铁床—气浮—活性炭吸附法处理染料废水2

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　　注：表中数值均为平均值。


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" w* E" e+ K6 I/ x/ l$ N  I) ]
, e* w$ k) B: W" L9 M
* o! h8 a, p& h, r3 G7 O, ^  L  a8 a   


　　 ②问题的探讨
! w9 w1 L1 ~: H( Y
  f3 u# B, v5 @0 E  p/ ]; Y# I


7 j2 \$ O. w! Q+ H0 Z. H/ d
5 O5 n& P3 ~5 C5 R8 ?1 k; J
　　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。


5 t6 k# K- S) h1 P& Q

. I- T* M7 t  v; x5 F

　　2.2 铁床
' o8 d- G6 W6 ^3 f: s6 F


, J; w9 v! r6 {$ {( s
& D, ]# ^6 `1 N$ P/ D3 X

  
4 [8 d9 M5 g% U

# w, V7 {, K: E/ J
! A0 K; z2 Q; f) F. o: [
4 z/ n& k7 r; Q8 [
, g5 I& b5 {- S% \   
0 T0 h  s5 {9 H: q# \7 k" @$ H  W

# R2 ?0 ^- {* b) r4 Y) `  D% ?1 {　　①折旧费为0.86
    元/t；

; I" w$ z: L4 |8 H" |, C/ R& K( A
9 G9 B; y! ^$ p* w; H8 n
, V2 O: f' W( r5 T8 R! @  g  

! B- l& \5 z1 Q5 ?7 d
8 \; D$ X' p7 C7 q   
# E8 Z( N) X( @* T5 {% R3 n
6 X* f! e8 g; d* ?2 R2 X4 S
. @6 z- B8 N, a1 B' m4 e( E0 H- q  


  


　　出 自：《中国给水排水》2001年 第11期


: T3 T% r4 c3 M/ Q) F3 m1 y
7 l$ ~1 b$ X6 y( ]+ }& X  

: u! W, _. T0 `- X
  

) y$ D4 n- \# a
  u5 }) i+ Q4 }% r9 Q  

, {4 `8 T5 x2 ~
4 p- Z" l) e" i- A$ I# B7 S8 J　　
    　　　　Fe-2e=Fe2+(阳极反应)



/ C4 H) g- e0 D　　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。



7 F" W  D6 c0 G　　④药剂费为1.02
5 Q& h5 h0 @9 |    元/t；



　　 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。



9 g& D( k) s+ V" e3 {( g3 ?　　 当有氧存在时阴极反应如下：
/ p2 f% x7 p; A. M


　　 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。



　　
) o, I5 U* ~* N6 l    　　　　E0(O2/OH-)=0.40
    V


2 `9 x% a0 G! Y$ p( }
) l% f& d2 r" m) 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：


, C# p- i! V1 p" V
% w* A7 K4 E) \　　 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
9 @: X. Z: V& e" X  d，HRT为30 min。

1 F1 p0 D  K( D9 h+ L
! F  H, p5 l  \
5 e/ J& S2 _% I4 I  

+ n+ E- T; ?7 Q; [/ z4 p7 v
' ^. m7 I6 O0 Y

2 u6 ^- t0 F. q8 d1 U( U

　　
' |* _+ X- i7 ^% A+ L2 k    2.5 砂滤罐
) T1 F0 v7 v- o" K9 e0 S# h

7 R$ r# v2 h7 O  I3 c: N
: M7 n$ \# B3 {6 V  


2 c! K. J' n4 \% j9 v) d" i/ y


9 }( Z+ _; ~- A* t" h$ O! A　　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
" C$ W* Q- R8 j+ p, X& ~  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。

