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洗涤剂废水处理工程设计和运行2009-03-2009:28:00 新闻来源阿里巴巴类 别水处理工业作 者梁延周齐吉山马健驹屈燕关键词洗涤剂废水LAS混凝沉淀水解酸化接触氧化【内容】 0概述 北京熊猫宝洁洗涤用品有限公司以下简称宝洁公司是一家生产洗衣粉的合资企业。生产过程中产生的洗涤剂废水的主要污染物是阴离子表面活性剂LAS和COD。受宝洁公司的委托我院承接了该公司的废水治理工程设计。1废水设计水量、水质
1.1设计水量宝洁公司废水水量见表1。在设计水量方面除考虑远期规划排水量外还考虑对厂区初期降水量的处理。设计平均小时水量Q=
41.7m3/h。
1.2设计进出水水质在进行工程设计之前宝洁公司进行了大量的日常监测。并连续72h每小时取样监测一次对总排口处的主要污染物取样监测。在对上述监测数据进行分析后确定废水设计进出水水质如表2。2工艺流程洗涤剂废水的主要污染物是阴离子表面活性剂LAS高浓度的LAS对微生物细胞的活性和增殖具有一定的阻碍作用因此使此类废水的生物降解难度加大。废水呈碱性pH值通常在9~12。另外废水中缺少微生物合成细胞质必不可少的氮元素。根据此类废水的特点结合我院在承担山东潍坊洗涤剂厂、湖北沙市日用化工厂和湖南丽臣实业总公司废水治理工程中的经验确定宝洁公司废水处理工艺流程如图1所示。由图1可看出本流程是由物化处理和生化处理工艺组合而成。物化处理采用混凝沉淀生化处理采用水解酸化和接触氧化。3主要处理构筑物及设计参数为了便于灵活运转从混凝沉淀池开始至二沉池处理系统均由AB两组尺寸相同的构筑物并联组成。
3.1混凝沉淀池设计前采用硫酸铝、硫酸亚铁和三氯化铁3种混凝剂进行对比试验。试验结果表明在去除LAS方面硫酸亚铁和三氯化铁的混凝沉淀效果较硫酸铝好。而硫酸亚铁较三氯化铁价格便宜且易采购因此设计中选用硫酸亚铁作为混凝剂。混凝沉淀池由混合反应池和沉淀池组成反应池内设有搅拌器反应时间为20min。沉淀池设计表面负荷q=
1.5m3/m2·d。
3.2水解酸化池水解酸化池为上流式污泥层形式水力停留时间为4h。为防止污泥流失提高池内污泥浓度在池内安装组合填料。
3.3接触氧化池接触氧化池水力停留时间为8h。池内安装组合填料和散流式曝气头。供气采用3台三叶罗茨风机2用1备。在接触氧化池结构上除设置2组独立的水池外还在2组水池间设置连接管道使其既能并联运行又能串联运行增强了构筑物运行的灵活性。4调试及运行结果调试分三个阶段进行。第一阶段:清水试车阶段接触氧化池和水解酸化池微生物接种驯化全流程试车。第二阶段:连续3d全流程满负荷运行要求最终出水达标率100%。第三阶段:连续21d全流程满负荷运行要求最终出水达标率99%。表3显示了第二阶段各构筑物的处理效果。从表3中的数据可以看出LAS和COD两项污染物指标在经过各构筑物处理后最终出水均达到了排放标准实际运行达标率为100%。第三阶段的调试运行结果由表4可以看出各项污染物指标也已达到排放标准实际运行中出水达标率仍为100%。宝洁公司废水处理厂经过上述阶段的调试后于1998年9月经北京市环保监测中心监测100%达标通过验收。目前该废水处理厂运转情况仍稳定出水水质良好。5讨论
5.1pH值对混凝反应效果的影响采用硫酸亚铁作混凝剂废水的pH在
8.5~
10.0之间混凝效果最好。由于生产废水本身呈碱性因此本工程在运行中投加硫酸调节废水的pH使其值接近9。此时混凝反应效果较好矾花形成较快矾花颗粒大易沉淀。经沉淀后LAS去除率可达50%以上。沉淀后的污泥易脱水产泥量在满负荷条件下约为40m3/d含水率为
99.5%经浓缩、脱水后的污泥含水率约为80%脱水后的污泥作为工业垃圾外运。
5.2水解酸化处理效果设置水解酸化池的最初目的是考虑利用厌氧菌去除废水中的部分LAS和其他难降解有机物同时改善废水的可生化性降低进入接触氧化池的LAS负荷。但从上述的实际运行数据可以看出水解酸化池对LAS和COD的去除率很低。出现这种情况的原因仍需进一步试验和探讨。
