铁床—气浮—活性炭吸附法处理染料废水2

hgwbg9o9

　　注：表中数值均为平均值。
  z3 C4 U  \3 J, ~& K" n
+ J8 e% [! f9 M7 d( t$ A& j5 i
, m9 y. J1 H% c$ s
4 Z8 Z9 y. ?7 c) r

+ G* F& y, y# Q) b
   
$ A' H" h/ `% m( ?" k4 ]
2 x5 `! d+ w" I! h7 I- X* n( g, E8 f
　　 ②问题的探讨
: W7 k: {( }* ?- K" r6 h


) U5 e& _# c2 T3 @9 U% l
8 R- W& g  W" d0 K. Q

" U" t4 b3 o' F4 m3 @( ~. ~! o　　工程总投资为97万元，其中土建投资为25万元，真空砖机管件及配电投资为60万元，其余部分为12万元。
) e, W& r* ^' T" e  Q' O  D


! I/ P5 w) p! Q8 D; Q) g- e
2 g" j! d  `8 M! l
+ b& m9 l$ s% a/ Z- T4 [3 o
7 p8 }6 ~# d/ g' `　　2.2 铁床
* {2 \, i1 n1 T% b* ]; i! p8 D7 M# \



1 V% h; i( @. V2 Y# e. Z: z
* f/ F; f8 u; g! l2 ]* [* |
  
$ t, |, h' z4 ^& a! x) ~7 [
% Y% h: Y2 K) ~+ @/ M



   
$ t! e5 R8 C3 l/ u
! M7 c7 a/ C8 A5 D' n
　　①折旧费为0.86
    元/t；

% r& q" Y; f' k% d
; Z1 M2 C! `  {. [: e. S0 C
  A( a5 |- |/ q; C5 |4 [  
7 \3 M0 Z9 s! G$ @' \3 R" ]

# U/ I( @* V: Y1 P# G8 ?' `   


  

$ S/ L0 E& e- R9 _
  


　　出 自：《中国给水排水》2001年 第11期
6 n! P0 B$ L* t! D7 `
; Y) `1 p+ o, c8 {3 E
" I6 T5 Y# x6 I" F. o' I
8 z0 g# n: s  L# R! ?  

8 j. X+ U, {2 c5 ?( C
' {1 o8 w4 A) k# H0 R  
8 w0 R/ R: p2 p  c9 s: z( Y7 S

& r/ @- h# S! q9 |& k  g/ T: G3 O  


　　
    　　　　Fe-2e=Fe2+(阳极反应)
4 ^) M( w7 @8 y8 y

* s/ ?* D( g8 t' X" |
　　某厂(生产染料及染料中间体)染料车间排出的综合废水(含30%左右的冲洗水)近100m3/d，中间体车间排出的综合废水(含30%～40%的冲洗水)约90m3/d。

5 P; y$ v+ r7 E. }# k3 l2 s. t2 A
1 B% Q# M" D0 S4 O5 _& p, u% r
, w; _9 p( A7 H/ j/ H　　④药剂费为1.02
    元/t；
/ l9 L& E5 Q( u# d
! K+ i5 N. a' e

+ R1 u4 h  a3 z! @7 H  ?+ n　　 a.由于产生强酸性废水的翠兰GL和双介酸没有正常生产，导致铁床的进水pH值较设计值高，这样影响了铁床的处理效果。
/ D4 w$ r: m6 _: M9 o' S6 w: s
: H6 U6 _, k3 s& X

' v; \, ~  L* [, A' [/ A% W) O　　 当有氧存在时阴极反应如下：
# C2 O- \1 J; T" r5 j* L! H& D8 o
+ P9 r. M2 N; p' D; @& x+ l

$ T; o7 Z* n7 ]# t3 s# B　　 原水经铁床处理后，两股废水合为一股，经中和池及脱色、气浮处理后，各污染物含量都明显降低，处理效果较好。
3 ~- B1 w& A& l
- V# {8 X* C' L% l2 a0 _1 @5 v

( S; v6 m; s4 t6 u4 ~　　
9 ]8 f8 Z9 N0 I7 Q3 h  k3 S2 p    　　　　E0(O2/OH-)=0.40
    V