  H) w( @, M7 F  h

& `" Z1 x" w1 K3 V　　表1 处理出水检测结果


$ s) `/ C8 R+ `; N- D/ g
　　
    2.6 活性炭罐

1 A" m7 p; h( h; g" A0 n% R

1 |6 y( \6 ^) m! w　　3 处理效果分析
( U5 U  p/ F/ M; \
9 s- R5 q% l6 n7 \; \. c

% b7 K( w2 o' c4 A+ c8 L: f：

7 d% L. S2 F7 B6 E6 s
: a  ^. |# K( M( |( [0 l7 G) `
$ {5 L- a* M6 O2 F) P: M  　　1 原水水质
  
; W: z- D% j7 c- |, Y$ z+ d  p$ S　　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。
% r# Y4 J7 j% o( I' U% t6 p! Z/ k　　 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
/ p$ F1 M7 [) l9 ]4 A. T" H  
　　通过试验，对几种处理方案进行了研究，但都不能得到......
& J6 }$ i. Q0 ^* ~- Q) d
                           
8 p$ E4 t5 V' |
8 s8 U* R9 A0 O4 q              
$ p2 ]" Z: M! A' ^. }5 x. X5 w7 ^      

# Q5 B6 S8 \, C2 k


; I1 m) J6 [# U9 X, P  


( F2 V. d9 T* X3 s7 u! K6 A　　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。
( k! a0 k- z8 v# w* O6 S# W1 X
9 _5 t( H! ^6 m  H: q
+ h: U. ]# p/ T5 M; p) O0 M

4 G( Z1 n1 R6 }7 Q0 {/ k1 |

1 R# M/ ?* |8 W. Z( z6 F- i　　
6 O! t5 G' L# A    　　　　O2+2H2O+4e=5OH-

: B8 ~; f9 H' R' M2 B

  


　　
    　　　　2H++2e=H2↑(阴极反应)
" c, V7 k  ^- P5 ~+ N# ]0 a' o
4 a  A3 a( l4 V0 V4 P; J6 [; P

# H6 I5 N/ f7 C+ g/ z# v  
4 Q, d+ J$ M; m, g
+ V" Y- P! t) @) m7 _- a
# n- Y* S/ Q2 O. V! c: d0 E  
6 S3 n1 ?* ?: n: Z$ m% n1 y+ V
, ]; A* y0 Q3 o! v/ v7 v; M, h* \
8 |8 J5 P2 f5 {+ l2 l/ L　　⑥活性炭填料费为 0.65
( W0 u) ]/ I; A/ i    元/t。
/ Z4 A8 @/ o, \" r+ `6 E+ i0 B
$ `# x1 @% Y2 W  J

6 h$ d5 j  R, v+ z% j　　
    2.4 气浮系统



# \% {4 \* D" R* B& K　　
    　　　　E0(Fe2+/Fe)=-0.44 V


; G0 B- {* z9 p; A
  
" `" a% t! c/ n4 }- J


/ s- C) b7 L5 f9 G　　
/ v4 Y2 d& o( A8 @; m( o7 v4 \( u
$ Z! G! d. ?( ~8 Z


8 G% j# y$ i+ E0 b& b




; V" y" V+ @: X
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   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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$ ?2 E8 ]) f/ W; ~, Y0 y
0 d) |6 M5 T/ O6 @' l　　 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
% u/ K7 f" |2 \  h，铁床(Ⅱ)的HRT为2 h。
# u) p( D3 _" Q, R, y, k
3 l: W; ^# ?7 j% n0 G9 G  s2 \2 |( U" J
9 B4 L% W3 w, Y. N  ^$ Q
1 ~: q' k1 B1 N: X! B) u! y' L
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' j: q6 P1 R) R9 S$ y8 L4 H  

5 J1 `/ i% {6 m7 _2 o( O
+ t. K2 E7 G1 F) p
6 I! O. a. P* ]5 t/ g

  

$ d& \7 _: j+ S$ M% X

4 b( |1 |% O; W) Z　　 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。
8 a3 h$ l7 q$ I! Y, L; d' @7 t! {

