高盐选矿药剂生产废水处理工程实例陈洪砚

高盐选矿药剂生产废水处理工程实例陈洪砚1，陈翰2，徐连华3，王侨2(1．铁岭市环境保护科学研究院，辽宁铁岭112000;2．哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室，黑龙江哈尔滨150090;3．铁岭选矿药剂有限公司，辽宁铁岭112000)摘要:选矿药剂生产废水具有硫化物高、含盐量高、有机物浓度高等特点，沈阳市某企业采用具有源水混合稀释的曝气脱硫－A/O组合工艺对高盐选矿药剂生产废水进行处理。结果表明，高浓度选矿药剂生产尾液与厂区其他废水混合稀释后，在平均进水COD为2638．4mg/L、NH+4－N为65．4mg/L、S2－为92．4mg/L的情况下，稳定后处理出水平均COD为219．1mg/L、NH+4－N为27．6mg/L、S2－为0．5mg/L，去除率分别高达91．70%、57．80%和99．46%。该组合工艺有效避免了高盐、高硫等不利因素对生化处理的负面影响，出水水质可稳定满足辽宁省《污水综合排放标准》(DB21/1627—2008)中排入城镇污水处理厂收集管网系统的标准，具有处理效果稳定、运行管理简便等优势。关键词:选矿药剂生产废水;高盐废水;硫化物;曝气脱硫;A/O工艺中图分类号:X703．1文献标识码:C文章编号:1000－4602(2017)16－0110－04TreatmentProjectofWastewaterfromHighSalinityBeneficiationＲeagentsProductionCHENHong-yan1，CHENHan2，XULian-hua3，WANGQiao2(1．TielingMunicipalＲesearchInstituteofEnvironmentalProtection，Tieling112000，China;2．StateKeyLaboratoryofUrbanWaterＲesourceandEnvironment，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090，China;3．TielingFlotationＲeagentsCo．Ltd．，Tieling112000，China)Abstract:Thewastewaterfrombeneficiationreagentsproductioncontainedhighlevelofsalinity，sulfideandorganicpollutants．Acombinedprocessofaerationdesulfurization-A/Owasemployedintheprojectofwastewatertreatmentfromthebeneficiationreagentsproductioninsomemineralchemistrypro-cessingplantinShenyang．Theresultsshowedthatafterthehighstrengthproductionwastewaterwasmixedwithotherkindsofwastewater，theaverageoriginalconcentrationsofCOD，NH+4－NandS2－wererespectively2638．4mg/L，65．4mg/Land92．4mg/L．Aftertreatmentviathecombinedprocess，theav-erageeffluentconcentrationsofCOD，NH+4－NandS2－afterstableoperationwere219．1mg/L，27．6mg/Land0．5mg/L，therelativefinalremovalratesreached91．70%，57．80%and99．46%．TheeffluentqualitycouldreachthedemandofdischargingintomunicipalwastewatertreatmentplantsinIntegratedWastewaterDischargeStandardofLiaoningProvince(DB21/1627－2008)．Thenegativeimpactsofhighsalinityandsulfideconcentrationsonthemicroorganismsactivitywasavoidedinthecombinedprocess，sotheprocesshadadvantagesincludingoperationstabilityandconvenience．Keywords:wastewaterfrombeneficiationreagentsproduction;highsalinitywastewater;sul-·011·第33卷第16期2017年8月中国给水排水CHINAWATEＲ＆WASTEWATEＲVol．33No．16Aug．2017fide;aerationdesulfurization;A/Oprocess选矿药剂生产废水具有高含盐量、高硫化物和高COD等特点，一般针对盐分的去除可采用物理法，如膜分离、蒸发等手段，但是受限于成本问题而导致其应用有限［1］，而高含盐量可能导致生物法中微生物活性与代谢方式受到抑制与干扰［2］。与此同时，高浓度硫化物可能导致金属管道的严重腐蚀和堵塞［3］，作为毒性物质其还对生化系统的微生物活性存在抑制［4］。1废水水质、水量沈阳市某矿物化工有限公司采用黄原酸盐为主要原料生产有色金属选矿药剂，其主要产品包括烷基黄原酸酯类药剂和烷基硫氨酯类药剂等，选矿药剂生产废水量为3m3/d。该单位废水处理站的处理规模为30m3/d，为降低废水处理难度，通过引入厂区生活污水、地面清洗水等其他低浓度废水对高浓度生产尾液废水进行混合稀释，改善废水生化处理可行性，混合废水中高浓度生产尾液与其他低浓度废水的比例为1∶9。