$ G; H3 p3 {2 b- @1 T; S( y- S2 h4 v　　 铁床主要是利用铁、炭组合的填料与原水反应，破坏原水中有机物的分子结构及其性质。其原理是：铁与炭的腐蚀电位不同，铁作阳极、炭作阴极、原水作电解质而形成千千万万个原电池。电极反应如下：
; l. B& F1 Z7 I9 J: ^9 F2 n

: L$ O6 \% U6 c* U
　　 为保证出水水质达到GB 8978—1996二级标准，设置活性炭罐，这可以充分有效地吸附水中残留的有机物，从而使COD、色度等指标达到要求。设置两座活性炭罐(一用一备)，活性炭再生周期为36
6 s3 M% `" d2 {' A# A7 G& r  d，HRT为30 min。
$ z' V8 o0 ^2 O" I' c
' i3 E& p" `0 y! w

  
* }- p; V- G' Y( t: f
. u  @$ V: v9 i( a% v% d# k& q


+ ^/ o3 a, \5 {; l6 t
4 Y0 i, D' z3 Y# }7 u) P4 B' D, _5 b
　　
  `" j9 o. |0 }7 H8 x5 ?7 S! X    2.5 砂滤罐



" Q: f. {4 I% G% [0 U+ L  

: B( F$ p7 X/ c0 Y2 t" G- S
3 c/ b) P/ F* j. f( c

% `, c2 \9 {+ a3 N- m% d
2 h2 ^; ?$ U2 c. }) ?0 ]' m: z' w　　通过试验，对几种处理方案进行了研究，但都不能得到令人满意的效果，如混凝脱色法用药量大，运行费用高，亦难使出水达到排放标准；生化法需加入大量稀释水以降低含盐量，基建投资大，厂家难以承受；膜分离法由于膜易堵塞，反冲洗频繁，并且需进口NF膜，因此运行费用太高(达30
+ k# B' W$ ?* R! ~0 w2 @  元/m3原水)。经过大量调研分析，拟采用微电解的方法破坏原水中有机物的分子结构，达到易于脱色和降低COD的目的。通过小试、中试，最后采用铁床—气浮—活性炭吸附的处理工艺，工艺流程见图1。



　　表1 处理出水检测结果
$ o+ u* |6 {* C4 H
+ b# d# d, L, x; ^5 e0 H
& i) Q3 f" O8 p3 x( w
　　
% r; t$ T+ x: m1 O7 Z+ H  _! L" e    2.6 活性炭罐



　　3 处理效果分析

5 P. f" f; Z7 v" e
% l/ o, ^4 u1 _  \4 ^$ p
：
& ?( v, @: b& d: k4 J/ Q; g
4 n% y8 r- ]0 l9 U) s+ \

  　　1 原水水质
2 e5 o  ?0 f9 N  
　　某厂(生产染料及染料中间体)染料车间排出的综合废水(含30%左右的冲洗水)近100m3/d，中间体车间排出的综合废水(含30%～40%的冲洗水)约90m3/d。
% t* T# U, D$ p! V! _　　 原水是含盐量较大的高色度有机废水，无机盐浓度为15%～20%，主要是NaCl、Na2SO4。有机物主要是苯系、萘系化合物，所以水体可生化性差(BOD5/COD一般为0.02～0.2)，并具有很强的毒性，因此染化废水一直是治理难度最大的工业废水之一。
  　　2 方案的确定
  
, V* `& K0 a8 f$ H5 S, I1 J　　通过试验，对几种处理方案进行了研究，但都不能得到......

