含甲醛等有机废水处理的方法高甲义

2018年第10期化学工程与装备2018年10月ChemicalEngineering&Equipment275含甲醛等有机废水处理的方法高甲义（江苏德邦工程有限公司，江苏南京211155）摘要：山东省某国企化工厂生产醇醚过程中产生的废水含甲醛、甲醇等有机物，COD浓度较高，处理难度较大，采用“芬顿氧化+生化处理+臭氧氧化+活性炭吸附”工艺，处理效果稳定，方法简便，运行经济，为化工企业有机废水处理提供了一种经济可行的技术路线。关键词：废水处理；甲醛；芬顿氧化；臭氧发生器；活性炭过滤器1装置能力设计处理能力：20m3/h污水处理装置系统设备为连续运行，年运行小时数要求大于8000小时。2设计条件2.1进水水质本项目的污水主要来自甲醛装置（930）、甲缩醛装置（931）、三聚甲醛和醇醚燃料装置（932/933）：甲醛装置：来自烟气洗涤塔及空气洗涤塔，平均水量3m3/h，昀大水量6m3/h，主要污染物为SS：200mg/l；甲缩醛装置：主要来自甲缩醛反应塔塔底废水，废水成分二乙二醇50mg/L，甲醇100mg/L，甲醛200mg/L，二甲氧基甲烷20mg/L，聚三乙二醇20mg/L，甲酸100mg/L，磺酸10mg/L。平均水量3.9m3/h，昀大水量4.8m3/h；三聚甲醛装置：排放的含盐废水经含盐废水处理装置（蒸发结晶）除盐处理后废水排至污水处理站，至污水处理站的水质为甲醛100mg/L，甲醇100mg/L，甲酸钠1000mg/L。平均水量4m3/h，昀大水量4.8m3/h。其余污水主要是地坪冲洗水及初期污染雨水(间歇进入)。2.2出水水质出水水质执行《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》（DB37/599-2006）一般保护区域标准及《关于批准发布山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准等4项标准修改单的通知》鲁质监标发[2011]35号标准。主要出水指标如下：COD60mg/L，氨氮10mg/L，BOD20mg/L，SS30mg/L，色度30倍，动植物油5mg/L，甲醛1mg/L。3废水处理方案说明3.1处理工艺流程生产废水→调节池→提升泵→芬顿氧化池→中和池→水解酸化池→一级接触氧化池→一级沉淀池→臭氧氧化池→二级接触氧化池→混凝、絮凝反应池→二级沉淀池→中间水池→提升泵→活性炭过滤器→清水池→达标排放沉淀污泥→污泥池→螺杆泵→板框压滤机→干泥外运3.2工艺流程说明a.污水首先自流进入调节池，调节水量水质，保证后续处理系统能够稳定、连续运行，停留时间6~8小时。b.再经泵提升至芬顿氧化池，将毒性较强和难生物降解的甲醛等有机物氧化为无毒及易生物降解的有机物。芬顿氧化投加适量双氧水、硫酸亚铁，pH调至2~4之间反应昀佳。双氧水投加简便，流程简单，操作稳定可靠，氧化性强，不产生二次污染。芬顿氧化池反应时间1~2小时。中和池投加适量碱（氢氧化钠），调PH值至6~9之间。中和池停留时间为0.5小时。c.出水进入水解酸化池，补充氮磷营养元素，使高分子、难降解的有机物分解成为小分子、易降解的有机物，内置组合式生物填料，促进微生物的附着生长。水解酸化池停留时间为8小时。采用活性污泥接种、驯化。d.水解酸化池出水进入一级接触氧化池，内置组合式生物填料，采用旋流式曝气器进行曝气，氧利用率高，使用寿命长。接触氧化法是利用附着在填料上的好氧菌分解有机物，使有机物变为二氧化碳和水。一级接触氧化池停留时间为8小时。气水比≥8:1。e.出水自流进入一级沉淀池，采用平流式沉淀，沉淀负荷为2m3/m2.h，停留时间为1.5~2小时。f.沉淀出水自流进入臭氧氧化池，停留时间为1.5~2小时。臭氧投加浓度为25~50mg/L。臭氧为强氧化剂，可将难生物降解的大分子有机物氧化为小分子、易生物降解的有机物。g.出水自流进入二级接触氧化池，内置组合式生物填料，采用旋流式曝气器进行曝气。二级接触氧化池停留时间为8小时。