某尼龙化工公司生产装置排出的废水种类多,成分复杂,废水中含苯、己二胺、己二酸、环己醇等苯系物及低聚物和硫化物,氨氮和有机氮含量高,废水可生化性差,处理难度大。为达到回用水标准,对经过二级生化系统处理后的出水(9600m3/d)和己二酸酸性废水(4800m3/d)混合后进行深度处理。己二酸酸性废水有机物浓度低,水质与二级生化处理系统出水水质一致。
2、工艺流程
采用“固定化微生物曝气滤池(3T-BAF)+混凝沉淀+砂滤+消毒”的处理工艺对某尼龙化工有限公司二级生化系统处理出水(9600m3/d)和己二酸酸性废水(4800m3/d)的混合水进行深度处理。
(1)工艺流程介绍。
生化处理系统出水和己二酸酸性废水的混合水进入3T-BAF池,3T-BAF池通过固定化高效微生物对废水中难生化的大分子、难降解、有毒有害有机污染物和氨氮进行降解。3T-BAF池出水经回流池一部分回流至前端生化处理系统缺氧池中进行反硝化脱氮,回流比控制在2∶1左右,一部分进入混凝沉淀池。在混凝沉淀池中投加PAC、PAM等混凝药剂,与回流池出水进行混凝反应。经沉降后的废水进入砂滤池,通过砂滤去除废水中的SS。砂滤池出水进入回用水池消毒后即可回用。3T-BAF池及混凝沉淀池污泥经污泥浓缩池后,压缩脱水制成泥饼。
(2)深度处理工艺特点。
鉴于回用水水质的要求,该深度处理工程的处理对象主要为CODCr和NH3-N,故3T-BAF工艺单元是此工艺运行的关键。3T-BAF池主要采用比表面积大、挂膜性能好的高效生物载体,并通过高效微生物活性分子固定化技术,将含有多种微生物种群和复合酶制剂的高效微生物固定在载体上,可强化对高浓度、大分子、难降解及有毒有害物质的降解能力与硝化反应,达到去除废水中CODCr与NH3-N的良好效果。
3、中水回用问题的提出
我公司是平顶山市用水大户,原设计用水量为1096m3/h,现平均用水量约900m3/h。新增20万吨尼龙66盐成套项目全部投产后,平均用水量将达到1500m3/h。若使全公司每年节水1040万吨,水资源利用率达到90%以上,减少向淮河流域废物排放量1134吨/年(COD:972t/a,氨氮:162t/a)。公司在20万吨成套项目建设过程中,提出“增产不增污并实现零排放”的目标,对污水处理厂进行扩能改造,增加了污水深度处理设施,对污水厂出水进行了再处理,出水达到三级排放水要求。污水日处理量约12000t/d,而中水回用少量用于煤气柜水封、己二酸结晶器、部分绿化浇灌上,绝大部分水作为外排达标水直接排掉。若这部分中水有效回用,可大幅度降低水耗,减少污水外排,降低企业生产成本,创造良好的社会和经济效益。
(1)尼龙化工公司中水现状。
尼龙化工公司主导产品有尼龙66盐、色母粒、己二胺、己二酸、重质苯、**等,还有硝酸、精苯、环己烯等中间产品。生产排放的工艺废水成份复杂,COD、NH3-N含量高,毒性大,可生化性差,处理难度大。根据公司生产废水的特点以及对处理出水水质要求,我们选用低剂量粉末活性炭缺氧/好氧(A/O)脱氮工艺和-3T-AF/BAF工艺(固定化高效微生物厌氧滤池和曝气滤池),对生产及生活废水进行处理。污水经生化处理后达到三级标准出水,日产中水水量为12000m3左右,作为外排达标水直接排掉,造成水资源浪费。
①目前我公司中水的出水指标已基本符合我国工业补充水的有关标准,但在电导、碱度、微生物指标上,我公司中水的出水指标和有关标准还有一些差距;
