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。
- T5 R9 N* f/ Y# N
5 v  H) |- C0 U8 I' C1 `

6 s# O4 v' q3 _1 @" p9 q
$ `# U4 S2 Q" Q* G2 E$ C

   


$ [% d1 ]5 g* s1 n9 E　　 ②问题的探讨



% {# K2 o8 F) J  t* y1 X, ]" a
6 ?$ Z8 w# x9 {
" z5 o" J4 f1 Z! p# z
　　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。


0 o$ ~& P) V( q1 O5 L


1 v- Q; P" H2 ~- w- P' R
　　2.2 铁床
, ]  |  U" K. u
' K. k% ]8 K# I% L
8 d  r" Y: L9 e

* D" Q* }3 R- u/ t6 f  q* p3 \

  



7 \/ x, A4 _  f. o

, f- U  T" j/ x- h) ]   
' W4 h. ?) k& O) m& q, E8 u

" f9 E0 F. T0 E- ~* @　　①折旧费为0.86
* d7 J' a# B( Q( C6 Y) {    元/t；

5 Z7 F( K; L/ I9 }0 G

. e# f& h6 m% p2 Z  

, g, d, M- Z! t5 O) D
2 d9 z0 j+ @' @( W   
; S0 W$ v( s6 O5 G
5 v; P# [; T0 m7 t4 b7 @; w" ]
  {5 U! Q7 H! q) J: N8 C  
4 A% N, U5 v8 c5 S
, J0 G5 i  F6 {0 }
  


8 P& `) N2 K  y　　出 自：《中国给水排水》2001年 第11期

/ p/ i) Z+ @  P$ Q8 G4 w0 h

  
0 N; A% J4 ~+ T$ N: _9 z& ?# x

6 \' x5 D$ o) e% H+ H  
. M+ }( h2 f! m
$ X; e5 ]4 g$ \  }( F
. |+ s* V" \- u! ^/ Z  

6 g( ?2 |0 k5 [
　　
    　　　　Fe-2e=Fe2+(阳极反应)


" O0 }) U5 @! K. _: W
　　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。
4 k# f: a$ L/ Z) E% p) o
7 t( v. |" a- n) C8 _: q( ]" W
9 c) r6 D; {- J9 S
& m* I; }1 |0 X% B9 x% x, ^9 B　　④药剂费为1.02
    元/t；
5 ?# {& e$ X- I/ o8 R0 k  B4 H) L6 `

3 D2 S6 t& l0 D' j3 u. Z
　　 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。
# l0 c' U+ ?4 I. e, |
2 S: J2 h3 R- C2 Q

　　 当有氧存在时阴极反应如下：
: q" ?) D4 l) U% G& J3 ?$ _
2 n3 g& N4 S, ~' g- n4 M  j
% g( }  G3 I. y" i- G3 `
, c' ]+ ^* b. O　　 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。
7 N5 y9 R( z' Y


　　
    　　　　E0(O2/OH-)=0.40
    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：

% Y7 @! n: ]8 \4 o

　　 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
  d，HRT为30 min。
6 e  ~# _; p& ~# G" R% [
: p& R8 H, }; m& ]. J
: Q: g* k& F' ^9 T& B
  

* w2 {$ p) V) E7 s

( d3 q" A; v  u8 O( D; K
: h1 H+ F0 t, x) T: m
1 J- d7 @/ s" x4 p3 z: h  R
. t5 l: t' {2 [+ f, P& U　　
    2.5 砂滤罐

1 u8 P1 A  y. Y& Y, R
8 V* ~* d% c2 f; S" j( O9 e
- G7 K* y4 t2 C# S* M7 V/ t  o  



5 u* ^. ?: }, z6 s4 t2 e
  y+ w  D( J  W9 q; E, n
% g4 _9 Z: s- K& d; [　　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
3 {, F' V4 C% L' _1 c* G) j  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。
1 F  K% F% c5 q1 C$ H/ ~! |
7 ]) {* o& i6 L2 u* a
4 S2 a8 o5 H5 k1 K" Q2 S; m
8 {! Q- k" Q6 E( Z　　表1 处理出水检测结果

5 h4 l( n8 e  H( T
! W' K8 w9 L3 H' `, p
　　
# Q! T" g( _/ h    2.6 活性炭罐

% V9 P/ i2 Z/ `

: d% q. Z1 d* L$ e; P! c, o　　3 处理效果分析



：
. V, }+ P4 F* O. j/ v$ a* z

! P: S  Y  t, p0 ]2 h2 I
  　　1 原水水质
1 S) D! S/ G+ [+ D6 d" R% ?  
- y; k0 z: k$ r% S+ E　　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。
# M; M1 Q2 M& J0 @) 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。
, j* [7 v5 S" T3 T$ D2 t  　　2 方案的确定
/ e& A- m& a/ }, Z! S2 |/ z  
. c- R% N& l$ m. f! T( a　　通过试验，对几种处理方案进行了研究，但都不能得到......
& o) J* X+ }! Y* v. H
                           

