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。

4 j$ K5 m6 G% ~: o+ x1 E* m
" o1 g" e* I3 i
1 a; p: g$ B" m


* W" }1 r) b+ k) Z   

: A3 ]5 \6 o$ h* k/ [4 @0 B3 w% [3 T
　　 ②问题的探讨

5 s- J# b( J8 T3 A% z& {& e
: g% m" q- f" F1 b
6 V9 U  ?" a* k) Q9 `

) m6 t1 C: k* {/ C3 o! z( q/ {; {/ 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。
& x  P0 f$ @/ }' p



1 P( H2 ^: M) r9 a$ d1 g

6 g9 Q3 R" d( v- ]/ _  N& o! @　　2.2 铁床

  T& B, t0 a3 {5 `- \
& i- `& H! [1 `- E



  

- n  L/ l1 H7 y+ x* z, r8 o; v; f) a2 x

# Y# Z; N' H3 e
' j  ?( F/ q7 T0 i
+ t, R, \( }2 p: s   


. q+ ?( Z  V. \0 \　　①折旧费为0.86
$ J/ E" A, Z, e    元/t；
3 O) m: [9 j- g' l+ X: }9 i9 N


  
- W7 w1 e; ]) N  L
0 @; }; V7 F- C3 I- P" Q% O
   


  
; n; t5 ~. B  r/ ?* P
7 g3 q% r7 s- e2 a
  

4 K2 ]: A8 S8 m! B; x# U' l
　　出 自：《中国给水排水》2001年 第11期


, s: E" A0 p# X7 |2 O
& o3 m# u; g' f0 _. `! B  
+ l( j+ s+ n. P$ G

  


4 U4 f0 K2 X; ~2 I  

/ c4 {  u; t$ {. z7 I3 _
　　
    　　　　Fe-2e=Fe2+(阳极反应)



# x3 {) e, G' o　　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。
0 m# P2 t" R( _! Y7 ^
1 ^, ~2 ]6 e0 q1 m0 P& O0 G- z0 y' o

　　④药剂费为1.02
' w6 i5 C* `  ~4 W    元/t；


: t" `, f& V% X4 G1 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。



7 c. k9 n0 P' U# _9 h3 J　　 当有氧存在时阴极反应如下：

  O% I: a0 d1 ]" F
, N$ I2 e3 ~3 \9 I. _+ e* v
# `8 {. M9 `$ _) ?5 E% W) [; f' F5 u　　 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。



, E; j, r9 ?$ C' F: f　　
    　　　　E0(O2/OH-)=0.40
2 I1 a4 `9 N2 M! M+ K, x    V


7 E. j1 o* [" q( ]' y- u  c
! z- u6 P' {6 O- ~) E: i　　 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：
: z) k' I& Y0 c
  z8 K9 B, b# @' H. e
& m1 g! k5 [3 X$ Z; u. W
　　 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。
5 d0 b& Q! z: H4 F' {
' L( S$ ?+ L* A6 K* g
5 \' M/ _* G2 W- G
1 Z$ J/ p# i* _. p6 T, D6 g) O: y5 ~  

7 w/ b) b4 A/ _8 p3 i0 M; ]

6 W: _. R. H, M( @4 x9 N1 V5 B# E

9 V5 S8 E  w, Q$ k& q" ~
　　
    2.5 砂滤罐
7 z" B9 O( F2 ?" e
% e; N1 _+ u1 r9 x* \  |4 S
# G7 {8 X6 U2 f3 u' K  C
  

% p$ A7 E" e* K. a# [% t
6 t' B9 B9 @# X0 x' ]
( l1 k; e( G' |
9 i! |  P$ p9 p/ c+ `2 I& n
　　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
: ^( f/ @0 I4 }+ g4 i/ u; o& F  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。

& R9 b, n" r7 X3 }+ G
: J' _3 I7 F0 s% Y
$ ~5 e5 l. n* ~8 p　　表1 处理出水检测结果

; N2 z1 J% H& {& k4 J

+ |7 L# {# k# V8 v/ c8 g　　
    2.6 活性炭罐


7 L! ^0 z* j! _& K5 ^2 P) d  D6 C3 m" I
　　3 处理效果分析



：



, C0 x3 V  a- [" |2 G  　　1 原水水质
  
　　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 ^4 {. z0 k5 Y! m* V, s　　 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
  
7 z/ i1 Q3 p! J4 X　　通过试验，对几种处理方案进行了研究，但都不能得到......
* |. o# Y; ?2 g" }: r- b
  p) C( R: x9 K! g                           
8 a; l. l: f: Y2 `+ P7 F
              
