無(wú)錫瑞格企業(yè)污水處理廠(chǎng)中試報告及工藝調整方案

一、 污水廠(chǎng)目前運行工藝及存在的問(wèn)題

1.1運行工藝

　　無(wú)錫瑞格企業(yè)污水廠(chǎng)目前日處理水量4500噸左右，經(jīng)中試期間現場(chǎng)實(shí)測，進(jìn)水COD 5000~8000 mg/L，銻3000~4500ug/L，工藝采用加聚合鐵沉淀—氣浮—厭氧（70h）—生化（40h）—二沉—氣浮—加次氯流程。最終出水COD 300 mg/L左右，銻1000 ug/L以上（現場(chǎng)取水測定），計劃后面增加芬頓工藝以達標排放。（排放標準COD<200mg/L，銻<100 ug/L）

1.2存在的問(wèn)題

　　1.2.1廢水中摻雜一部分堿減量水，這部分水中含有大量的對苯二甲酸那，在水中具有很高的溶解度，其本身的苯環(huán)結構使其很難被降解，致使出水COD超標；生化系統氮磷比例失調、活性污泥生長(cháng)狀況不好，微生物生存環(huán)境差，COD去除率低；該工藝出水色度較高，出水中的大分子染料不能被有效去除，進(jìn)一步增加出水COD濃度。

　　1.2.2當前以聚合鐵或硫酸亞鐵為預處理劑，采用“混凝—氣浮—生化—氣浮”的工藝除銻，只能去除附著(zhù)在漿料上的和少部分溶解在水中的銻，大量溶解在水中的銻不能去除，出水銻濃度嚴重超標。

 

 

二、 納米零價(jià)鐵預處理結合生化處理的技術(shù)先進(jìn)性

2.1納米零價(jià)鐵脫色

　　納米零價(jià)鐵的還原性使其具備較強的脫色能力，當前印染行業(yè)使用的染料基本以偶氮染料為主，投加納米零價(jià)鐵還原劑后可以破壞染料中偶氮鍵形成的共軛體系，將染料大分子分解為氫化偶氮苯，最終還原為芳香胺從而達到脫色的目的，同時(shí)提高生化系統對COD的去除能力。

2.2納米零價(jià)鐵提高可生化性

　　納米零價(jià)鐵在水中迅速被氧化并具備強陽(yáng)電荷性，增強菌膠團的絮體強度和對好氧微生物的營(yíng)養作用，使生物絮體具有更好的絮凝效果，為微生物聚集提供更好的載體；同時(shí)鐵的氧化物形成磁性核，可有效改善污泥的沉降性能，解決污泥膨脹和SVI過(guò)高問(wèn)題，降低出水COD、SS、懸浮物。

2.3納米零價(jià)鐵除銻

納米零價(jià)鐵的強還原性可以有效去除廢水中的銻，主要反應機理概括如下：

 

 

　　零價(jià)鐵納米粒子表面的單質(zhì)態(tài)的鐵元素具有很強的還原性，由于納米粒子的限域作用及其可以調控的能帶結構，使得表面鐵原子的電子轉移效率相較于分散在水溶液中的亞鐵離子以及體相單質(zhì)鐵而言大大提高。納米鐵表面的鐵原子可以在納米粒子-水溶液界面上高效率的轉移電子，納米鐵可以還原高價(jià)態(tài)的Sb(V)為低價(jià)態(tài)的Sb(III)，降低銻元素的水合能，使之以Sb(OH)₃的形式沉淀出來(lái)，達到去除廢水中金屬銻的目的。

 

三、 中試工藝概況和結果

　　在經(jīng)過(guò)成功的工藝小試的基礎上，我們利用我公司的中試設備，采用酸析、納米零價(jià)鐵預處理和好氧生化工藝，對瑞格企業(yè)污水處理進(jìn)行了中試。中試從3月20日開(kāi)始至4月1號結束。

3.1酸析

　　印染工藝會(huì )通過(guò)堿減量使滌綸織物更具柔軟的手感和柔和的光澤，堿減量會(huì )使布匹減重20~25%，因此堿減量廢水中存在大量對苯二甲酸鈉和乙二醇。其中，對苯二甲酸鈉在水中的溶解度很高，由于苯環(huán)的存在使其很難被降解，但是在一定pH條件下對苯二甲酸鈉會(huì )轉化為不溶于水的對苯二甲酸，通過(guò)調節廢水pH以達到去除對苯二甲酸鈉的目的，初步降低廢水COD。

　　酸析工藝步驟：廢水中添加濃硫酸調節pH到2.3，將廢水中溶解的對苯二甲酸鈉轉化成不溶于水的對苯二甲酸；加入2‰質(zhì)量濃度的聚合鐵攪拌均勻，2ppm聚丙烯酰胺沉淀；去除沉淀后加堿回調pH7~8。

　　中試結果表明加硫酸調節廢水pH到2.3可以確保析出全部對苯二甲酸鈉；加聚合鐵和聚丙烯酰胺是確保析出的對苯二甲酸能沉淀完全，同時(shí)去除部分銻；加堿調節pH7~8適宜，以免影響后續生化。

　　實(shí)際運行過(guò)程中可以使用廢酸、廢堿以節約成本。甚至可以利用一些含鐵的廢酸，減少聚鐵的用量進(jìn)一步降低成本。

 

