高郵污水處理一體化設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)廢水凈化裝置

丁苯橡膠在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量廢水，廢水中所含的苯乙烯、丁二烯以及促進劑、防老劑、阻聚劑等大多是有毒有害、難生化降解的有機污染物，其來源于單體回收單元和凝聚洗滌單元，這些污染物的化學(xué)需氧量(COD)較高，可生化降解性較差，因此需要通過多種方法聯(lián)用進行處理才能達到排放標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)外橡膠廢水普遍采用混凝、沉淀進行預(yù)處理，處理后可溶性COD去除率很低(僅5%左右)；國內(nèi)也有直接采用生物法處理丁苯橡膠廢水，但由于沖擊負荷適應(yīng)能力差，導(dǎo)致生物培養(yǎng)不成功。

針對丁苯橡膠裝置廢水的特點，中國石油蘭州化工研究中心開發(fā)了催化氧化－混凝沉淀成套處理技術(shù)，該技術(shù)通過使用具有雙功能的藥劑，實現(xiàn)了在反應(yīng)體系內(nèi)同時去除COD和總磷(TP)的目的。在催化氧化單元，將廢水中可溶性、難生化的助劑(歧化松香酸等)、苯系物等大分子有機物，通過羥基自由基氧化降解成小分子有機酸，部分有機物被氧化為二氧化碳，提高了出水的生化需氧量(BOD)/COD(簡稱B/C)值，改善了廢水的可生化降解性，適宜后續(xù)生化處理系統(tǒng)。本工作依托國內(nèi)2套丁苯橡膠生產(chǎn)裝置，自主研發(fā)了催化氧化－混凝沉淀法處理該裝置廢水技術(shù)，建成了處理規(guī)模分別為180m3/h(裝置1)和120m3/h(裝置2)的廢水處理裝置，并進行調(diào)試運行，確保處理出水COD和TP分別小于500mg/L、10mg/L，B/C值提高到0.35以上。

1、試驗部分

1.1 主要原材料

丁苯橡膠裝置排放廢水，無色透明，有少量懸浮膠粒，COD為300～1200mg/L，TP為50～125mg/L，B/C值小于0.3。鐵鹽化合物，有效成分質(zhì)量分數(shù)為90%，工業(yè)級。雙氧水，有效成分質(zhì)量分數(shù)為27.5%，工業(yè)級。聚合氯化鋁(PAC)，有效成分質(zhì)量分數(shù)為90%，工業(yè)級。

1.2 分析與測試

采用重鉻酸鉀法，按照GB11914—1989測定COD。采用鉬酸銨分光光度法，按照GB11893—1989測定TP。采用稀釋與接種法，按照GB7488—1987測定BOD。

2、廢水處理裝置工藝流程

廢水處理裝置的工藝流程如圖1所示。將丁苯橡膠廢水收集至調(diào)節(jié)罐調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量，由提升泵打入催化氧化反應(yīng)器，藥劑從管道混合器加入，并與廢水充分混合。廢水從反應(yīng)器上部進入，采用平推流形式經(jīng)折流后從反應(yīng)器上部出水，該水質(zhì)呈弱酸性；在中和槽內(nèi)加入堿液，通過在線pH計控制堿液的加入量，使pH值達到中性；中和槽出水進入凝聚槽，在槽內(nèi)加入PAC進行攪拌，出水進入斜管沉淀池，上清液進入產(chǎn)水槽，達標(biāo)后排入廠區(qū)污水管網(wǎng)。斜管沉淀池產(chǎn)生的污泥通過污泥輸送泵進入污泥儲罐，由污泥渣漿泵送至疊螺脫水機，脫水后的泥餅外運處理。污泥儲罐排出的含有大量水分(含水質(zhì)量分數(shù)不小于98%)的污泥中加入聚丙烯酰胺(PAM)，凝聚形成較大的污泥絮體，然后進行脫水，脫水后的污泥含水質(zhì)量分數(shù)小于80%。疊螺脫水機排水中含有一定量的懸浮物和PAM，出水返回凝聚槽進