气水比≥8:1。h.混凝、絮凝反应池，通过投加PAC、PAM絮凝反应，进一步去除COD和SS，反应时间约0.5小时。采用斜管式沉淀池进行固液分离，沉淀时间2~4小时。沉淀污泥排至污泥贮池。i.中间水池污水停留时间为0.5~1小时，再采用立式离心泵提升至活性炭过滤器。采用活性炭过滤器对超标污染物质进行过滤、吸附处理，确保产水达标排放。过滤器定时或根据压差反冲洗，活性炭可用蒸汽再生或定期更换。过滤速度为8m/h。j.清水池停留时间为3~4小时，在线监测出水水质情况，确保出水达标排放，如不达标，再回流至调节池重新处DOI:10.19566/j.cnki.cn35-1285/tq.2018.10.115276高甲义：含甲醛等有机废水处理的方法理。清水池并提供活性炭过滤器的反冲用水量。k.污泥池有效容积为40~50立方米，储存浓缩沉淀池排出的污泥，上清液回流至调节池。污泥再经螺杆泵加压进入板框压滤机进行压滤脱水，干泥定期外运处置，压滤液回流至调节池。l.生化池顶采用玻璃钢罩收集处理池排出的臭气，经风管、引风机接至尾气处理塔，采用碱液循环淋洗及活性炭吸附工艺，尾气经处理后高空排放。4工艺参数及简述4.1调节池数量：1座水力停留时间：≥5h工艺尺寸：14×5×2m，有效高度1.5m，有效容积105m3形式：地下钢砼结构附属设备：（1）废水提升泵，为潜污泵，2台，1备1用，Q=20m3/h，H=15m，N=1.5kW（2）电磁流量计1套，DN65（3）穿孔曝气管1套，PVC（4）超声波液位计1套4.2强氧化池数量：1座水力停留时间：～3h工艺尺寸：3.5×2.75×5m，有效高度4.6m。形式：半地下钢砼结构附属设备：（1）立式搅拌机2套，N=0.75kW，材质：不锈钢。（2）在线pH计2套。（3）浓硫酸加药装置1套,含储罐V=0.5m3，材质碳钢，搅拌机（1台，N=0.37kW）、计量泵（1用1备,Q=50L/h，H=30m，N=60W）等。（4）双氧水加药装置1套，双氧水采用塑料吨桶经计量泵投加，计量泵2台/套，Q=50L/h，H=30m，N=60W。27.5%浓度的双氧水是强氧化剂，与有机物易发生爆炸，遇高温易分解，其投加装置应单独设置在密闭的房间内。（5）硫酸亚铁加药装置1套,含储罐V=0.5m3，材质PE，搅拌机（1台，N=0.37kW）、计量泵（1用1备,Q=50L/h，H=30m，N=60W）等。（6）烧碱液加药装置1套,含储罐V=0.5m3，材质PE,搅拌机（1台，N=0.37kW）、计量泵（1用1备,Q=50L/h，H=30m，N=60W）等。4.3水解酸化池数量：1座水力停留时间：8h工艺尺寸：10×3.5×5m，有效高度4.6m，有效容积160m3形式：半地下钢砼结构附属设备：（1）潜水搅拌机1台，N=0.85kW，材质：不锈钢（2）组合生物填料1套（3）氮磷营养液加药装置1套,含储罐V=0.5m3，材质PE,搅拌机（1台，N=0.37kW）、计量泵（1用1备,Q=50L/h，H=30m，N=60W）等。4.4一级接触氧化池数量：1座停留时间：8h单座尺寸：10×3.5×5m，有效高度4.6m，有效容积160m3容积负荷：0.8kgCOD/m3.d气水比：≥10:1形式：半地下钢砼结构附属设备：（1）φ260旋流曝气器，1批（2）组合生物填料1批（3）鼓风机2台，1用1备，风量5.43m3/min，风压0.5kgf/cm2，功率11kW4.5一次沉淀池数量：1座水力停留时间：1.5h工艺尺寸：3.5×2.75×5m沉淀负荷：2m3/m2.h形式：半地下钢砼结构附属设备：（1）污泥泵，为潜污泵，2台，1用1备，Q=10m3/h，H=10m，N=0.75kW。4.6臭氧氧化池数量：1座水力停留时间：2h工艺尺寸：3.5×2.75×5m形式：半地下钢砼结构配套：臭氧发生器及刚玉曝气器1批，采用氧气源，臭氧产量500g/h，昀大功率：3kW（可调），包含空压机、冷干机、制氧机等。