5 p! p# V. u' V4 z' ^' S              
      



  }& S- B6 X% O! g% |1 ^
  
9 E: H7 ]8 t* H. H  m

  E* t8 q: j8 _: |　　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。
; O) O# b5 V$ W% S
* Y  w* {5 R6 q0 b/ s" y

9 r' o3 {+ {, G  I$ [$ V: Y" D
# _6 |$ D- Q3 }# N8 R
. p6 z) r; o2 s! i6 b
　　
    　　　　O2+2H2O+4e=5OH-



  
! G5 I' ?& s/ S! `' T9 C
  u( F, f# ?7 S" c
3 j; q7 h1 i) s8 v　　
    　　　　2H++2e=H2↑(阴极反应)
  a0 L' Q/ r3 \8 u& j4 U' L. ]
$ p. Q$ {* [$ E1 i: B; {3 A: R
- Q6 c3 r) C1 C/ \. R$ \
2 O8 }$ n/ I7 x. n7 e  
" n* e: x) l# M* i) T6 `

2 ]7 A" o- U9 W  


　　⑥活性炭填料费为 0.65
    元/t。

! X, ^: P$ o. n( A# d

　　
    2.4 气浮系统
$ l1 l* q0 q! E% F7 M! p8 ]


4 n6 i) o/ Z: C　　
  d/ b. @) V' a  n    　　　　E0(Fe2+/Fe)=-0.44 V


) D: n; U  `: H( o$ l
: k! v+ q' K9 c, \# Q; c9 U  
) v0 x# O4 L3 j$ C0 ]8 P


　　
9 O+ G  U1 e- F  d3 _, Q
) I* q7 ]; S( n+ B; B
% H( _) k! i7 r# k, y& S+ u) m


9 a8 U# V. c5 ^5 j9 `3 E6 l
) }) X9 s4 Q0 @


6 C$ v" @3 W& k
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# k7 J$ [9 H. K! D9 B   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。


7 I  v  b7 Z6 }


　　 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
4 n  v, P' P. c" S4 v( h- I  B" z; N  h，铁床(Ⅱ)的HRT为2 h。
4 H! N3 c" O6 p2 D9 I

, Y& `6 B/ {8 n$ r5 u$ d


6 N! q! \6 x6 x" u* V" k
  
1 v" }0 e" {# d0 ?0 P



! {  D3 ?# _/ u# ]. m0 n0 B
! m; K/ X, e! y  
) W. r- K6 Q9 F% Q4 m9 c

: j& M; I0 C7 {$ B, _* k: u3 D. [
% X  i6 ?6 a4 j, s4 g9 K% A　　 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。
( [4 C# x& P! Z2 b* l4 y


* ]9 l5 K9 V- K: R1 a* y, C0 C( Z   
   
  
3 I, x- M  J' H) f; u: H& m  \! [* M     
9 N9 B* H6 h. P       　　 项目
( w! G0 q" }- J5 o* R       　　 pH值
3 f' K' c& V  S: Z       　　 COD(mg/L)
       　　 色度(倍)
6 v+ G) J* W5 i5 r. q9 D, D       　　 苯胺(mg/L)
   
" f1 w( z& e5 [# V) _     
       　　 染料
       　　 中间体
       　　 染料
" U: q9 {) I' S) t2 `0 K       　　 中间体
       　　 染料
       　　 中间体
       　　 染料
       　　 中间体
   
     
5 |* N0 z4 H3 @( Q) l' _/ e       　　 原水
       　　 7.89
" n/ \0 N& F) U3 _! I7 Q. ~       　　 5.00
       　　 798
       　　 810
3 }' `/ {- q- R- b# r( O       　　 4050
9 d! X6 Z  F7 e4 H( G" f       　　 3000
& I9 w" \: q' u7 b8 v; G6 P       　　 10.95
       　　 9.29
   
     
       　　 铁床
, u0 W& e: U" T) M2 `" S0 ]       　　 出水
       　　 7.93
       　　 7.36
! w2 d1 n6 [! @       　　 786
       　　 791
5 c' f' {" a: a9 @  X0 _3 X: F$ H       　　 1900
/ }. \6 O9 {5 e! ^8 X+ l       　　 1000
       　　 29.08
       　　 19.12
$ X$ ~2 o8 V' I' l$ T   
* O. L, f: y0 H% ~5 f, }8 w. _& A     
       　　 去除率(%)
        
        
       　　 1.5
0 d' a: T" ~* {, h$ }' g, [7 o       　　 2.3
, X. \" ~! P6 f  q/ Q       　　 53.1
  W; u; f& i8 }+ G, `, }) W       　　 66.7
, Q8 L+ i5 M* j5 B- Y) r7 W        
# l9 j4 A5 [, @9 D  ^- N0 a6 O        
   
; O' k- W7 D2 B0 |6 e     
       　　 气浮池
       　　 出水
1 e% F: R8 f& s' v" S* W; I, J       　　 7.56
       　　 340
       　　 110
6 S- A7 _+ A  F% S. O       　　 1.79
5 F4 m1 D( M' L8 I   
     