该废水处理站出水水质执行辽宁省《污水综合排放标准》(DB21/1627—2008)中排入城镇污水处理厂收集管网系统的标准。选矿药剂生产尾液水质、混合后废水水质和排放标准见表1。由表1可知，选矿药剂生产尾液中的Cl－、S2－等浓度极高，含盐量高达8%～10%，这都导致微生物活性受到抑制而难以通过常规生化工艺进行处理。废水混合后各污染物指标均显著下降;COD经稀释后浓度仍然较高，需采用厌氧－好氧组合工艺处理;氯化物含量经稀释后已达到排放标准，含盐量降至0．8%～1%左右，降低了含盐量对活性污泥的抑制;S2－含量仍需进一步去除，以降低对微生物活性的负面影响。表1废水水质与排放标准Tab．1Qualityofwastewateranddischargestandard项目COD/(mg·L－1)Cl－/(mg·L－1)S2－/(mg·L－1)pH值生产尾液25000～480008000～10000800～16008～9混合后废水2500～4800800～100080～1607～8排放标准≤300≤1000≤1—2废水处理工艺流程工艺流程如图1所示。图1废水处理工艺流程Fig．1Flowchartofbeneficiationreagentsproductionwastewatertreatmentprocess生产尾液和其他废水经管线收集后进入预曝气调节池使得水质与水量混合均匀，通过稀释作用大幅降低选矿药剂生产废水各污染物指标含量，缓解高盐废水对活性污泥生长与活性的抑制作用;经水泵提升后，混合废水进入脱硫曝气池，S2－在此被氧化为单质硫，随后进入沉淀池完成沉淀脱除，保护后续厌氧污泥与好氧污泥不受硫化物的抑制与干扰，同时有机污染物和氨氮在此阶段完成初步去除;随后废水自流进入厌氧池，通过水解酸化作用使得大分子和难降解有机物在此被转化为小分子和易降解有机物，提高废水可生化性，为好氧阶段有机物大幅去除提供良好基础;厌氧池出水自流进入好氧曝气池，大量有机污染物在此由好氧微生物进行降解转化，实现COD的大幅削减，同时少量残留S2－在此与空气充分接触产生单质硫沉淀实现进一步脱除;经好氧曝气处理后，泥水混合物进入沉淀池泥水分离，出水经管网进入城市污水处理厂;两个沉淀池中污泥浓液均部分回流至各自前端曝气池以保持曝气池适宜污泥浓度，剩余污泥进入污泥干化池脱水干化后外运。3主要构筑物与设备参数3.1预曝气调节池在预曝气调节池中选矿药剂生产尾液与其他废水按一定比例进行混合，通过预曝气实现水质水量·111·．watergasheat．com陈洪砚，等:高盐选矿药剂生产废水处理工程实例第33卷第16期混合均匀并可去除少量有机污染物。池体采用原有3．0m×6．0m铁罐改造制成，有效容积为35m3。铁罐内壁采用沥青与高分子防渗材料进行防腐蚀处理。3.2脱硫曝气池脱硫曝气池通过曝气氧化使S2－形成单质硫沉淀脱除以避免后续生化处理阶段受到高浓度硫化物抑制，同时一部分有机污染物与氨氮在此被好氧污泥转化去除。池体采用原有铁罐改造制成，共3个，单个铁罐之间采用100mm的PPＲ管相互连接，总有效容积为60m3，水力停留时间为2d。铁罐内壁采用沥青与高分子防渗材料进行防腐蚀处理。脱硫曝气池设罗茨风机2台，一用一备，单台风机风量为0．78m3/min，风压为49kPa，电机功率为2．2kW。3.3脱硫沉淀池脱硫沉淀池通过重力作用实现脱硫曝气池泥水混合液中单质硫沉淀、污泥浓液与废水的分离。池体由原有铁罐改造制成，尺寸为2．4m×4．5m，铁罐内壁采用沥青与高分子防渗材料进行防腐蚀处理。池体底部设有集污泥斗和污泥回流泵，按照一定比例进行污泥回流，保证脱硫曝气池中活性污泥适宜浓度，剩余污泥输送至污泥干化池进行干化处理。3.4厌氧池厌氧池通过水解酸化作用将大分子有机物转化为小分子有机物，降低了后续好氧阶段处理难度，提高了废水的可生化性，同时部分有机物在此阶段被去除。池体由原有的4个PE罐改造制成，PE罐之间采用150mm口径PE管相互连接，罐内装厚为2m的蜂窝斜管填料。池体总有效容积为60m3，水力停留时间为2d。3.5好氧曝气池好氧曝气池通过好氧微生物在曝气条件下的同化与异化作用实现有机物与氨氮等污染物的转化与去除。池体采用钢筋混凝土结构，共8池串联使用，总有效容积为240m3，水力停留时间为8d。好氧曝气池底部设有曝气管网架及盘式曝气器。好氧曝气池设罗茨风机2台，一用一备，风量为6m3/min，风压为29．4kPa，电机功率为5．5kW。3.6沉淀池沉淀池通过重力作用实现好氧曝气池混合液泥水分离。池体由原有钢筋混凝土沉砂池改建，尺寸为3．5m×3．0m×4．0m，池底设有集污泥斗及不锈钢污泥回流泵，按照一定比例进行污泥回流以保证好氧曝气池中活性污泥的浓度适宜，剩余污泥输送至污泥干化池进行干化处理。3.7污泥干化池污泥干化池通过蒸发作用降低剩余污泥含水率，实现污泥的脱水干化并制成干污泥外运。池体采用砖混结构，尺寸为3．0m×2．0m×1．0m。4工艺调试运行情况工艺启动初期，活性污泥来源于某污水处理厂剩余污泥，按比例将生产尾液与其他污水进行混合并注入各工艺池内，使混合后的废水各项水质指标大幅下降。闷曝阶段各曝气池有机物浓度变化见表2。表2闷曝阶段各曝气池有机物浓度变化Tab．2Changeoforganicsconcentrationsindifferenttanksduringaerationphasewithoutinflow取样点位贮水混合后COD浓度/(mg·L－1)闷曝3d后COD浓度/(mg·L－1)COD去除率/%脱硫曝气池1号2543176030．79脱硫曝气池2号2398168331．11脱硫曝气池3号2153148830．89好氧曝气池118074137．20由表2可知，经过不进水连续闷曝3d后，各曝气池COD去除率均可达到30%以上，说明活性污泥在闷曝期间经历了短暂的微生物驯化后对含盐废水缓慢适应，可降解一部分有机物，使得COD浓度下降。为改善活性污泥对含盐废水的