+ A7 S5 n; T$ u/ q      



; b( c$ D9 F1 ^% c
2 }  {1 _* v  G. W1 L; \# J% P  
9 s) y# R1 I/ H, x: c
0 D5 n" ~- e" S# _
* u* ?" k+ H. C! H" 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 W) U- o/ {) N4 C4 s9 L
; X5 G) X2 ~7 E/ E
( Y% [: _. a) X" p


6 X3 f# D+ I. y4 n$ i
9 [) w+ c( A4 \/ E5 c1 g' h: v　　
    　　　　O2+2H2O+4e=5OH-



7 U0 F; s4 R" _7 M  


' Z7 Q; N6 g: e& {+ s( C7 r9 \/ c6 \　　
/ q4 m5 ]( K  @3 o  f& G' Q' x4 d    　　　　2H++2e=H2↑(阴极反应)



  


& A- a' \% I+ w7 D: K7 \4 e: \  


　　⑥活性炭填料费为 0.65
    元/t。


, v/ B+ E7 @/ `- q4 j4 Y
* ~$ D( f3 Y- _. e　　
- G7 E0 Z" Q  u: o$ I    2.4 气浮系统
0 w6 k7 ]" {  u


& \4 p. r" j- P　　
    　　　　E0(Fe2+/Fe)=-0.44 V

- s1 d1 D! A2 f: J4 c, k
. F/ P  `( Z3 f% v8 W
# p: u! J+ v8 }# d  

! @) M' J% t6 p

　　
2 r4 H1 J# W' E$ I% J



+ S5 c7 s( R2 F' w$ U# j0 a( ^

; n6 Y# g9 }/ T2 P" R
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, |- Z, p1 p) c# F8 o3 N2 ?/ o5 X
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9 s- J* f6 w: J) A. ^0 R   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。
5 R9 y0 a: L6 Y! w
. C6 |/ G8 h# ]4 S

$ ^4 m& ?+ b/ y6 J
2 y/ T6 b7 K2 `( O$ t- @
; m! ]* M  M/ F) f　　 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
  h，铁床(Ⅱ)的HRT为2 h。
3 a- C( f5 t8 _5 y$ y. I- W
* ?  M" s+ o# D


+ i. d& e$ @5 X& ^
2 ~: J6 Y- J3 r2 D/ h4 h! D
  

/ e% z/ f# h: I$ Z2 ^- O

1 w1 H; a9 b- P1 P

  

5 T& ^! s& E  j0 S# H/ l
. ]2 C. k+ c  ]4 p' B
0 O, R2 m6 R7 e8 V/ e  D% N) d" v　　 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
' a2 D/ t7 T3 ^0 i+ C6 g# L  m，HRT为40 min。

2 X; `- x# P9 |) I# N( k9 j

. C( R; t# ?% p7 E  N+ i3 t& J   
$ ~* O; u, H6 v: u- k$ P   
  
     
       　　 项目
  d- x) l! B3 r- e/ ]0 P       　　 pH值
       　　 COD(mg/L)
6 O8 A! O4 O" k* {( P. X       　　 色度(倍)
       　　 苯胺(mg/L)
5 v0 n& [4 F* c' K& C$ q0 _( p   
     
       　　 染料
       　　 中间体
* {) J: ?; c" z1 |       　　 染料
9 a6 \7 _5 I  }' M) q; y       　　 中间体
       　　 染料
       　　 中间体
       　　 染料
4 g" s/ {5 }9 h       　　 中间体
: Y7 `/ {: Q" [7 h+ o# W* ^' M   
     
3 q1 F- {2 r; p" f  Z       　　 原水
- Q7 T' J+ o. e' o* F" {       　　 7.89
       　　 5.00
: A6 e+ S. H- E# |& n; t       　　 798
       　　 810
! R2 m* P) }$ Y8 d$ T       　　 4050
+ u& t' Z3 e/ k5 c# G5 K! L9 x       　　 3000
8 T( h$ {6 q# |6 G' P8 m% x" ^% c       　　 10.95
  i3 J+ h4 q! G9 |5 U- o' P       　　 9.29
( v# h  Z7 a' Z   
6 X7 H, q4 \; d' D, X/ j0 {2 b     
       　　 铁床
2 r5 T3 j4 f4 J8 w4 H6 o       　　 出水
       　　 7.93
       　　 7.36
       　　 786
       　　 791
       　　 1900
       　　 1000
       　　 29.08
       　　 19.12
   
     
       　　 去除率(%)
4 t$ ~3 @' _4 r. o2 y        
* X! [, D9 e* {0 u1 s        
$ E1 u" I) w+ J, K       　　 1.5
. `' K" {2 P% m/ E, @6 K       　　 2.3
       　　 53.1
       　　 66.7
) n1 E. o2 w1 |5 j+ B' @3 q        
        