 

3.2納米零價(jià)鐵預處理

　　加堿回調pH后投加納米零價(jià)鐵300ppm混合攪拌，再加入6ppm聚丙烯酰胺混凝沉淀。經(jīng)納米零價(jià)鐵預處理后廢水中大分子偶氮染料被破壞，色度明顯降低，利于后續生化對COD的去除；廢水中的銻被納米零價(jià)鐵還原后以沉淀的形式析出，游離態(tài)銻濃度由1000ug/L降低至100 ug/L以下。

 

 

3.3好氧生化

　　中試生化工藝采用AAO法，污泥濃度4000mg/L，進(jìn)水停留時(shí)間40h，經(jīng)過(guò)10天連續運行最終出水COD穩定在250mg/L左右?？梢灶A見(jiàn)，在該工藝的基礎上再經(jīng)厭氧可以輕松達到出水COD 200mg/L以下的目標；經(jīng)過(guò)生化處理后大部分銻可以固著(zhù)在污泥中經(jīng)排泥去除，中試出水銻濃度40 ug/L左右。

 

 

 

曝氣池30分鐘沉降比上清液

 

四、 中試運行成本分析及與原運行方式的比較

4.1中試運行成本分析

中試工藝費用統計及處理結果
項目	用量	價(jià)格	費用
硫酸	4.2Kg/t（50%副產(chǎn)）	180元/t	0.756/t
堿	1.3 Kg /t（30%液堿）	680元/t	0.884元/t
聚合鐵	2 Kg /t	260元/t	0.52元/t
聚丙烯酰胺	8ppm/t	13000元/t	0.104元/t
納米零價(jià)鐵	300ppm/t	12000/t	3.6元/t
污泥	2kg/t	450/t	1.125
綜合成本	6.989元/t
出水COD	250mg/L（加上厭氧,出水可穩定到200mg/L以下）
出水銻	100ug/L以下

中試運行不包含人工水電處理一噸水價(jià)格為6.989元，使用廢酸、廢堿后成本肯定會(huì )進(jìn)一步減少。

4.2原工藝運行的成本分析

　　原運行工藝處理成本8.5元/t，出水COD在300 mg/L左右、銻1000ug/L左右，出水指標超出排放標準。后續如果使用芬頓氧化會(huì )使成本進(jìn)一步升高，藥劑使用花費、設備用電花費、污泥增加處理花費，按照行業(yè)內其他項目的運行經(jīng)驗，減少100mg/L的COD芬頓氧化花費在4.5元/t左右。而我們在中試期間測得目前生產(chǎn)處理設施最后一級氣浮出水COD為670mg/L，業(yè)主現場(chǎng)提供數據為300mg/L左右。

五、 中試結論

5.1技術(shù)的先進(jìn)性和可行性

（1）先進(jìn)性

　　中試采用的“酸析—納米鐵預處理—生化處理”處理工藝流程簡(jiǎn)單、技術(shù)先進(jìn)，對廢水中不同種類(lèi)的COD采用不同處理辦法逐級去除，酸析去除廢水中的對苯二甲酸鈉降低COD、納米零價(jià)鐵對廢水脫色降低COD、生化去除COD，使出水COD最終穩定達標排放；關(guān)鍵還在于零價(jià)納米鐵所特有的還原除銻能力，使用零價(jià)納米鐵后出水銻濃度確保80ug/L以下。

（2）可行性

　　中試工藝所需要的工段瑞格污水廠(chǎng)均已具備，只需進(jìn)行小范圍改造即可。

5.2經(jīng)濟效益

同樣為達到達標排放的目標，相對于后續增加芬頓工藝，綜合減少?lài)嵥幚沓杀?元以上。

5.3工藝調整后能達到的目標

（1）工藝調整后可以保證出水COD在200mg/L以下

（2）出水總銻在80 ug/L以下

 

六、 工藝調整改造建議

6.1原工藝進(jìn)水、加聚合鐵沉淀改造

　?。?）調節池改為酸析池，加酸調節pH；

　?。?）酸析池出水加聚合鐵和聚丙烯酰胺進(jìn)一級氣浮處理

　?。?）一級氣浮出水加堿回調pH，進(jìn)入原初級沉淀池并加納米零價(jià)鐵和酰胺沉淀

　?。?）生化系統包括厭氧、好氧運行方式不變。

　?。?）取消二級氣浮

　?。?）一級氣浮進(jìn)沉淀池需要增加一級提升。

6.2工藝對運行設備的基本要求

　　新工藝的酸析過(guò)程廢水pH低酸性強，要求調節池、一級氣浮、輸水管路具有防腐蝕的能力

 

七、 進(jìn)一步的建議

 

7.1酸析一般是面對堿減量的廢水，如果來(lái)水能將堿減量廢水和漂染廢水分開(kāi)，將會(huì )進(jìn)一步降低成本，一般來(lái)說(shuō)可以降低酸堿成本的三分之二；

7.2酸析用含鐵的廢酸可以減少聚合鐵的用量，而且酸的采購成本應當更低，同樣一些工業(yè)廢堿液可以用來(lái)調整水的PH值，可以降低成本；

7.3鑒于業(yè)主污水處理后排入污水管道，而且費用不低，建議業(yè)主將處理后的廢水部分回用，減少排水量，將會(huì )有明顯的經(jīng)濟效益。