對于高鹽廢水的處理，傳統(tǒng)方法是首先將廢水減量濃縮，然后將濃縮液通過蒸發(fā)技術(shù)使鹽結(jié)晶，最終實現(xiàn)廢水脫鹽和鹽資源的回收。目前，已大規(guī)模工業(yè)化的濃縮方法主要有熱法和膜分離法。熱法主要是通過加熱的方式，將高鹽廢水中的水分蒸發(fā)出來，以達到濃縮和減容的目的，該方法通常利用水蒸氣作為熱源，因此耗能巨大，運行成本非常高。膜分離法使用選擇性透過膜作為過濾介質(zhì)，以壓力差?電勢差?滲透壓等作為驅(qū)動力，實現(xiàn)含鹽廢水的濃縮，常見的膜分離工藝有微濾?超濾?反滲透?電滲析等。對于膜技術(shù)，目前存在的主要問題是膜元件成本高?膜污染及清洗等問題。

高郵污水處理一體化設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)廢水凈化裝置

膜蒸餾技術(shù)是傳統(tǒng)熱蒸發(fā)過程與膜分離技術(shù)相結(jié)合的新型分離技術(shù)，其原理是在疏水性微孔膜的攔截作用下，阻止廢液以液體形式穿透膜孔，僅以揮發(fā)組分在膜兩側(cè)蒸汽壓差的推動下穿透膜孔，而非揮發(fā)組分則被攔截，最終實現(xiàn)混合物的分離和提純，具有濃縮倍數(shù)高?能耗低等(使用30~70℃的低品熱源)特點。在常見的膜蒸餾技術(shù)中，真空膜蒸餾技術(shù)(vacuum membrane distillation，VMD)是利用真空泵使膜的透過側(cè)維持負壓狀態(tài)，從而增加膜兩側(cè)的蒸氣壓差以提高膜通量，與其他膜蒸餾技術(shù)相比，具有膜通量高?溫度極化程度低等顯著優(yōu)點，近年來得到了研究人員的廣泛關(guān)注。Mericq等采用VMD技術(shù)對反滲透處理后的海水濃縮液進行進一步濃縮，實驗結(jié)果表明，當(dāng)透過側(cè)壓力為6000Pa?溫度為50℃?雷諾數(shù)為4000?進水含鹽量為64~300g/L時，膜通量可達7~17L/(m2•h)，VMD工藝可將反滲透處理后的海水濃縮液的體積減少81.9%。劉宇程等采用VMD技術(shù)處理經(jīng)濕式氧化后的頁巖氣壓裂返排液，結(jié)果表明，當(dāng)進水COD為299mg/L?NaCl濃度為67870mg/L時，在操作條件為料液溫度70℃?真空度0.085MPa?運行時間為90min情況下，出水NaCl含量僅為1.17mg/L，出水COD降至93.2mg/L。Wen等應(yīng)用VMD技術(shù)處理低放射性廢水，實驗結(jié)果表明，當(dāng)進水含鹽量高達80g/L時，VMD工藝對Cs(Ⅰ)?Sr(Ⅱ)和Co(Ⅱ)的去污因子可分別達到6000?3700和8300。游文婷等采用VMD工藝對硫酸鈉和氯化鈣模擬廢水進行了處理研究，實驗選用聚四氟乙烯平板膜作為膜組件，結(jié)果表明：隨著進水溫度的升高?冷側(cè)壓強的減小，通量隨之增大，VMD工藝的截留率均達到了99.99%以上。另外，隨著膜材料和疏水膜制造工藝的不斷發(fā)展，在保證較高膜通量的前提下，可有效降低膜污染問題，提高VMD工藝的穩(wěn)定性和可靠性。

因此，對于高含鹽工業(yè)廢水，如油氣田產(chǎn)出水?煉化廢水等須回用或外排的高鹽廢水，真空膜蒸餾技術(shù)是一個較好的選擇。本研究采用聚丙烯中空纖維膜元件，研究了真空膜蒸餾技術(shù)在不同條件下處理模擬高含鹽廢水的效果，分析了各因素對膜通量的影響程度，對真空膜蒸餾技術(shù)進行了初步探索，為高含鹽工業(yè)廢水提供新的處理選擇。