3 l' x1 Q0 h* z! S3 q+ p
   
   
$ K9 C' @/ V/ \- T8 ?7 p7 v/ L. Z  
     
       　　 项目
       　　 pH值
       　　 COD(mg/L)
, V& j2 c( X. @% L2 a       　　 色度(倍)
$ r0 p0 [- G2 H& x, r3 o       　　 苯胺(mg/L)
   
     
/ ]: l$ P* I* W8 O       　　 染料
2 D7 ]: [3 F0 y" N* ~  q       　　 中间体
8 b2 o( s5 g) k8 y$ l       　　 染料
* T. l8 H4 m2 v, p5 e$ P       　　 中间体
; X% C5 i' k) Z* v. b       　　 染料
       　　 中间体
       　　 染料
       　　 中间体
   
     
       　　 原水
       　　 7.89
- Q: q$ H0 L+ j4 z  g- |; s       　　 5.00
       　　 798
& k! M" _6 T6 p7 w) C( P$ z       　　 810
       　　 4050
$ k# @6 g$ P" F- f  P# u       　　 3000
) x! n; t4 J2 l2 \       　　 10.95
0 Q; f* q% ~% ~8 m       　　 9.29
   
: E8 c( f8 E2 g     
       　　 铁床
6 _+ \. ?- r; `: V( c& B       　　 出水
       　　 7.93
       　　 7.36
       　　 786
1 ]) A6 O: ?& T) p; b4 z       　　 791
       　　 1900
! m! C) V: \' t- V" F' G       　　 1000
3 i  k( }& n2 |! s1 S       　　 29.08
1 G) |+ N+ w  g: {* w" Y7 o, K2 A       　　 19.12
   
     
- L  k% ~! l" A       　　 去除率(%)
  }/ y) j% @0 Y& f2 h2 _        
: Y+ o" }. _- @% ]8 }& K* @        
       　　 1.5
, s! F) s+ i1 t- L4 K- e0 u       　　 2.3
  A$ `. g/ T% W5 f7 d' c1 v- W6 Z       　　 53.1
       　　 66.7
        
! p  S. t) c: G- e        
   
     
       　　 气浮池
       　　 出水
) V! E* P, I) A) U0 O+ k& B2 s0 ^       　　 7.56
       　　 340
9 q6 n5 d% Y: q, j       　　 110
! \4 t( p" z) P: V4 p/ h" G  s       　　 1.79
- p' x7 E6 L+ i3 L! b3 z   
+ u& h8 ?" f. d2 K& _# v     
2 u; f8 F9 n5 J7 ~" T* x. J       　　 去除率(%)
! d6 [9 T/ U0 L" I: r. w1 a        
. |* M! \/ k9 @  F" K& ?# u5 i% r& v; l       　　 56.7
       　　 89.0
       　　 90.6
; q/ ^! e$ b  I* G) s6 E4 w   
     
7 b3 J1 T* `* t# {5 A% N       　　 活性炭罐
4 c$ M) e6 j! m3 l! ~) X       　　 出水
       　　 8.09
       　　 141
# {$ N8 b9 c. h5 T       　　 11
% Y% t2 \' w7 x       　　 0.22
8 u( v; N! R. \4 z9 o* B   
/ g$ \1 T" r. i+ L     
. a! E( s( F0 b5 e3 u  @       　　 去除率(%)
# ^6 e/ P4 k8 B: z        
4 J# E' N, A7 K$ ~" w4 z' {       　　 58.5
5 p0 V0 m9 U2 Q  F; o) u6 J% I) u3 S9 P       　　 90.0
       　　 87.7
   
7 q3 e! k6 M8 s) K; l4 S1 c     
7 p, Y; z5 s. P0 u+ f       　　 总去除率(%)
5 ?* K+ K  z2 s, r7 X  B        
       　　 84.0
$ `) i3 c. p6 i, v' J+ t; @! U       　　 99.6
       　　 97.6
: i& [: e/ x* X9 E0 Y   
- Y4 ?9 A' Y! f5 G7 Q8 D6 ?% A  
  