4.7二级接触氧化池数量：1座停留时间：8h单座尺寸：10×3.5×5m，有效高度4.6m，有效容积160m3容积负荷：0.4kgCOD/m3.d气水比：≥10:1形式：半地下钢砼结构附属设备：（1）φ260旋流曝气器1批（2）组合生物填料1批（3）混合液回流泵，为潜污泵，2台，1用1备，Q=40m3/h，H=10m，N=2.2kW4.8混凝、絮凝反应池数量：1座（分2格）水力停留时间：0.5h工艺尺寸：3×1.5×3m，有效容积10m3形式：半地下钢砼结构高甲义：含甲醛等有机废水处理的方法277附属设备：（1）立式搅拌机，2台，功率0.75kW，材质钢衬塑。（2）加药装置2套，分别投加PAC、PAM，含储罐V=0.5m3，材质PE，搅拌机（1台，N=0.37kW）、计量泵（1用1备,Q=50L/h）等。PAM加药装置兼做污泥脱水助凝剂加药。4.9二次沉淀池数量：1座水力停留时间：3h工艺尺寸：8.25×3×5m沉淀负荷：0.8m3/m2.h形式：半地下钢砼结构附属设备：（1）污泥泵，为潜污泵，2台，Q=10m3/h，H=10m，N=0.75kW（2）PVC斜管1批，规格φ504.10中间水池数量：1座水力停留时间：1.8h工艺尺寸：3×2.75×5m形式：半地下钢砼结构附属设备：（1）过滤泵，为立式管道泵，2台，1用1备,Q=20m3/h，H=26m，N=5.5kW（2）浮球液位开关1套4.11活性炭过滤器数量：1台规格型号：GHT-1800进水流量：20m3/h过滤面积：2.5m2/台滤料层高：1600mm过滤速度：8m/h过滤阻力损失：始压力损失约0.02MPa；过滤失效时进出水压差为0.05-0.10MPa昀大工作压力：0.6MPa清洗水压力：0.2MPa清洗水强度：10-14L/S.m24.12清水池功能描述：监测处理后的清水情况，并储存过滤器反冲用水。设计参数如下：数量：1座工艺尺寸：8×2.5×5m，有效高度4.5m有效容积：90m3形式：半地下钢砼结构附属设备：（1）反冲泵，为立式管道泵，1台，Q=130m3/h，H=22m，N=15kW4.13标准排放口数量：1座配套巴歇尔流量槽1套，及在线COD、氨氮检测装置。4.14污泥池数量：1座工艺尺寸：4.75×2.5×5m有效容积：50m3形式：半地下钢砼结构附属设备：（1）穿孔曝气管1套（2）污泥螺杆泵2台，1用1备，Q=5m3/h，H=60m，N=2.2kW（3）浮球液位开关1套4.15板框压滤机数量：1台，过滤面积：20m2，功率：N=2.2kW4.16除臭系统数量：1套包括：玻璃钢集气罩、尾气处理塔（1台，直径φ1000mm）、引风机（1台，Q=600m3/h，P=1500Pa，N=3kW）、循环泵(2台，Q=6m³/h，N=1.5kW，H=25m)。4.17设备间数量：1座工艺尺寸：20×6×5m+15×4×5m形式：砖混结构用于放置控制柜、鼓风机、板框压滤机、加药装置、过滤器、臭氧发生器、离心泵、药剂等。5结论通过实践检验，该工艺系统具有以下特点：（1）污水处理池采用半埋地钢砼结构，工艺流程简单、尽可能减少污水提升次数，操作方便；（2）装置设计考虑系统运行的灵活性，可50～110%负荷下正常运行，保证系统操作稳定、安全可靠、节能、连续、长周期运转。当废水生化处理效果好、出水远优于排放标准时，可停运臭氧发生器、或超越活性炭过滤器、或减少芬顿试剂及絮凝剂的加药量。（3）系统自动化程度高，出水水质稳定达标排放，投药量少，运行费用低（小于2元/吨污水）。（4）原水水质波动较大，进水COD要求控制在1000mg/L以内，当来水COD超出设计要求，需要降低废水进水量或采用新鲜水稀释原水。（5）当原水含盐量超过10000ppm时，将会抑制生化池微生物的活性，需要将原水稀释，保证进生化池的废水含盐量低于10000ppm。参考文献[1]高廷耀,等.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,1999.[2]北京水环境技术与设备研究中心.三废处理工程技术手册(废水卷)[M].北京:化学工业