顺酐及芳香醛高浓度有机混合废水处理工艺研究.docxVIP

? ? 顺酐及芳香醛高浓度有机混合废水处理工艺研究 ? ? 高青军，李 玮 中国石油兰州石化公司助剂厂，甘肃兰州 730060 0 引言 某石化公司化工园区现有化工生产装置9套，其中顺酐、T-501抗氧剂及对羟基苯甲醛装置在生产过程中，产生约82m3/d的高浓度有机废水， COD高达50 000mg/L，主要污染物为有机酸、酚类、石油类等。由于该混合废水COD污染物浓度远超过企业内部工业污水系统的排水指标，故该混合废水无法直接排入园区工业污水系统，临时由槽车拉运至工业渣场进行填埋处理，企业在承担高额填埋费用的同时还承担着较大的环境风险。为解决这一问题，企业开展了采用微电解—固定化生物滤池技术对高浓度有机混合废水进行处理的工艺研究和工业试验。 1 废水来源及主要污染物 该化工园区高浓度有机废水有3个主要来源： 1）顺酐工艺废水。装置采用正丁烷氧化-溶剂吸收解吸工艺，废水主要由溶剂萃取离心分离及切换冷却器清洗产生，水量2m3/ h，COD为40 000mg/L～50 000mg/L，PH为1.5～3.0，废水中主要含有邻苯二甲酸、富马酸、马来酸、焦油等； 2）T-501抗氧剂废水。该装置采用工艺为异丁烯和对甲酚在浓硫酸催化下发生烷化反应。废水主要来自于中和水洗罐的切水和洗釜水，主要组分为杂酚、氢氧化钠、石油类。废水PH为11，COD为20 000mg/L左右，最高可达50 000mg/L，水量10m3/d； 3）对羟基苯甲醛废水。装置采用对甲酚催化氧化工艺路线。废水主要来自于离心机离心分离出水、清洗碱袋废水及冲洗离心机滤布产生的废水。废水中主要组分有：杂酚、氢氧化钠、对甲酚、少量甲醇及石油类。废水PH为14，COD平均约220 000mg/L，水量24m3/d。 2 工业污水排放指标及水质水量 化工园区内除上述三股高浓度有机废水外，各装置生产过程中均产生部分工业污水，主要来自循环水排污、蒸汽凝水、冲洗地坪水及检维修临时排水等。该股废水总排放量为40m3/h，COD均值为152mg/L，PH为7。 企业内部工业污水系统排放指标如表1所示。 表1 工业污水系统排放指标 3 工业实验 3.1 处理工艺设计及原理 3.1.1 微电解工艺 本次待处理高浓度有机废水中含有较多的酚类物质，酚类化合物是一种原型质毒物，对一切生物个体都有毒害作用，因此含酚废水可生化性较差，难以直接采用生化处理方法进行处理[1]。张文艺等人采用微电解技术预处理含酚类的焦化废水，可生化性可提高48.2%，取得了较好的效果[2]。故本实验首先采用铁碳微电解工艺对含酚高浓度有机混合废水进行预处理，降解酚类有机物等大分子物质，提高废水可生化性。 微电解是利用金属腐蚀原理，以Fe、C在酸性环境下形成原电池对废水进行处理的工艺，其反应机理主要包括微电场的氧化还原、微电极的吸附凝聚、Fe的氧化及H+的还原、零价铁的脱卤、铁的氢氧化物的絮凝吸附等[3]。尤其是在电化学氧化还原反应中产生的初生态的Fe2+和原子[H]，它们具有高化学活性，能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用，使大分子有机物降解为小分子简单结构物质，提高水质的可生化性。 3.1.2 固定化微生物技术 固定化微生物技术是用化学或物理手段将游离微生物活动限定于一定的空间区域，并使其保持活性能够反复利用的方法。由于固定化微生物具有微生物密度高、反应速度快、微生物流失少、产物分离容易、反应过程控制较容易等特点，被逐渐应用于废水处理领域。其在废水处理应用中，保持了处理效率高、稳定性强、能纯化和保持高效菌种的优点，在处理高浓度废水时具有较大的优势。浙江大学刘和、陈英旭等人利用固定化微生物技术处理高浓度含酚废水研究发现，固定化微生物技术对含酚废水具有一定的抗毒能力，且处理效果优于传统的活性污泥法[4]。 3.2 工艺流程 该废水工业试验装置工艺流程图如图1所示。 图1 工业试验装置工艺流程图 顺酐污水与对羟基苯甲醛、T-501抗氧剂污水按生产排水比例4：2：1混合均质后进入微电解池。在微电解池进水口将PH值调整至酸性，经混合金属滤床与污水充分接触反应，污水可生化性提高。微电解出水自流进入调碱池，将PH值调至7.0左右，同时加入混凝剂，经沉淀池沉淀去除絮凝出的大颗粒胶团后，出水进入水解酸化池。水解酸化池中在产酸菌群和生物酶的共同作用下，长链有机污染物断链，环状烃类开环，进一步提高污水的可生化性。酸化池出水加入混凝剂，去除悬浮物，上清液进入生物滤池。生物滤池分为厌氧段和好氧段，厌氧段在水解酸化基础上进一步提高污水的生化性，同时去除部分COD；好氧段在高效微生物和大量溶解氧的共同作用下，对有机污染物进行降解，大部分COD在好氧段被去除。 3.3 试验材料及运行工况 3.3.1 试验设备 1）混合均质罐：