高浓度酸性废水处理技术

收稿日期:2001-12-16

作者简介:张成志,(1964-),男,济南市人,大学本科,济南市环境工程设计院高级工程师。

高浓度酸性废水处理技术

张成志,任　伟,邵东煜

(济南市环境工程设计院,山东济南　250001)

摘要:　采用电腐蚀-

中和反应-内电解-混凝沉淀-厌氧-好氧组合工艺,对某企业排放的高浓度酸

性生产废水进行了中试研究。研究结果表明,废水经本工艺处理后,COD 、BOD 的总去除率达到99%以上,出水

p H7～8,符合国家《污水综合排放标准》

(8978-1996)中二级排放标准的要求。关键词:　内电解;混凝沉淀;厌氧;好氧

中图分类号:TQ085 文献标识码:A 文章编号:1004-

4280(2002)02-47-05

济南某公司在利用米糠、棉壳、玉米心等农副产品与稀硫酸共热,多糖发生水解、重排、脱水等反应生产某产品时,排放出的污水成分复杂,呈较强的酸性、有机污染负荷高、水温及色度较高。废水中的污染物均属于低碳有机醛、糖、醇、有机酸等,还含有硫酸以及多种难生物降解的有机物。其中COD 平均浓度达20000mg/l 以上,p H 值为2.5～3.0。本研究采用了比湿式氧化学、吸附法以及萃取法等其它方法更为经济可行的生化学[1,2],并辅以必要的物理、化学前置预处理措施,以降低废水的毒性,进一步提高废水的可生化性,降低废水中的有机物的含量,使处理后的出水量终达标排放。

1　废水的来源及水质参数

本研究中试阶段在济南某公司污水处理站现场,原水取自企业生产所排放的废水,其污染

物的水质情况见表1。

表1　废水水质监测数据

项目

生产车间水质数据

最小最大平均

p H 1.80 2.81CODcr (mg/l )188902352021205BODs (mg/l )783294088620SS (mg/l )

45

105

75

注:车间排水水温约100℃。

2　工艺路线的选择及流程的确定

211　主体工艺路线及流程

生产废水本身含有机质较多,浓度较高,COD cr 最高为23520mg/l ,而且酸度大、毒性高,

不能直接进行生化处理。因此,中试试验采用物化与生化相结合的工艺,即电腐蚀—中和反应—内电解—混凝沉淀—厌氧—好氧工艺(见图1)。

第16卷第2期2002年6月山　东　轻　工　业　学　院　学　报

JOURNAL OF SHANDON G INSTITU TE OF L IGHT INDUSTRY Vol.16No.2

J un.2002

本工艺的选择主要是基于以下几点来考虑的:

(1)电腐蚀[4,5]池是利用电化学腐蚀原理,酸性废水中的H+与铁屑反应,使废水的p H值升高,提高废渣的沉降性能,同时废水中的COD也可降低。而且Fe(OH)2也是良好的絮凝剂,在后续单元可节省大量的药剂,降低处理成本。

(2)在中和反应单元能发生多步化学反应,通过药剂的加入,有利于将废水中的小分子朋机物氧化,提高难降解有机物的可生化性,还可将废水中的大分子有机物混凝去除。

(3)在内电解[4,5]单元中,以废铁屑和活性炭作为填料,形成原电池,同时加入催化剂组成新的氧化—还原体系。正极产生的新生态[H]与负极产生的Fe2+具有较高的化学活性,与废水中的一些组分发生氧化—还原反应。在铁屑中抽的活性炭的表面含有大量酸性基团或碱性基团,使得活性炭不仅具有吸附能力,而且还具有催化能力。同时,电池的电极周围存在电场效应,经过电极反应,还能破坏污染物的分子结构,进而达到了去除废水中的污染物的目的,并且能够提高废水的可生化性。

(4)混凝沉淀[7]单元中,通过混凝剂、助凝剂及废水中所存在的Fe2+/Fe3+的作用,破坏废水中胶体的稳定性,使细小的胶体微粒凝聚成较大颗粒沉淀下来,可以较大量地去除废水中的COD。废水中存在的缓冲体系,还可以保证后续的厌氧生物处理过程中存在足够的碱度。另外,废水中残存的铁也会在废水的生物处理过程中产生应有的作用。

(5)生产废水经过预处理后,污染负荷已大大降低、p H值升高、毒性降低,可生化性提高。但必须再经过一定的生化处理,才能保证最后出水达标排放。

(6)厌氧处理[1,5]单元特点是:采用纤维束作为填料,这不仅可以增加生物量,又可阻截污泥流失,提高反应器滞留污泥的能力。废水进入反应器后,在厌氧菌的充分作用下,长链分子被打断、分解,废水中有机物浓度降低,容易被后续的好氧菌分解。

(7)好氧[2,5]工艺采用处理能力大、去除率高、耐负荷变动的冲击力强、运行灵活、生物量高的生物接触氧化法。此法剩余污泥量少、运行及管理方便,污染物去除能力稳定在一定的水平上,克服了传统活性污泥法的污泥膨胀问题,基本上不需要污泥回流。

212　工艺流程图

3　主要构筑物工艺设计311　

电腐蚀池

提高废渣的沉降性能,减少石灰用量,降低处理成本。构筑物尺寸4000×3000×3000 mm,内装废铁屑作为填料,停留时间为8h。钢混结构,需做防酸防腐蚀处理,采用穿孔管曝气混合。COD去除率可达22%左右,p H上升至3.4。

312　中和塔

本单元为地上式,工艺尺寸为 1000×4500mm,材质不锈钢。在本单元中加入石灰乳, p H值可调至5～6,便于下一步的内电解工艺,COD去除率在80%左右。

313　内电解塔

铁屑和活性炭构成原电池的正极和负极,以充入的废水为电解质溶液,铁屑腐蚀后形成大量的Fe2+离子,与加入的催化剂产生了新的氧化还原体系,强化了有机物的去除能力,COD cr 去除率达50%-62%,色度去除率60%～70%。内电解最佳工艺条件为:反应时间以15min 84山　东　轻　工　业　学　院　学　报 第16卷