5.3微生物经驯化后对LAS的降解效果明显好氧接触氧化池中微生物对LAS的适应过程是处理过程的关键本工程接触氧化池中的填料挂膜和驯化过程采用异步培驯法。即首先用一般城市污水厂的剩余污泥接种和投加所需的营养进行填料挂膜待填料挂膜后再在进水中逐渐加入含LAS的工业废水并逐步提高LAS的浓度使填料表面上的生物膜逐渐适应废水中的LAS。微生物对LAS完全适应后可以通过以下两方面反映出来。一方面LAS的降解速率会迅速提高这是通过考察第二阶段运行时在接触氧化池中部取样分析发现LAS浓度已达到排放标准得出的。即废水进入接触氧化池约4h后就有约87%的LAS被降解。另一方面在微生物尚未驯化时接触氧化池水面上会产生大量的泡沫但当微生物驯化后水面上的泡沫会迅速减少。利用这一现象可以用来判断接触氧化池内生物膜是否处于正常运转状态。6结论与建议1宝洁公司排放的生产废水属难降解废水。在废水中的LAS和COD分别为180mg/L和450mg/L的条件下废水经过混凝沉淀生化工艺处理后出水可以达到预定的出水水质。LAS和COD的总去除率分别可达到
99.3%和85%。2混凝淀淀去除LAS的效果明显。当pH控制在8~9之间时采用硫酸亚铁混凝剂经混凝沉淀后可去除废水中50%的LAS。但应妥善处置沉淀污泥避免污泥中LAS对环境造成二次污染。3本工程中设置的水解酸化池对LAS几乎无去除效果。4采用接触氧化法处理洗涤剂生产废水LAS去除率可以稳定达到98%以上。当接触氧化池内的生物膜一旦被驯化后接触氧化池内的泡沫明显减少LAS的降解速率提高。当接触氧化池的进水LAS浓度在75mg/L左右时停留时间约4h后废水中的LAS浓度就可以达到10mg/L以下。5根据本工程的实践经验对于类似宝洁公司的洗涤剂废水处理工艺流程提出以下建议:
①取消厌氧水解酸化处理单元。
②对类似废水作进一步试验验证是否可适当延长接触氧化池水力停留时间取消混凝沉淀处理单元简化工艺流程。摘要 结合某市铁路客运站工程设计,通过大量调查、试验及理论分析,掌握了铁路系统列车段客运段洗涤废水水质情况、主要污染物指标,确定了处理效果最佳的混凝剂及投药量,并提出了处理及回用工艺流程关键词铁路洗涤废水处理水回用设计实例 目前铁路洗涤废水的处理及回用尚未普遍进行,而铁路列车段客运段洗涤工厂是全路排放洗涤废水最为集中的单位,且排放量大,具备进行处理及回用的条件结合某市铁路客运站工程列车段洗涤工厂的洗涤废水进行处理及回用工程的设计,为使其更加符合实际,先以天津铁路客运段洗涤工厂的洗涤废水作为类比试验原水 1铁路洗涤废水的特点 铁路洗涤工厂主要洗涤列车卧具、窗帘、餐车台布等物品,洗涤量约为8000~22000件/d,洗涤用水量约为100~600m3/d因受洗涤物品数量多少、污秽程度高低及所采用洗涤剂种类不同等诸多因素的影响,废水性状较为复杂 由于目前尚无比较全面的洗涤废水水质资料,故委托某市、天津、沈阳等地的卫生防疫站或环境监测站对当地的洗涤废水进行了水质检验,其水质情况见表1 调查中可见,由于员工未严格按操作规范、制度作业,有时仅凭经验掌握投加的洗涤剂用量,因而造成水质指标波动范围较大表1某市、天津、沈阳等地铁路洗涤工厂水质情况检测项目pH值SSmg/LCODCrmg/LBOD5mg/LLASmg/L油mg/L总磷mg/L可溶总磷mg/L范围
8.5~
12.5115~
49637.2~
52013.09~
1771.99~
78.
92.6~
510.3~
7.
90.19~
5.2平均值
141.
6307.
890.
833.
722.
22.
440.94 2工艺的选择 根据原水水质及处理后水质要求,初步选定物化处理及生化加物化处理两种工艺流程进行比较,具体流程
①生化加物化处理流程 根据原水水质检测情况可以得知,一般情况下BOD5/COD<30%,较难生化若采用生化法,还需补充生活污水以增强生化效果,这样处理后的水回用于洗车及洗涤卧具等,在思想上不易被使用单位所接受另外,废水经生物处理后,可达到排放标准,若要回用,还需进行物化处理,处理流程复杂,占地面积大,基建费用高再者,生化法对操作管理水平要求高,物化处理运行管理较为简便易行,并且在对负荷变化及间歇运行的适应性等方面,比生化法稍好 鉴于上述几方面原因,拟定采用物化处理法,并进行小型试验进一步加以论证3比较试验
3.1原水水质检测 以天津站客运段洗涤工厂的洗涤废水作为试验原水 采用的洗涤剂为玉洁牌洗衣粉、洗特灵、火碱 经天津铁路卫生防疫站检测,原水水质指标见表2表2天津站客运段洗涤废水水质检测表检测项目pH值SSmg/LBOD5mg/LCODmg/L油mg/LLASmg/L总磷mg/L色度倍水质浓度
11.
