東臺含酚一體化廢水處理設(shè)施多款可選
實(shí)驗(yàn)室廢水是指由教育機(jī)構(gòu)的各類實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、國家設(shè)立的分析實(shí)驗(yàn)室和質(zhì)量保證實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的測試實(shí)驗(yàn)室在科研、教學(xué)、工業(yè)產(chǎn)品試制等活動(dòng)中排放的廢水，同時(shí)也包括器皿、裝備洗滌水中冷卻水，地面清洗水，消毒用水及其研究過程中廢棄物水等。根據(jù)廢水中所含主要污染物性質(zhì)，可以分為有機(jī)和無機(jī)實(shí)驗(yàn)室廢水兩大類。
實(shí)驗(yàn)室廢水的排放周期不定，排放量也無規(guī)律性，所含污染物成分較為簡單，但個(gè)別污染因子的濃度較高，也具有潛在的危險(xiǎn)性，容易造成污染事故，特別是化工類實(shí)驗(yàn)室的有機(jī)廢水。此類廢水未作處理直接排放進(jìn)入市政管網(wǎng)，對污水處理廠的生物處理過程會造成較大沖擊，給污水處理廠出水達(dá)標(biāo)帶來較大難度。因此要求實(shí)驗(yàn)室有機(jī)廢水處理技術(shù)與方法具有高效性、簡便性、多用途性。
張鐵楷等利用Fenton試劑氧化降解有機(jī)廢水，發(fā)現(xiàn)Fenton試劑處理后廢水中PAM降解率可達(dá)90%以上。·OH具有很高的親電性和電負(fù)性，其電子親和能達(dá)568.3kJ，具有很強(qiáng)的加成反應(yīng)特性。Fenton試劑降解PAM的過程中，F(xiàn)e2+和H2O2快速反應(yīng)生成大量的·OH，而自身被氧化為Fe3+，產(chǎn)生的·OH既可以和有機(jī)物快速反應(yīng)，又在氧化Fe2+的同時(shí)生成OH-。在反應(yīng)過程中·OH奪取PAM中的H原子形成有機(jī)自由基，填充不飽和C-C鍵使聚合物迅速降解。Fe2+/S2O2-8復(fù)配體系降解PAM時(shí)，南玉明等驗(yàn)證了PAM化學(xué)降解屬于自由基反應(yīng)。鄧?yán)诘炔捎貌捎肍enton法進(jìn)行處理，對鉆井廢水中有機(jī)物變化及反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究。條件下，F(xiàn)e/C-H2O2耦合工藝出水中芳香化程度和聚合度大幅降低，高分子物質(zhì)降解為小分子。徐軍等通過對比臭氧、臭氧催化氧化、臭氧/雙氧水和臭氧/雙氧水催化氧化4種工藝深度處理化工廢水的效果，臭氧/雙氧水處理效果較優(yōu)，利于后續(xù)生化法處理。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)室廢水特點(diǎn)，排放量小，成分較為簡單，因此選擇高效簡單的O3/H2O2處理工藝，考察O3/H2O2高級氧化技術(shù)在不同的處理?xiàng)l件(臭氧投加量、H2O2投加量、pH值、反應(yīng)時(shí)間)下對實(shí)驗(yàn)室高濃度有機(jī)廢水中COD的去除率影響，并通過頁巖氣采出水進(jìn)行驗(yàn)證。
1、實(shí)驗(yàn)
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
重鉻酸鉀(GR)、水合醋酸鈉(AR)、冰醋酸(AR)、甲酸鈉(AR)、由成都科龍?jiān)噭S提供。
實(shí)驗(yàn)廢水采用某測試公司實(shí)驗(yàn)室中采用GC-MS、氣相色譜儀、紅外測油儀等儀器分析后產(chǎn)生的廢水;廢水中主要含二氯甲烷、乙醇、四氯化碳等有機(jī)污染物，COD含量為1250mg·L-1，色度為50倍。
1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
MCB3-20型臭氧發(fā)生器，青島國林;可見光分光光儀，上海佑科。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 COD的測定
采COD的測定用國標(biāo)GB/T11914-1989(水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定重鉻酸鹽法)。
1.3.2 O3/H2O2高級氧化技術(shù)對實(shí)驗(yàn)有機(jī)廢水處理方法
取100mL廢液置于1000mL臭氧反應(yīng)器中，調(diào)節(jié)臭氧發(fā)生器電壓、電流向其通入臭氧同時(shí)加入H2O2，通過改變臭氧投加量、H2O2投加量、pH值等條件，在一定的曝氣反應(yīng)時(shí)間后測量廢水中COD含量。
