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清遠新材料化工廢水處理工程方案

工程概況

  清遠某材料有限公司是一家專業從事化學化工產品研發、生產和銷售的高新技術企業,其自主研發和生產水性涂料、特種金屬卷材涂料、高分子樹脂和無機材料、彩色噴墨打印紙涂料、膠漿涂料等一系列高品質化學化工產品,廣泛應用于家電、汽車、家具、醫藥食品包裝、建材、化工原料和數碼相機配套耗材、印刷等行業。公司現擁有水性涂料、金屬卷材涂料、高分子合成樹脂和助劑、二氧化硅粉體材料、彩色噴墨打印紙涂料、紡織印花涂料、光學薄膜和功能性薄膜七大系列的自有知識產權及專利的產品。

  項目排放水主要來自高濃度生產廢水、生活污水等。主要含有丙烯酸、丙烯酸酯、聚氨酯、多元醇等大分子有機物以及磷酸鹽、SS、油脂等。生產廢水主要分為兩部分,第一部分包括水性丙烯酸樹脂廢水和水性聚氨酯樹脂廢水,第二部分分為LED廢水及水性涂料廢水,廢水總體來說含高濃度有機溶劑及樹脂,可生化性低,處理難度較大。

  隨著地方政府對環保要求的逐步提高,企業也越來越重視對環境保護的工作。為了創造更好的環境效益和社會效益,樹立良好的企業形象,該公司決定在新建生產基地同時配套建設一座廢水處理站,對廠區相關廢水進行處理。

  污水處理站建設總處理規模38噸/天。處理后廢水達到《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時段一級標準。

受該公司委托,漓源環保根據該公司的要求對新建污水站進行設計;本新建工程包括工程設計、土建施工、設備安裝以及工程調試等全部內容。


設計進水水量水質

1.設計廢水水量

  經與業主溝通,決定污水處理系統污水處理站設計水量為38T/D,其中生活污水22T/D,生產廢水6T/D,清洗廢水10T/D。生化運行時間按24h/d設計。

2.廢水進水水質 

  根據以上資料,結合污水處理站實際運行時間和運行周期估算,決定本項目設計進水水量水質如下表:

表1 設計廢水水量水質一覽表

污染指標水量CODcr氨氮備注
生產廢水水性丙烯酸樹脂廢水1≤50000-
水性聚氨酯樹脂廢水1
≤150000-
LED廢水2≤40000-
水性廢水2≤30000-
清洗廢水10≤3000

混合后廢水1623125-
生活污水2240025
合計38996814.47

  根據以上水質分析,一期生產廢水中含有的COD含量為370kg/d,生活污水8.8kg/d,需去除的COD含量為378.8kg/d。


污水處理排放標準

  根據業主要求,出水須達到《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時段一級標準,具體指標如下:

表2 設計出水水質標準一覽表

項目《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時段一級標準
pH6~9(無量綱)
BOD520(mg/l)
CODcr90(mg/l)
SS60(mg/l)
氨氮10(mg/l)
甲醛1.0(mg/l)
石油類5(mg/l)


工藝設計分析

  對于高濃度難降解有機污水目前主要有以下幾種處理思路:

1、純物化處理工藝

  采用諸如焚燒、濕式氧化等手段對高濃度難降解有機污水進行處理是危險廢棄物常用的方法,優點是占地面積小,適應性廣,不懼怕任何有毒有害成分。缺點是投資成本高、運行成本高、管理難度大、操作成本高、危險性也高。

2、物化+生化處理工藝

  采用物化工藝如鐵碳微電解、FENTON氧化等工藝對污水進行預處理,改善污水的可生化性,降低污水中難降解有機成分的濃度和性狀,然后再進行生化處理。工藝流程雖然長一些,但對于大部分難降解有機污水需要較長停留時間才能降解,工程投資和運行成本比純物化工藝低,安全性和穩定性更高。