   
     
       　　 气浮池
4 y9 U4 L# B  h* t2 m1 H: A2 b       　　 出水
6 q( E' A# M' E; S' x! d! t9 A: B       　　 7.56
       　　 340
( Q6 w( W9 D! t       　　 110
7 X$ Z6 d" B* ?+ M# `; I7 n       　　 1.79
3 `( G5 Y9 O/ U2 w   
9 G4 Q2 z4 X: J. {! \5 `     
) g) H3 K3 W2 p4 j, F7 Z/ K       　　 去除率(%)
        
       　　 56.7
$ f: @4 V) m2 M: u+ M       　　 89.0
       　　 90.6
7 j; M& s. Z* q0 A/ E% [6 X   
     
       　　 活性炭罐
       　　 出水
/ T- X/ d2 G, c& o" U/ A       　　 8.09
6 ~" _& l0 i1 W5 D( b       　　 141
       　　 11
       　　 0.22
   
3 P; Y/ |" ^- z* S2 |" T1 E" J3 C, k     
       　　 去除率(%)
        
3 B7 `9 D  p$ Z2 u6 g3 ?0 R/ c       　　 58.5
5 P5 y2 ?3 ?5 M: O7 `2 Z: X1 T1 J' u       　　 90.0
       　　 87.7
   
     
       　　 总去除率(%)
        
       　　 84.0
       　　 99.6
       　　 97.6
! f5 T, S8 N8 R) P% r& c   
  
/ n  V+ P: w5 A/ m  
5 x! c- v/ I5 |0 ]# @  
! t) ^) j3 n8 o3 l7 F


) F1 F( x* K7 ?. t2 h　　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。

8 c6 a+ K6 l% K. q- V6 x* R

: A9 E; ~4 q& I; `& {  


　　 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。

& c" u$ W0 O" W" i$ b
" I2 U/ k1 _! j" }
% n- v) S# V- d! H0 B7 F( t
7 L( R( ]7 N+ @5 d  M3 y

　　 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。

+ Y7 ^& K: T1 o
4 j* Z% S: s6 m
* ]' s& N* d/ ^5 {3 f0 |% h% u　　⑤铁炭填料费为0.22
" q, p5 y$ U6 H; B' K+ I9 K$ h; D    元/t；
8 o- g' p5 j( i4 u8 t% J
7 S1 |7 S, U1 A: L
9 @' \/ n, r7 D+ q
# s4 Z* Z8 p! K: c* Z


* M: {5 y+ P% E　　 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
$ A. I* D) {  B# g  h。
7 Q+ L4 K1 S6 I; |- U9 Y' X1 J: y

5 w- m* l) u9 q8 C6 a1 ?) K

! A5 e) ]! z# W, W% N# D" o






1 Q; j8 x6 h' T" V6 g
　　
    2.3 混凝脱色系统





0 ?; k0 r) Y- Y( a# s* ]

6 B% @2 ^+ m. o  W* T

　　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。
2 y1 X+ _( n% [/ A
% @- _6 w# x" j
$ |5 Y; M9 Z- r
  

7 M2 V5 G* w; Q+ b- x. M
  
2 O- R% c9 M8 [
: F" p( `% ^& y; D" e; I! c& B
& U: G6 e$ V* g( y1 }# b$ f3 w　　 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
! d5 J* p. b! t' ^8 ^  min。



　　③电费为0.49 元/t；


4 k3 |* f6 D( [) y0 o$ r' [
　　2.1 调节池
# C# X7 N2 G# d6 ~" r6 k) B


  


0 ]4 ]$ `7 S+ B' h9 u% [　　
1 K8 ^6 z% f. n2 m4 L9 a! U* W    　　　　O2+4H++4e=H2O



　　处理成本为3.51
# P3 \# z+ |6 f4 s' g    元/t，其中：

& ^& p3 J# \* b1 T
7 w" N% ^, J( \! G" c
2 E+ l6 }$ K. T& G- N3 s　　4 经济分析
' K& J5 s* h" j5 D6 R/ |6 q; A

# D6 i5 n; A) i7 l
　　
' k8 d1 D$ L- b    　　　　E0(H+/H2)=0 V



　　2 方案的确定

/ X* U6 e. O1 q' J- v! L" G* S
. D0 N' w' s, V/ `5 u3 U8 E8 ]
! c5 k( g/ c1 }2 K( k3 i/ ~& H2 }　　②人工费为0.27
8 X  |* E/ y: G+ L$ d    元/t；
- s0 N( U4 \( P0 t( }  [- z


* e8 T7 o1 a0 y　　1 原水水质
; K% `- _6 }1 |7 P: P

" e1 V- U2 w2 `; \/ a7 g: @
　　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。