6419791.
73973048.
710.255
3.2试验内容 废水处理中最常用的混凝剂有碱式氯化铝和硫酸铝碱式氯化铝的pH值适应范围较广,对温度的适应性强,反应时间短,净化效率高,出水浊度和色度低,耗药量少根据天津市外贸地毯厂的经验,一般碱式氯化铝的投加量为硫酸铝的1/3,虽然碱式氯化铝的价格高,但由于药耗少,故总的成本降低了 小试取等量原水,分别投加等量的碱式氯化铝及硫酸铝,搅拌后静沉,经观察及检验处理后水质得出结论,碱式氯化铝比硫酸铝处理效果好,絮凝体密实,沉降速度快故选定碱式氯化铝继续进行下一步的混凝沉淀、过滤及气浮、过滤试验
①碱式氯化铝Al2O3含量为27%~29%投加量分别为
50、
100、
150、200mg/L
②混凝沉淀时间为1h,气浮时间为20min气浮为静态气浮不进水,不出水,气浮池尺寸为500mm×200mm×400mm
③过滤用砂为石英砂,粒径为
0.5~
1.2mm,质量体积为
2.65g/cm3,置于直径为50mm的玻璃过滤管中,石英砂层高为600mm,过滤水头为100mm经测定,滤速为9m/h
3.3试验结果 不同投药量下,废水分别经混凝沉淀、气浮、过滤处理后,各项水质指标及去除率详见表3混凝剂为碱式氯化铝表3 处理后水质处理方法投药量mg/LCODSS油LAS总磷水质mg/L去除率%水质mg/L去除率%水质mg/L去除率%水质mg/L去除率%水质mg/L去除率%Ⅰ原水
3971943048.
710.
2556.0Ⅱ混凝沉淀
50362.
48.
711839.
23.
588.
335.
726.
70.
1174.
410030024.
49352.
13.
189.
726.
8644.
90.
06488.
8150217.
245.
34477.
31.
296.
017.
863.
50.
02890.
4200186.
453.
16069.
12.
890.
731.
50.
02491.6沉淀后过滤
15021944.
84079.
40.
698.
018.
861.
40.
02191.
36200172.
256.
66.
096.
60.
498.
717.
863.
50.
02165.0Ⅲ气浮
5031819.
95.
183.
035.
827.
00.
08765.
0100184.
454.
03184.
04.
884.
013.
373.
00.
02988.
015011661.
17.
068.
21.
491.
59.
9270.3<
0.
02588.
120088.
670.
33.
086.
41.
988.
47.
6177.2<
0.
02578.1气浮后过滤
5031021.
99053.
63.
389.
032.
433.
50.
05777.
2100163.
258.
91592.
32.
093.
310.
678.
20.
01693.
615088.
270.
41.
095.5
8.
2275.4<
0.025>
88.
020040.
886.
32.
090.9
7.
2978.2<
0.025>
88.0 试验结果表明,混凝气浮比混凝沉淀处理效果好,节省药剂因此,采用混凝气浮、过滤工艺处理废水是可行的,处理后的水质基本上能够达到回用标准4工艺设计
4.1设计内容 本设计为某市铁路客运站列车段洗涤工厂洗涤废水处理及回用工程,处理水量为500m3/d,污水经处理达到排放标准后部分排放,剩余部分经进一步处理后回用,回用量约为340m3/d
4.2设计原水水质 pH:8~10,COD300~400mg/L油20~40mg/L,SS50~100mg/L,LAS20~40mg/L,总磷<1mg/L
4.3处理后水质标准 排放标准符合某市市水污染物排入下水道的A级标准 回用水标准 根据国内外相关回用水水质标准,确定设计回用水水质标准如表4表4 回用水水质标准项目标准色度倍30SSmg/L10pH
6.5~
9.0CODmg/L50BOD5mg/L10LASmg/L2
4.4工艺流程 工艺流程见图1
4.5设计参数 主要处理构筑物设计参数见表5表5主要处理构筑物设计参数处理构筑物、设备设计参数调节沉淀池容积200m3两级气浮设备共两套每套处理能力为25m3/h,两级总停留时间为50min,溶气水回流比为50%中间水池容积50m3压力滤罩直径为
1.6m过滤面积为
2.0m2滤速为8m/h填石英砂、无烟煤双层滤料,反冲洗强度为18L/m·s回用水池容积100m3全自动给水机最大供水能力为
37.5m3/h消毒设备二氧化氯消毒器,产气量为50g/h 5效益分析
①年运营费估算 经测算,年运营费总计为
139554.6元 处理成本为
0.76元/m3
②回用水经济效益分析 节约水费340m3/d×
0.80元/m3=272元/d 节约排污费340×
0.24=
81.6元/d 全年节约费用272+
81.6-
34.3×365=
116544.5元/a
③环境效益分析 某市西站列车段洗涤废水经处理后回用,不仅节省水资源,而且可减少向城市排水系统排放废水
12.4×104m3/a。