                           

              
      
- ]/ g" K/ B& ]: K: f" r


  w, J- F, l9 F2 e' w8 y
  
, A5 o! k# B, H& @* @( t

# W7 u2 w! g9 C  u　　采用调节池既充分调节了水量、水质，又省去了一沉池，从而节省了投资。废水中的一部分染料及其中间体物质经沉淀后得以去除，COD有所降低。为解决排泥问题，保证调节池的有效容积，采用了行车式吸泥机，污泥进入集泥池与气浮池的浮渣一起泵入压滤机，滤饼焚烧处理。设计染料及其中间体废水调节池各一座，有效容积为100m3，HRT为24 h。


7 P5 Q4 K7 t) P' [' k$ M5 F$ O; H7 G
+ `7 U: v/ k. @/ y0 x. l
8 ], F' F! @$ O9 p
1 h* Q9 a9 }% G/ O% d+ q  p
6 Z; V3 P* b# F( }$ A$ F: b; [- b　　
# D7 b/ [; [4 E- N    　　　　O2+2H2O+4e=5OH-
: r7 y7 O4 g. K  c- k, `( q$ l6 s
) @- @; \2 d- R' g! l) o
% N4 X$ \3 ]" E& |
1 D1 H0 Y% `# S, F  
& A! l# d7 L) s$ W1 P
7 A& }* O, A( X0 j; X. x
4 Q: S4 r$ N0 @( X8 u　　
    　　　　2H++2e=H2↑(阴极反应)
, t+ g. G  Q8 O& W


  
  }/ O0 J, a" c' L: w

  
/ @( \/ O/ D- b

　　⑥活性炭填料费为 0.65
    元/t。


& B1 i- W0 f) d7 T
2 t9 V) Y+ K' W% D% B: b/ S　　
/ _) F3 r, \0 E/ ?# D+ C    2.4 气浮系统
" C3 \4 L3 \! e9 S4 B2 E
& j4 |( z& O, Y" i1 [+ N
) Q$ D6 k. O  n+ O5 s, ?7 ^
3 N. I+ h5 e  z; M) T　　
    　　　　E0(Fe2+/Fe)=-0.44 V
2 X3 s: _+ b$ M1 R
4 A! s+ ^0 D+ f3 W7 A! @
7 h+ j' f8 a& ]0 z5 x
  

0 Q5 F& O# u( q. {

　　
! q6 k# `( Q5 k1 y2 [! y



# ]% G( V1 R% [: ^% A' N

8 t( M7 b+ _) Z: c5 y& Y+ Q


0 {/ ]' ]: f* ~) _- ~. l6 U
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# S. W, c# _& O! D6 C; v2 @   我单位愿以优良的产品，可靠的信誉，优惠的价格竭诚为您服务。欢迎洽谈矿粉压球机。
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1 I5 E; f/ u0 M0 D9 |" v% j



. S; C2 C. _' l- S  a- W　　 从上述反应可知，原水在酸性、充氧的条件下以一定流速流经铁炭填料时，染料的发色基团被氧化，硝基还原为氨基，偶氮键断裂，这为下一步处理提供了可靠有效的条件。在设计时因考虑到充氧的重要性，所以在原水进入铁床前设置溶气罐，并采用空压机供气。铁床(Ⅰ)的HRT为1
2 m& J9 k' |" S+ H6 p8 u6 \8 Y) t  h，铁床(Ⅱ)的HRT为2 h。
% |: N; e! g" e. x4 E  ^! k" f
( L  K4 }# U8 C. M: E


  V" \1 V, ?4 J  H, Y$ H

. i, k( T, {# f" X- T  

2 K: `9 f* _& g- u# p/ Q  r( [8 i
9 q9 e4 I1 L- ?
: t, j' Y# ~% E- ~! U) \

  

: L6 e' l( T$ ~# `. A
$ M0 P7 Y+ O. S& t
　　 加药混凝后的原水含有大量的絮状体，采用气浮分离装置将絮凝体浮于水面，利用刮渣机将其排入集渣池，从而完成固液分离。气浮系统采用清水溶气气浮，溶气水量为30%，气浮池直径为2.5
  m，HRT为40 min。

, V5 m, z' l4 ^2 e9 _
* S$ |% N% c$ r4 H* t
   
   
  
" U; J- P0 {( E2 s     
       　　 项目
7 C% K. `6 e/ v: `* D       　　 pH值
       　　 COD(mg/L)
2 W: W( x0 v  W+ R7 D  k2 D       　　 色度(倍)
       　　 苯胺(mg/L)
8 h& [# C9 X0 i9 F   
     
       　　 染料
       　　 中间体
  F! G2 {4 Y& d0 k       　　 染料
2 f% }; |7 T1 }4 ^       　　 中间体
) ]) c/ S1 n4 F1 g       　　 染料
       　　 中间体
       　　 染料
       　　 中间体
   