鋼鐵酸洗廢液是鋼鐵廠與電鍍廠為了提高鋼鐵表面質(zhì)量，使用硫酸、鹽酸等其他酸作為清洗劑進(jìn)行表面處理而產(chǎn)生的酸洗廢液，據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐盟鋼鐵廠每年約產(chǎn)生300000m3的酸洗廢液，而且隨著我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，鋼鐵酸洗廢液的排放量迅速增長。鋼鐵酸洗廢液中富含酸、鐵資源，目前將硫酸型酸洗廢液資源化利用制成一種無機(jī)高分子絮凝劑--聚合硫酸鐵(PFS)，因其具有絮凝體成型快、沉降迅速、混凝效果好、適應(yīng)pH寬、適應(yīng)性強(qiáng)及用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于礦山、印染、造紙等工業(yè)廢水處理方面。但鋼鐵酸洗廢液中主要污染物質(zhì)COD、TP、氨氮較高，在資源化利用過程中并未將其去除，所制得凈水劑中主要污染物質(zhì)仍偏高，導(dǎo)致下游凈水劑使用廠家在使用過后，出水特征污染物指標(biāo)反高。
本研究根據(jù)酸洗廢液的成分特點(diǎn)和含量分布，配制模擬鋼鐵酸洗廢液，制備PFS凈水劑產(chǎn)品，并用于處理污水，以考察鋼鐵酸洗廢液中主要污染物質(zhì)COD、TP、氨氮對污水處理效果的影響，在參照DB32/1072-2018《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》的基礎(chǔ)上，得出鋼鐵酸洗廢液中主要污染物質(zhì)的指標(biāo)控制范圍。
1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.3.1 PFS的制備
將與硫酸按一定比例混合，并投加一定量丙三醇、磷酸二氫鉀、硫酸銨置于三口燒瓶中，在水浴鍋中恒溫?cái)嚢?，再加入一定量的氯酸鈉氧化，攪拌反應(yīng)一定時(shí)間，使物料中鐵進(jìn)行氧化聚合，熟化24h，過濾后即得紅褐色PFS液體。
1.3.2 試驗(yàn)污水水質(zhì)
混合污水院取常州某生活污水廠廢水與常州某造紙廠廢水1：1混合，得到混合廢水，其COD為783.70mg/L，TP為1.08mg/L，氨氮為3.94mg/L，色度為80倍，pH為6.5。
1.3.3 污水處理試驗(yàn)
取500mL污水于燒杯中，各PFS產(chǎn)品按照常規(guī)投加量投加到混合污水中，投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)3個(gè)水平，分別為0.05%、0.1%、0.2%，對比分析各系列產(chǎn)品的處理效果，以300r/min快速攪拌2min，然后以80r/min慢速攪拌3min，停止攪拌，靜止沉降30min，取適量上清液，測定其COD、氨氮、總磷，對比分析各系列產(chǎn)品的處理效果，從而得出原料中COD、TP、氨氮含量對污水處理效果的影響。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，1座，設(shè)計(jì)流量5m3/h，尺寸6.5m×4m×5.5m。配套2臺污水提升泵，單臺流量5.8m3/h，揚(yáng)程14.4m，功率0.55kW，1用1備。設(shè)置自動(dòng)加堿裝置，調(diào)節(jié)pH。
(2)兩級混凝沉淀池。碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，2座，設(shè)計(jì)流量5m3/h，混凝區(qū)尺寸2.1m×1.2m×2.0m，反應(yīng)時(shí)間0.9h，沉淀區(qū)尺寸2.1m×2.1m×4.7m，表面負(fù)荷1.13m3/(m2·h)?；炷齾^(qū)配置加藥系統(tǒng)，投加PAC和PAM，去除水中的懸浮物，以降低后續(xù)處理的負(fù)荷，沉淀區(qū)設(shè)置排泥系統(tǒng)。
(3)ABR。碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，設(shè)計(jì)流量5m3/h，尺寸9m×2m×5.3m，上升流速0.83m/h。ABR分3格，可實(shí)現(xiàn)分相多階段缺氧，有效分解大分子有機(jī)物和毒性物質(zhì)。在最后一格上流區(qū)內(nèi)設(shè)彈性填料，為水解污泥提供載體，防止污泥流失。設(shè)置污泥回流泵回流第3格污泥至第1格，污泥回流泵2臺，單臺流量5.8m3/h，揚(yáng)程18m，功率0.75kW，1用1備。
(4)1#中間水池。碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，設(shè)計(jì)流量5m3/h，尺寸3m×2m×3.3m。配套污水提升泵2臺，單臺流量25m3/h，揚(yáng)程20m，功率3kW，1用1備。
東臺含酚一體化廢水處理設(shè)施多款可選
