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有机氟化工废水处理工艺研究

论文类型 技术与工程 发表日期 2001-12-01
来源 第二届环境模拟与污染控制学术研讨会
作者 张超杰,张国闽,周琪
摘要 张超杰 张国闽 周琪 (上海,同济大学,污染控制与资源化研究国家重点实验室,200092)   前 言:水中的卤化物具有致癌性和致突变性,一般不存在于水体中,是人为污染的标志。美国环保局提出的129种优先污染物中,卤代有机物约占60%,其中的有机氟化物占有相当大的比例。有机氟化物用途广、品种多 ...

张超杰 张国闽 周琪
(上海,同济大学,污染控制与资源化研究国家重点实验室,200092)

  前 言:水中的卤化物具有致癌性和致突变性,一般不存在于水体中,是人为污染的标志。美国环保局提出的129种优先污染物中,卤代有机物约占60%,其中的有机氟化物占有相当大的比例。有机氟化物用途广、品种多,是合成含氟高分子材料的主要原料。随着国内含氟聚合物生产的发展,有机氟化物的污染日益严重,其中氟塑料和氟橡胶的生产已初具规模,每年生产数千吨氟塑料和上百吨氟橡胶过程中,也产生数百吨的有机氟化物残液。本试验以生产氟橡胶、氟塑料的化工企业生产废水为研究对象,探讨了该类废水的处理方案。
  根据该生产废水的特点,将工业废水与生活废水综合治理。生化反应器的进水中氟化工废水与生活污水的比例为2:3。废水经铁还原——混凝沉淀——水解酸化——接触氧化工艺,出水总磷平均为0.8mg/L左右,其它指标已达到GB89978-1996GH《污水综合排放标准》中的一级标准。

1.研究方法 

  试验污水采用配水,经铁还原.混凝沉淀预处理的出水与生活污水以2:3的比例,依次进入水解酸化池和接触氧化池。
  1.1 预处理工艺  采用容积约为50L的塑料桶做反应器,底部设置与微型曝气器相连的砂芯曝气头(供气量为5-10L/min),并在反应器内填充体积约为10L的铁刨花。试验采用间歇式反应,每次取废水40L左右于反应器中,按不同的反应时间取样测定pH,加氢氧化钠调pH为7左右测定CODcr,确定最佳反应条件。
  1.2 生化处理  厌氧工艺采用升流式厌氧滤池,酸化池材料为PVC,有效容积为14L,内装接种污泥,使MLSS为3000mg/L,内挂半软性塑料和软性纤维构成的组合盾式填料,填料为聚乙烯高醛化度优质维纶丝。停留时间为15小时, 测定出水水质指标。好氧反应器采用曝气与沉淀一体化的复合池体。底部设置与曝气器相连的曝气头,并悬挂组合盾式填料,内装接种污泥,使MLSS为3000mg/L。厌氧与好氧反应器都采用连续流运行方式。

2.结果与讨论

2.1 预处理工艺
   1)曝气与不曝气条件下铁还原处理效果对比:

  从图1和图2可以看出,曝气条件下CODcr、pH值的变化都优于不曝气条件的变化。当进水pH在3.7左右时,经7小时的铁还原试验,不曝气条件下,CODcr的去除率为27.9%,pH上升为4.20;曝气条件下,7小时后,CODcr的 去除率高达35.6%,pH值升至4.96。8小时后CODcr的去除率下降,曝气时间在7小时比较经济。FeSO4作为混凝剂处理该废水,浓度为200mg/L时,CODcr的去除率也仅为10%左右,由此可见铁还原一中和混凝沉淀工艺预处理该废水是经济可行的。试验证明,曝气对pH值改变,CODcr的去除效果更佳。主要是由于充氧时电位差大,加速了腐蚀反应;此外,由于曝气的搅动,使废水和铁刨花充分接触,有利于反应进行。
  2)铁还原在曝气条件下反应7小时,进出水B/C,由原来的0.074上升到0.2768。
  可以看出废水经过该预处理工艺,可生化性大大提高,利于后续生化反应。
2.2 生化实验 厌氧反应器运行结果讨论:
  CODcr的去除率并不理想,原因是由于该废水含有较高的SO42-,在厌氧条 件下会被硫酸盐还原菌(SRB)还原为H2S,使出水中H2S的含量增高,使 厌氧的出水CODcr偏高,厌氧出水中氨氮升高,其原因是有机氮化合物和蛋白质发生了氨化反应生 成NH3,此过程具有重要意义,NH3不仅是微生物新细胞合成的必要氮源, 也是厌氧反应器中起缓冲性能的物质。在分子态氧存在下,因硝化细菌的作用,氨可以进一步氧化为硝酸盐氮。
  该厌氧反应器总磷和SS的去除率良好,分别平均在35.5%和50.53%。
  pH值比较稳定,说明该厌氧反应系统具有良好的缓冲性能。
  该厌氧反应器可提高废水的可生化性,B/C可由0.258提高到0.396,利于后续的好氧生化反应。

   由图3可以看出当接触氧化反应器的水力停留为36小时,CODcr的去除率最高,确定接触氧化反应器的停留时间为36小时。48小时CODcr的去除率较36小时时略有下降,其原因是由于废水中CODcr含量少,使微生物发生内源呼吸,进而影响 CODcr的去除率。当停留时间在36小时的条件下,接触氧化反应器CODcr的去除率平均53%左右,出水CODcr在70mg/L左右;接触氧化反应器有很好的硝化效果,出水氨氮低于检测限。出水水降低一个单位,也说明该体系硝化作用良好,因为氨氮硝化要消耗碱度,使出水pH降低。该体系总磷的去除率为51%左右,出水总磷小于1mg/L。

3 结论

  1)铁还原--中和混凝--水解酸化--接触氧化串联工艺应用于有机氟化工生产废水处 理在技术上是可行的。
  2)铁还原一混凝沉淀预处理具有较好的效果。曝气7小时,CODcr去除率为35.6%,B/C由0.0742提高到0.2769,对保证后续生物处理达标有重要作用。
  3)采用水解酸化处理该废水,虽然除率不高,氨氮升高,总磷的去除率只有35.5%,但它可避免产生大量气泡,使大分子CODcr,去有机物分解为小分子有 机物,有利于提高系统的去除效率和稳定性。
  4)以接触氧化作为好氧处理工艺,对厌氧出水进行处理,停留时间为36小时时,CODcr、氨氮、BOD5、SS、pH值均以达到GB89978-1996GH《污水综合排放

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