5 D: W+ q4 D' U     
       　　 原水
/ U5 M  Z7 \7 Z; Y! t       　　 7.89
       　　 5.00
       　　 798
9 w1 c9 `. @  t7 S; G: P: O5 F) t       　　 810
) [/ a/ H7 T5 z; |; y! o       　　 4050
       　　 3000
* J. g/ ?; T$ m* ?+ ^       　　 10.95
       　　 9.29
   
     
0 o! |* C  }( ~& h       　　 铁床
       　　 出水
; ~( u4 E; x. J# T       　　 7.93
  z; M8 V0 y: a6 m/ F0 {       　　 7.36
       　　 786
       　　 791
3 o& N7 V" G, W  u/ f       　　 1900
! ^- N& ^0 b1 @3 F  [  {- @       　　 1000
       　　 29.08
       　　 19.12
   
     
       　　 去除率(%)
* S- F8 j' C5 G( b& V% ?5 b        
% ]& F+ V3 b1 G9 j2 F* s4 C  I2 F        
& P9 n/ g; x& d! V( K; f0 ~       　　 1.5
1 ]# c" R& H9 C3 w, H       　　 2.3
8 w& F. g+ o7 I' [" ?* s0 n' U       　　 53.1
3 B" i& C: `" `( ]# A; _6 W) A       　　 66.7
        
        
   
     
" F4 F* |; T0 l4 j- Z. e       　　 气浮池
; v/ j: X; x( Q) y, t       　　 出水
& w1 }1 W' @% C: W7 e4 L" o& Z6 l       　　 7.56
       　　 340
       　　 110
       　　 1.79
2 @% t/ |1 @- ]3 n) g# S4 n   
     
6 R" L/ m% Q0 n  `" i, J. \1 O       　　 去除率(%)
5 u. w* F# C0 E5 ^5 P        
  Q$ u8 B; G; `) [2 \7 z: _: d       　　 56.7
, Q5 n8 M" }9 [0 d- t# K! W       　　 89.0
       　　 90.6
   
7 u! \% r6 I. Z$ p3 H8 i4 D     
* I4 v+ S6 V& h1 U6 U( j9 a       　　 活性炭罐
% W7 i6 X9 }6 O, T' c       　　 出水
1 W5 J8 j) q6 L; u% v" e% |       　　 8.09
( U9 \2 E8 l# e  V" f. V2 c       　　 141
       　　 11
       　　 0.22
   
     
       　　 去除率(%)
! D0 s, T, j; H: K* Q; r        
       　　 58.5
       　　 90.0
0 A& l  I4 W5 I( H5 i9 w       　　 87.7
   
     
       　　 总去除率(%)
+ ^: D" Y( S6 [$ w! K/ w9 V        
4 C% N! U2 j* `+ r: ]( x: O       　　 84.0
1 a. v7 B8 f5 I5 S+ z       　　 99.6
       　　 97.6
   
) I0 X0 h* l/ E. L' Q4 ]  
) g% i; Q- V9 u/ c# s; R$ b- F  
& ]: F) K3 v# Z* T  


' J3 ?/ o0 ?) y
$ _  }4 Z  R8 \5 o$ O  X　　对于此类色度高、含盐量大、可生化性差、毒性大的有机染料化工废水，若采用大量稀释水稀释的生化方法处理，工程投资较大；若采用铁床—气浮—活性炭吸附工艺，则工程投资较少。
) v3 \9 y0 s! o0 q


  [2 u) G3 `' v0 Y% e# v6 m  


  }7 x7 ?1 @6 L　　 设置了两座砂滤罐(一用一备)，主要目的是去除悬浮物，使水质达到进活性炭罐的基本要求。滤料为单层石英砂，反冲洗水排至调节池。


3 i9 ~3 c" O, e


6 o/ D8 d% H: d) o6 i: H6 R, A
　　 原水是含盐量较大的高色度有机废水，无机盐浓度为15%～20%，主要是NaCl、Na2SO4。有机物主要是苯系、萘系化合物，所以水体可生化性差(BOD5/COD一般为0.02～0.2)，并具有很强的毒性，因此染化废水一直是治理难度最大的工业废水之一。
1 [% a/ M) J/ W' A  b" z
3 H, m. L" W: s7 h" v% W
% }$ ]( c) q4 ~3 O2 y6 D
+ |2 Z8 ~6 l" g) }+ v; A1 \　　⑤铁炭填料费为0.22
. G, z( [# Y. G. y; u; {9 S( ^    元/t；
0 w( Y0 ^' I8 R


