高濃度樹脂生產(chǎn)廢水處理工藝的設(shè)計
1樹脂生產(chǎn)廢水概況
1．1樹脂生產(chǎn)廢水水質(zhì)
實驗廢水取自聯(lián)成化學(xué)有限公司二期工程樹脂生產(chǎn)過程中的廢水(水質(zhì)見表1進(jìn)水)，平均水量為15mVd，最高峰水量為1mS／h，工藝設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)。
1．2樹脂生產(chǎn)廢水特性及水質(zhì)分析
從廠方提供的水質(zhì)報告可知。生產(chǎn)原料主要包括苯酐、順酐、乙二酸、苯乙酸單體、二甲苯、大豆油、二乙二醇、丙二醇、甘油、正丁醇等。該廢水有機(jī)物濃度高，組成復(fù)雜，含有大量抑制生物生長的物質(zhì)，不宜直接使用生化法處理。
在對該廢水小試后發(fā)現(xiàn)，該廢水具有以下特點：(1)原水的色度低、SS小，廢水中的污染物基本以溶解性物質(zhì)為主，但是經(jīng)過還原法處理后，廢水的色度變深，產(chǎn)生大量的懸浮物：(2)原水含有刺激性氣味，但經(jīng)過催化氧化后氣味改變；(3)直接用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．5%的過氧化氫氧化。處理效果不明顯，因此不可直接用氧化法處理。
2樹脂廢水處理工藝
2．1處理方法分析
由于不能直接使用生化法，因此只能先用物化法進(jìn)行預(yù)處理，然后用生化法深度處理。對于此類難降解樹脂廢水。催化氧化法和微電解法是兩種很好的預(yù)處理方法。
(1)催化氧化法是利用催化劑改變氧化劑對有機(jī)物的氧化速度。使氧化反應(yīng)更溫和、更快地完成。氧化劑在催化劑的作用下可產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的基團(tuán)
或離子如HO·等，去攻擊廢水中的有機(jī)物[1]。HO·的氧化還原性極強(qiáng)，它在降解廢水時具有以下特點：1)HO-是高級氧化的中間產(chǎn)物，作為引發(fā)劑誘發(fā)后面的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。可使難降解的物質(zhì)開環(huán)斷鏈變成低分子或易生化物質(zhì)；2)HO-幾乎可與任何污染物發(fā)生反應(yīng)，特別適合成分復(fù)雜的廢水；3)HO·的生成是一種物理化學(xué)過程，很容易控制，以滿足各種處理要求；4)反應(yīng)條件溫和[2]。多相催化氧化也即非均相催化氧化。降解水中有機(jī)物的原理實際上是在裝有固體催化劑的反應(yīng)器中。將廢水中的污染物和氧化劑分子擴(kuò)散到催化劑表面的活性中心而被吸附，然后污染物和氧化劑分子在催化劑表面上發(fā)生催化氧化反應(yīng)。最后產(chǎn)物解離脫附返回液相主體的過程。
(2)微電解法的原理是利用鐵屑中的鐵與石墨組分構(gòu)成微電池的負(fù)極和正極,以充入的污水為電解質(zhì)溶液,在偏酸性介質(zhì)中，正極產(chǎn)生具有強(qiáng)還原性的新生態(tài)氫用來還原重金屬離子和有機(jī)污染物。負(fù)極生成具有還原性的亞鐵離子。鐵離子、亞鐵離子經(jīng)水解、聚合形成的氫氧化物聚合體以膠體形式存在，它具有沉淀、絮凝吸附作用，能與污染物一起形成絮體、產(chǎn)生沉淀。應(yīng)用微電解法可去除廢水中部分色度和有機(jī)物．并提高廢水的可生化性。增加生物處理對有機(jī)物的去除效果[4]。
2．2處理工藝分析
樹脂廢水中含有大量的芳香烴類雜環(huán)化合物。常溫常壓催化氧化工藝無法將這些復(fù)雜的有機(jī)物一步降解成二氧化碳和水，因此可采用兩級混合催化氧化工藝。達(dá)到最終開環(huán)斷鏈的效果。如對于復(fù)雜的芳香烴類物質(zhì)。可先將其轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)簡單的芳香烴類(如：苯甲酸、苯胺等)，然后再進(jìn)行氧化使其開環(huán)形成易降解的物質(zhì)，并最終降解成無害物質(zhì)排放。經(jīng)過催化氧化工藝和微電解降解后COD。去除率>80%。B／C提高至0-3以上，可完全滿足生物降解的條件[5]。接著用生化降解法進(jìn)一步處理，可使CODcr降低達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.3處理工藝流程
根據(jù)以上的分析。最終確定了該高濃度樹脂廢水的處理工藝流程
2．4工藝流程說明
廢水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量的均衡．然后進(jìn)入預(yù)曝氣裝置。在此裝置中利用原廢水酸度大的特性加入適當(dāng)過渡金屬和氧化劑進(jìn)行反應(yīng)，初步降解水中污染物。
經(jīng)過預(yù)曝氣的廢水在pH自動控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)pH>7。同時在此階段加入石灰和PAN進(jìn)行沉降處理，經(jīng)過處理后，出水CODcr的去除率約為40%，且經(jīng)過預(yù)曝氣后水中有機(jī)物結(jié)構(gòu)有所改變。沉淀裝置出水加入適當(dāng)輔助催化劑后進(jìn)入多相催化反應(yīng)器，在固體催化材料的協(xié)同下．完成第一步催化氧化，此過程中約有20%的CODcr被降解。多相催化氧化出水在進(jìn)入均相催化氧化之前先固液分離后再將pH調(diào)節(jié)到3左右進(jìn)行微電解反應(yīng)。大量的有機(jī)物析出并分離出來，此過程中有約
40%的CODcr被降解。微電解的出水再進(jìn)行酸性條件下的均相催化氧化。在pH調(diào)節(jié)過程會生成酸性環(huán)境下的不溶解性固體，此過程中約有20%的COD。被降解。均相催化氧化出水經(jīng)過pH調(diào)節(jié)和固液分離后，CODcr<25000mL，廢水可生化性明顯提高？芍苯舆M(jìn)入兩級串聯(lián)的UASB系統(tǒng)．出水稀釋后經(jīng)A／O生化系統(tǒng)處理，最終出水CODcr<500mg／L，達(dá)到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。
3結(jié)論
對高濃度樹脂廢水的處理進(jìn)行了試驗研究，確定處理工藝為“一級催化氧化+微電解+二級催化氧化+組合生化系統(tǒng)”。
(1)催化氧化可大幅度降低廢水的CODcr，去除率在30%左右，且提高了廢水的可生化性，有利于后續(xù)的生化反應(yīng)。
(2)微電解反應(yīng)后，廢水的可生化性明顯提高，這主要是由于在微電解的過程中產(chǎn)生的新生態(tài)氫和亞鐵離子具有較強(qiáng)的還原性，能與廢水中的難降解有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，破壞其化學(xué)結(jié)構(gòu)。從而提高了其生物的可降解性。
(3)UASB法是目前處理高濃度有機(jī)廢水的主流工藝，可有效去除廢水中的CODcr，再輔以A／O工藝，最終使得該種樹脂生產(chǎn)廢水的出水CODo<500mg／L。達(dá)國家三級排放標(biāo)準(zhǔn)。
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