②根据分析水质情况,中水化学需要量(CODCr)总体比较稳定。
③长期监测表明中水中的细菌总数基本在12000左右,比国家工业补水标准中细菌数2000高得多;
④由于公司各生产装置中没有磷酸盐的加入,只在污水处理过程中加少量的磷酸三钠,故检测结果中水中总磷含量低(小于0畅5mg/L),说明中水中磷酸盐对工业循环水系统产生影响可以忽略。
(2)公司中水回用做循环水系统补水所需解决的问题。
①微生物。
由于我公司污水处理厂采用低剂量粉末活性炭缺氧/好氧(A/O)脱氮工艺和-3T-AF/BAF工艺(固定化高效微生物厌氧滤池和曝气滤池),导致出水中异样菌含量较高,导致微生物大幅度增加,需要加氯、二氧化氯进行杀菌处理。
②悬浮物。
采用低剂量粉末活性炭缺氧/好氧(A/O)脱氮工艺和-3T-AF/BAF工艺(固定化高效微生物厌氧滤池和曝气滤池),使出水水体带来一定的悬浮物,随经砂滤池处理,可以达标,但考虑到浓缩倍数等因素,水质中浊度指标依然偏高。在今后的工程实施中,通过增加循环水系统砂滤的负荷和反洗频次来降低浊度。
③结垢与腐蚀回用水中电导率、碱度指标较高,水质的结垢能力相对较强。
我们通过投加硫酸降低碱度,增加缓蚀阻垢剂的浓度来降低中水对设备的结垢和腐蚀。
4、中水回用的试验方案
通过对中水分析结果进行分析,形成有针对性的处理方案,为保证中水回用后对系统小的冲击,采用中水与自来水按比例补加的方法,并按10%、20%、30%、50%的比例,逐渐提升中水所占比例的方法。加强分析监控。一旦发现循环水水质恶化。立即停止中水补加。
(1)中水的出水监测试验:对中水的出水指标在常规指标和微生物指标上和工业一次水的区别进行比较,找出中水作为工业循环补水的差距。
(2)各种杀生剂的杀菌试验:在酸碱度、浓度不同的环境条件下,针对中水中存在的细菌进行不同杀生剂进行杀菌试验,确定杀菌配方。
(3)防腐试验(旋转挂片试验):中水回用于生产冷却循环水系统时,腐蚀因子和微生物因子后对系统造成的危害都是设备的腐蚀;在旋转挂片试验中,进行不同药剂,不同浓缩倍数,不同的药剂投加量,不同的杀菌剂和杀菌剂剂量等试验,比较全面和系统地考虑了试验中的各方面因数,形成缓蚀剂调配方案。
尼龙66盐生产排放的工艺废水成份复杂,COD、NH3-N含量高,毒性大,可生化性差,处理难度大,中水在工业循环水的研究与应用,为国内尼龙
近些年来,随着相关技术水平的不断提高,选矿废水治理与循环利用技术应用得到一定的优化,新型治理技术的研究也在持续深入。考虑到选矿废水属于复杂的混合体系,典型治理法和新型治理法存在一定程度的局限性。对此,综合分析选矿废水的基本特征,强化对选矿废水的科学处理十分必要。
1、选矿废水的基本特征分析
选矿废水主要是指,选矿厂在生产过程中,所有外排水均属于选矿废水。具体来看,主要包括设备的冷却水、精矿或者尾矿的浓缩溢流以及各厂房的地面冲洗水等等。综合分析来看,选矿废水的特征主要体现在以下几点:
,选矿废水的排放量大。排放量是选矿废水的主要特征之一,其中固体悬浮物中有着较多种类的重金属离子,其浓度较高,并且有着较大量的化学药剂。选矿废水排放量大这一特征,主要与选矿工艺复杂和矿石资源品质低有着直接的关系。相关统计结果显示,我国目前每处理1t矿石,浮选法需用水4~7m3,重选法需用水20~26m3。上述用水除了少部分回用外,其他均被派出选矿厂。