3、水解酸化池+生化處理工藝

  水解酸化實際上就是厭氧消化。水解酸化是厭氧的第一和第二個過程,就是為了防止沼氣產生,將其控制在水解和酸化階段,只要目的是為了提高廢水的生化性,以利于后續生物處理。由于污水中含有大量的有毒有害成分,而高濃度污水處理的“主力軍”產甲烷菌比較嬌弱,如果直接進行厭氧處理,將會對微生物造成沖擊,導致微生物不耐受甚至死亡。因此,我司在進行厭氧處理前設計了“水解酸化池”進行“預酸化”處理。


污水處理工藝流程

污水處理工藝流程圖


工藝說明

  LED廢水在車間進行隔油后,排入儲罐,水性廢水、水性丙烯酸樹脂廢水和水性聚氨酯樹脂廢水在車間儲罐中儲存,以上廢水定期定量提升到集水池2。清洗廢水由廠區地下管道自流進入集水池1,由集水池1提升泵定量提升至集水池2,在集水池2與其他廢水混合、調節水量水質?;旌暇鶆蚝髲U水由泵抽入破乳混凝池,投加堿、破乳劑及混凝劑后進入初沉池沉淀,去除污水中的懸浮物和膠體,上清液經自流入電催化裝置。在電催化裝置中,進行氧化還原反應,將大分子物質變為小分子物質,去除部分污染物并能起到改善污水可生化性的作用,電催化裝置出水經自流到Fenton氧化池,添加Fenton試劑,形成強氧化性的·OH,進一步將難以降解的大分子有機物質氧化分解,使有機物長鏈斷開,形成易生物降解的物質。Fenton出水自流入混凝反應池1,經過混凝產生膠體物質進一步經沉淀去除經催化氧化后的不溶產物。沉淀后進入調節池。

  在調節池加入稀釋水(生活污水),調節水量水質后由泵抽入水解酸化池。在水解酸化池中,針對性投加專性菌種,去除廢水中殘留的醚類和苯類,同時在水解酸化菌作用下去除部分污染物并將大分子難降解有機物分解成小分子有機物,便于復合厭氧反應池中的產甲烷菌利用,還避免了污水中的有毒有害物質對產甲烷菌的影響。

  水解酸化池出水自流到厭氧調節池,將污水調節到合適的溫度后并補充適量的營養物質后泵入UASB反應池,在產甲烷菌作用下,將污水中的大部分有機物分解成二氧化碳和甲烷,然后自流到多級接觸氧化池,第一級接觸氧化池去除容易降解有機物,后續接觸氧化池去除難降解有機物,出水經生化沉淀池固液分離后進入混凝反應池。

  在混凝反應池投加藥劑形成絮狀可沉淀物,經物化沉淀池沉淀后污水進入氧化池,投加氧化劑進一步氧化后出水達標排放。

  沉淀池采用斜管沉淀工藝。斜管沉淀池是根據“淺層沉淀”理論,在沉淀池中加設蜂窩斜管,以提高沉淀效率的一種新型沉淀池。它具有沉淀效率高、停留時間短、占地少等優點。其處理效果穩定,維護管理工作量也不大。

  初沉池、物化沉淀池底部污泥排入物化污泥池,生化沉淀池底部污泥排入生化污泥池,濃縮后的污泥再用泵送入板框壓濾機脫水,脫水后的泥餅外運。


預計處理效

采用以上工藝以及設計參數,預計出水水質如下:

表3 廢水處理預計出水水質

項目

CODcr削減變化量(kg/d)

CODcr濃度(mg/l)

CODcr去除率
廢水50+150+80+30=31022143-
破乳混凝池+沉淀池232.51660725%
調節池1232.5+60=292.5(匯同水性廢水)18281-
電催化氧化池2341462520%
調節池2

234+8.8=242.8(匯同22m3/d生活污水)

6389.5-
水解酸化池242.86389.5-
厭氧調節池242.86389.5-
UASB反應池60.7159775%
多級接觸氧化池+生化沉淀池6.0716090%
混凝反應池+物化沉淀池6.07160-
氧化池3.348845%
排放標準
90-

  注:“-”表示沒有處理效果。

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