  
4 W% w/ H+ d5 S7 t3 U
6 u' [- Z, k! G: {  G, `
' ~- N: p+ K2 [7 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。
7 l2 n2 {( n8 ?! X


8 j" m  a( B  t7 p  
9 i, F- r8 e1 B( I8 R' I3 @

　　 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。
9 z9 N( L9 o# }



) Q. b( M3 A" x3 @% ^
* T( H& p. L- p7 _+ ^2 u! C
　　 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。

* ?& j2 J! F  `) C4 j* @
1 x% D0 Z5 g1 k
, k4 [0 \$ J' h4 _. D8 ?4 G　　⑤铁炭填料费为0.22
    元/t；

' t: L2 x- Q, g0 c3 Z9 d
) C. t- J2 m) [6 ?' e3 h- m



3 G# Z6 g- g# w' n( v  z　　 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
+ K5 x/ P+ g: E2 J; _* v  h。


7 i3 u% i8 W! g9 Q( R' V: N7 w

& i8 e* }- g( a( H; @  A
# O0 G- H. A4 B! a6 x8 |




. i+ h/ }3 k* S+ u. {) w
# \; H3 _5 }3 e- r
# e, J% a" {. f# M8 y: I　　
    2.3 混凝脱色系统
4 E0 W" ~8 \" ~+ y$ e" {
4 x$ @7 M. N2 B' [+ J. C& e
/ E  @/ N5 {5 K  ]' U! {  V; Z. P

8 i1 L. P4 ~- c$ g! X9 d! D5 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。

1 E( y* l$ m* f7 Z3 W
: P. b$ Z9 D- c$ W4 p
  
$ Z6 u1 K! \5 t5 d0 |% }, X
, y. t3 i6 r' P
  

7 c( `0 m9 a" v( d9 e. 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。

, w1 |# n" U. ]$ D0 I5 \6 @4 ?
# z; j3 P$ n2 m/ U* S' O
　　③电费为0.49 元/t；
- K8 H! t. R: U1 R/ i4 B1 r0 m

% s/ n8 K' b( e; N
7 ~6 [3 Z# H0 m8 H5 j" w2 s" [9 x　　2.1 调节池


9 U1 @+ z7 y- V2 V7 W
  
5 K" w$ s3 p3 }0 ?) }- ?/ K* s8 Y
! K/ U+ X! [- b* A) j) |- e
! c" Y2 L$ C2 m/ r; K# ?- p4 X; x7 t　　
    　　　　O2+4H++4e=H2O
$ I2 f- o" z3 r
* C! X2 J% Z8 `' D/ g- c

: F1 J* p, a4 ^$ [　　处理成本为3.51
    元/t，其中：


" \, G% u5 {$ C2 g: `+ ^
　　4 经济分析
9 z' T" O/ w# X" q4 A

+ [# x5 H% e/ r/ ~
% G. e' j4 }8 m1 F, U9 B　　
- h5 J( V& \: S0 f3 P: J% s' Z  C8 M3 y    　　　　E0(H+/H2)=0 V
2 h5 Q! |$ |: \: T% \
/ X& Q5 T+ V8 E) M" D/ O2 n- x
$ O+ n" m! n* j" {" ~
/ l! N+ O  g2 O( z　　2 方案的确定
6 h: r! b4 m" F0 J# n

# Q$ v( w; H7 C) k8 m
　　②人工费为0.27
    元/t；

) ~, `: k' y0 F% z+ D6 J5 F( J
  k9 f% [  ^4 Q
" \% d( A" x# C' e( u　　1 原水水质
8 K5 I0 r2 f, k9 G; a+ Z) a

8 R9 L3 f& x+ ~, G3 K* [
* y, v  L# p4 Z$ E" l5 |5 i, {　　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。