 | 2500 | 27.44 |
註：1.水溫14.4℃～18℃。
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