       　　 去除率(%)
        
       　　 56.7
       　　 89.0
/ W) ~8 H2 K( n       　　 90.6
" S" x0 A- r+ C* E   
     
       　　 活性炭罐
' y0 O2 c7 b. e- a; U( Y5 k9 e  f       　　 出水
       　　 8.09
       　　 141
3 T, N, I: D+ X/ C) _3 ?( ^0 K- w       　　 11
0 h# ^2 F1 Y9 z* a; H4 Z5 Q       　　 0.22
   
     
2 ]1 P+ q1 h- z0 q. Q' ?       　　 去除率(%)
1 D) x  h* `. ], W! H' e3 P        
       　　 58.5
6 `/ O7 _5 Z* V: X$ _       　　 90.0
       　　 87.7
   
# D4 i; _+ {# j5 _' `     
; G0 W2 D2 x( H3 C1 t( n       　　 总去除率(%)
; ]( c- r+ h, [+ P( R) L5 S        
2 T$ _9 M; m6 D+ ~, K       　　 84.0
5 X0 ~5 ?6 o+ _, R& Z8 [       　　 99.6
       　　 97.6
7 n( j4 m, Z: B$ f5 ~: p1 ]9 C! z   
2 E! e, ~  L1 {, z. Z* o' a  
  
  

6 g7 n- [1 ~! j7 c1 I8 [( o& P3 P

　　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。
0 m3 u+ k# H% G) n


5 |2 W, `; E: F7 f( R# h% y  
3 ~9 G4 a' k5 _- L

+ _  A" e# |3 y3 {7 A9 g8 X' c2 K　　 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。

- Y. Z$ |$ K) ?" M
' c; i) n" C: m! S& {: x
; R8 r5 C" T" B. N- z! Y

9 j% F) R' T  ?# }) f
$ `) ?0 y% n0 t; m: 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。
) j& n7 Y& ~. G/ Q0 l8 R
7 L- R9 x0 i& m& o
: |, r3 a* S4 j* q3 A1 }
9 [# g' O" c. a6 u　　⑤铁炭填料费为0.22
    元/t；

$ O; K, O0 u/ W
  c3 t' @+ Y. ?& P9 |6 o' K( L

2 I  G0 l# v- y$ S$ C$ X

　　 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
  h。
' p) L% E' _5 c) N2 Z


7 {* I5 `* D* ]6 t7 f! k


; w$ b3 \' q7 X2 g
1 N& j$ p; @: R, d$ G$ n


: h, S0 |$ j9 O& L" r! m

　　
$ E/ [/ L6 [  K2 ?1 Z    2.3 混凝脱色系统


/ k6 K0 h. o2 g' W  O, a

3 ^( m& P( S  r# @* {, g" P
4 A$ {4 N% Q* _

  c9 x  A# l6 Y1 f

0 a- v7 N! g4 P  r. C* _2 ]　　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。


4 s, k) [4 G, J, s/ S. f6 b
  

  f% C; l7 i( U" o
% x& [3 W0 i* h) `0 f8 c: M. L  
0 \0 ^+ C$ r5 b: ?# A, O% Q

　　 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。

' y9 y9 B0 G9 P: J7 [& z8 _
/ @6 S; P8 Q( J" g. ^5 \
　　③电费为0.49 元/t；
0 O( \# w- ^" H' N! i1 C# j
: F/ {: f# r  t- Z* W
" y; o; q, ^& S% i# c- M
+ U+ r4 M1 {8 e: `/ X  X　　2.1 调节池

0 ^, \2 I  h8 B0 `- z
# h5 q6 M# m' t& T8 g; G
  
; q: \0 {( ^: {* \& N8 j

　　
: Y$ F* Y) v, P2 A! Z    　　　　O2+4H++4e=H2O


3 v) v1 z) V7 |5 `+ x1 u
9 j4 j8 `0 T* z  L* Q　　处理成本为3.51
6 L7 O2 ^# }' r    元/t，其中：
$ `2 o+ q" G# d/ [, U

- g# y% j5 t% b9 t- i! f. ?) ^* h
　　4 经济分析
' B3 j* b" Y2 w


8 d2 y5 q# ~7 Q" P$ C* \0 r　　
, R1 b1 g$ ~& e# }$ s8 P    　　　　E0(H+/H2)=0 V
8 l: {5 I- k6 i+ e- G3 O& Q

* ^" l! h5 s0 [* A9 f, H1 O
! F- ?2 r2 v5 \% r6 u　　2 方案的确定
, R1 n( z: c4 z$ v( i
3 b# A5 h6 c$ l: H

  h7 r8 S/ X; U$ x  r　　②人工费为0.27
) L0 ]4 F2 o) F2 V    元/t；

& z; ~& |3 f  Q5 O' L0 K: i' W

　　1 原水水质

, A) m* @5 I% L- A  S" U

& N( k1 v7 ], p" v) h3 f% u% O　　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。