第二,固体悬浮物含量高。固体悬浮物含量高是目前选矿废水为直观的特征,主要表现在微细粒原生矿泥颗粒与次生矿泥颗粒多等方面。如果选矿过程中过多使用水玻璃等分散剂,也容易导致固体悬浮物含量过高。
第三,整体危害性较大。选矿废水普遍具有整体危害性大这一特征,这一因素也是导致选矿废水处理难度较大的主要原因。具体分析来看,目前选矿废水中有着较多的化学药剂残留,加上多种重金属离子,导致选矿废水有着较大的危害性。这一情况,特别出现在有色金属矿山生产中,重金属离子主要包括铜、铅、锌、镉以及砷等等。考虑到重金属本身具有显著的不可降解性特征,长期存在与选矿废水的水体中,加大了选矿废水的治理难度。而残留化学药剂的存在,主要产生与选矿生产过程中,捕收剂、起泡剂以及调整剂等药剂的大量投入。这些药剂的存在,也是导致水体化学需氧量以及pH值等指标超标的关键诱因。
2、选矿废水治理与循环利用技术应用
2.1 选矿废水的典型治理技术
选矿废水的典型治理技术,包括自然净化法、酸碱中和法等等。其中自然净化法的应用优势主要在于废水治理成本低以及操作便捷性等几个方面,在选矿废水处理中有着较广的应用。一般情况下,自然净化法大多以尾矿库作为基础的构筑物,在此基础上,通过将废水经由管道运输到尾矿库的方式,使其可以在尾矿库内完成一系列的沉淀、水解、氧化、挥发以及生物分解等干预。降低悬浮颗粒以及残余的药剂浓度,从而达到废水处理的目的。而酸碱中和法作为传统的废水治理技术,主要是借助石灰、消石灰以及硫酸等中和剂,对选矿废水进行处理。在中和剂选择过程中,需要考虑到厂区周边的废料使用情况,以达到“以废治废”的治理目的。理论上,只有保证各重金属在一定pH范围内,才能大程度上保证沉淀效果,控制好pH值,是强化选矿废水治理效果的关键。
2.2 选矿废水的新型治理技术
选矿废水治理过程中,对于新型治理技术的应用,主要包括微生物处理法以及光催化氧化法等方面。其中微生物处理法的应用,属于一类具有较大发展空间的废水治理方法,尤其是在矿山酸性废水的治理工作中,微生物处理法有着突出的优势。微生物处理法的应用原理,主要在于借助微生物本身的新陈代谢作用,通过讲解水体中污染物的方式,将其转化为无害的物质。这类技术的应用,与现代选矿废水处理的环保性要求相符合。光催化氧化法本身具有显著的降解速度快以及净化效果好等诸多优势。光催化氧化法的应用原理,在于结合半导体本身的光能吸收作用,通过电子受辐射跃迁,生成活性很高的电子-空穴对,从而将部分污染物转化为水和二氧化碳等小分子无机物。
2.3 选矿废水循环利用技术
从现阶段选矿废水循环利用技术的应用分析来看,可以将其为集中回用和分质回用两种类型。其中集中回用方式一般被应用在尾矿库溢流水的回用工作中,在具体的操作中,借助尾矿库本身较强的自然进化作用,促使选矿废水全部集中汇入到尾矿库中,经由一系列的沉降——收集等方式,使其会回流到选矿生产系统中。如果发现溢流水的回用,对于选矿指标产生影响,则需要配合实施相应的酸碱中和或者混凝沉淀等干预方式。分系统、分质回用方式,为了保证其应用效果,需要综合分析选矿废水本身的水质特性以及实际的分布状况。将选矿厂的部分废水实施优先回用,将其处理后回用到生产中,而剩余部分废水,需要集中送到尾矿库内实施集中回用处理。对比来看,尾矿库溢流水的回用的应用,可以有效降低对选矿指标产生的影响,在控制药剂消耗量等方面,也发挥着积极的作用。