(5)UBF。碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，設(shè)計(jì)流量5m3/h，尺寸D8m×12m，COD容積負(fù)荷4.75kg/(m3·d)，停留時(shí)間4.9d。內(nèi)設(shè)彈性填料，為厭氧污泥提供載體，防止污泥流失。在UBF底部設(shè)布水器均勻布水。出水采用電磁流量計(jì)計(jì)量分流，部分水回流至1#中間水池，回流量為3倍進(jìn)水量，即為15m3/h，其作用稀釋進(jìn)水有機(jī)物濃度，降低有機(jī)物的生物毒性。該工程暫不考慮建設(shè)沼氣利用系統(tǒng)，厭氧產(chǎn)生的沼氣經(jīng)水封罐后暫高空排放。
(6)曝氣沉淀池。碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，設(shè)計(jì)流量5m3/h，曝氣區(qū)尺寸1.2m×1.2m×2.3m，沉淀區(qū)尺寸D2.32m×4.9m，表面負(fù)荷1.18m3/(m2·h)。曝氣區(qū)設(shè)置布?xì)庀到y(tǒng)，沉淀區(qū)設(shè)置排泥系統(tǒng)。
(7)A/O池。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，1座，設(shè)計(jì)流量5m3/h，好氧池尺寸6m×5m×5.5m，污泥負(fù)荷0.08kgBOD5/(kgMLSS·d)，污泥質(zhì)量濃度3500mg/L，缺氧池尺寸5m×3m×5.5m。A池內(nèi)設(shè)置推流器1套，功率2.2kW，防止污泥沉積。設(shè)置混合液回流泵2臺，單臺流量17.5m3/h，揚(yáng)程22m，功率2.2kW，1用1備。A/O工藝反硝化在前，硝化在后，設(shè)內(nèi)循環(huán)，以原污水中的有機(jī)底物作為碳源，反硝化反應(yīng)充分，脫氮效率高。
(8)二沉池。碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，設(shè)計(jì)流量5m3/h，尺寸2.5m×2.5m×4.8m，表面負(fù)荷0.8m3/(m2·h)。設(shè)置污泥回流泵2臺，回流污泥至A/O池，單臺流量5m3/h，揚(yáng)程20m，功率2.2kW，1用1備。
(9)2#中間水池。碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，設(shè)計(jì)流量5m3/h，尺寸1.2m×1m×1.8m。配套污水提升泵2臺，單臺流量6.5m3/h，揚(yáng)程20m，功率1.1kW，1用1備。
(10)曝氣生物濾池。碳鋼結(jié)構(gòu)，1座，設(shè)計(jì)流量5m3/h，尺寸D1.4m×5.5m。采用氣水反沖洗，水反沖強(qiáng)度4.3L/(m2·s)，氣反沖強(qiáng)度13.5L/(m2·s)。
(11)3#中間水池。碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，設(shè)計(jì)流量5m3/h，尺寸2m×1.2m×2.3m。配套污水提升泵2臺，單臺流量6.3m3/h，揚(yáng)程32m，功率2.2kW，1用1備。設(shè)反洗水泵2臺，用于反洗曝氣生物濾池，單臺流量17.5m3/h，揚(yáng)程22m，功率2.2kW，1用1備。
(12)過濾器。多介質(zhì)過濾器，碳鋼結(jié)構(gòu)，1座，設(shè)計(jì)流量5m3/h，尺寸D0.6m×3m，采用水反沖洗，反洗時(shí)間8~10min，水反沖強(qiáng)度17.2L/(m2·s)，活性炭過濾器，碳鋼結(jié)構(gòu)，1座，設(shè)計(jì)流量5m3/h，尺寸為D0.6m×4m，采用水反沖洗，反洗時(shí)間10~15min，水反沖強(qiáng)度17.2L/(m2·s)。
(13)清水池。碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，設(shè)計(jì)流量5m3/h，尺寸2m×1.5m×2.8m。設(shè)置反洗水泵2臺，用于反洗多介質(zhì)過濾器和活性炭過濾器，單臺流量17.5m3/h，揚(yáng)程22m，功率2.2kW，1用1備。
(14)污泥貯池。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，1座，尺寸4m×3m×4.3m。為防止污泥板結(jié)不利于壓濾，污泥池內(nèi)設(shè)置曝氣攪拌系統(tǒng)。
(15)設(shè)備間。磚混，1座，尺寸9m×4.5m×4.2m，設(shè)備間內(nèi)包括鼓風(fēng)機(jī)房和配電室。鼓風(fēng)機(jī)房內(nèi)設(shè)置羅茨鼓風(fēng)機(jī)3臺，供好氧池、曝氣生物濾池供氧及調(diào)節(jié)池曝氣攪拌，單臺風(fēng)量2.28m3/min，風(fēng)壓53.9kPa，功率4kW，2用1備。
(16)綜合間。磚混，1座，尺寸6m×4.5m×4.2m，綜合間包括污泥脫水間、加藥間。設(shè)置板框壓濾機(jī)1套，過濾面積42m2，功率3kW，配套螺桿泵1臺，流量20m3/h，壓力0.6mPa，功率7.5kW。設(shè)置加藥裝置2套，功率1.1kW。