9 @  s! ^7 \5 [; X
7 [8 y8 `; L3 I
- t' o1 d( G0 H& y6 r
9 k! J' b! c3 I1 L　　 b.在中试时发现，铁床填料因表面被固着而使处理效果降低，产生铁床的钝化现象，因此采用6%～8%的稀硫酸进行浸洗活化。在实际工程中，每隔25～30 d对铁床填料进行一次活化，历时2～3
2 x: w! Z9 b2 @  S  J" k4 [8 x  h。

2 V4 ?$ \2 j7 E/ g* z( _
8 O3 r* [7 P4 t, X1 x


- T- s" t" `/ V8 M. s5 b
& F3 ^& I' r& J4 B' _


4 n+ ?# j" c! o( u; p
$ y4 B: k' o. J8 h/ a

　　
% N: {; S2 c0 N* Y( @    2.3 混凝脱色系统
3 q3 e; f- S% S  Q

8 S+ A( i8 Z8 Z+ E) B  B



3 G: r3 n1 X+ G7 d! ?& E3 v
/ T% b8 M3 q, l
- S! L+ o1 A2 r$ H: g8 b" ^
　　①德州市环保局于1999年11月17日—18日对该厂水样进行了48 h的16次取样检测，检测结果见表1，表明该设施的处理出水达到了GB 8978—1996二级标准。



  
- q9 ~0 _) q- n( \

  
0 |! e" B  W% G& A8 r7 E

　　 铁床出水呈酸性并含有大量Fe2+、Fe3+，当将其出水pH值调至7～8时，形成Fe(OH)2、Fe(OH)3胶体，但形成的矾花较小，需加入助凝剂PAM以利气浮处理。在此过程中，可加入季铵型阳离子高效脱色剂进一步降低原水中的色度。该装置为混合反应罐，其HRT为4
  min。
# L% @/ D$ Y  t: h/ o! X' C

* ]1 A" q, N) |" B3 y9 r3 F) [
( A* a2 O; K" Z& L/ K# O+ G/ k) D　　③电费为0.49 元/t；

% G' V2 t7 V! `& m5 c" I
: t4 n' r1 S; r9 M
　　2.1 调节池

9 |/ f6 b: D) z! h* _+ E
" q7 h& m) n& M; _
  


　　
0 O, ^7 m7 q; U" b( P% ?- s    　　　　O2+4H++4e=H2O

+ L: J2 d6 F- W2 [2 S

　　处理成本为3.51
, b! l/ C# K6 A1 ?/ J    元/t，其中：
0 n6 b, j, i( X3 e

7 K. t3 ^7 ^+ D2 }& g0 u. R
　　4 经济分析


0 Q8 \4 z. e2 E: a9 `$ Q8 ]& C0 [
　　
. x) z# e. L% E* Z: ]" i' u/ L    　　　　E0(H+/H2)=0 V
, r5 b9 m$ K7 S: o, i. H  p% q


　　2 方案的确定


$ Q1 }0 O5 E6 d( J
　　②人工费为0.27
    元/t；
  O, `0 k( X/ L5 q
9 {4 S( c- S- x$ I9 X, o

　　1 原水水质

' F+ B. l- h3 h0 \$ {. n7 r( I9 L

# k: m# B! f+ Q0 ^9 n& B- s1 m　　从铁床的处理原理分析，其形成的原电池可将多环化合物分解成单环化合物，但苯环很难被破坏，加之原水设计气量偏小，致使原水经铁床处理后有一定的Fe2+形成，所以COD的去除率几乎为0。从苯胺的检测结果来看，原水经铁床处理后苯胺含量反而成倍升高，这说明萘系化合物被分解为苯系化合物，使苯胺含量增加。