行业资讯 首页 > 行业资讯 > 行业新闻
臭氧发生器在废水脱色处理方案
2018-12-22 10:51:49

   排放废水中含有很高的色度,不仅影响接纳水体的美观,特别是严重影响太阳光的投射而妨碍水生生物的生长繁殖,因此,必须使废水出水色度达标排放。目前,国内外常见的脱色方法有混凝脱色、吸附脱色、臭氧氧化、膜分离技术等[1],采用常规的混凝脱色法不能有效达到脱色的效果,而且产生大量污泥需二次处理,吸附脱色具有选择性,价格较高,再生困难等问题,膜分离技术主要存在膜堵塞,膜污染和投资高的问题[2]。

    臭氧是一种极强的氧化剂,能有效去除色、臭、味、酚氰、惰性COD 等,目前利用臭氧技术脱色,在染料、制浆、柠檬酸行业已有相关文献报告[3-4],这些文献大都处于试验研究阶段,工程上应用较少,工程上应用臭氧技术主要集中于深度处理和回用方面[5-6]。本文利用臭氧技术用于废水的脱色处理改造项目,使其出水色度达到上海市污水综合排放标准(DB 31/199-2009)二级排放标准规定的色度≤50 倍。

1 原工艺及存在问题

1.1 原有工艺流程

    原废水处理工艺流程见图1。各用户排放废水经混合均化后进入中和池,进行pH 调整至6~9,后出水自流入缺氧池,在反硝化菌作用下,并有外加的乙酸提供能量,将硝态氮变成氮气从水中去除,并在缺氧条件下大分子物质改变成小分子结构,提高其生化性,缺氧池出水流入曝气池,进行含碳物质的生物去除和生物硝化作用,二沉池的污泥回流至缺氧池进口,防止硝态氮在二沉池发生反硝化,造成污泥上浮,并使生物系统的活性物质浓度保持恒定,二沉池出水进入气浮池,以提高出水中与悬浮物有关的污染物指标的去除率,实现深度处理,为保证出水色度达标,出水投加次氯酸钠进行氧化脱色,后投加亚硫酸氢钠确保出水总余氯达标,剩余污泥脱水后外运焚烧处理。

图1 原废水处理工艺流程

Fig.1 Flow chart of original wastewater treatment process

1.2 存在问题

废水经生化+气浮处理工艺后,虽然能保证COD、BOD5、TN 能达标排放,但依然存在如下问题:

(1)出水色度不能稳定达标排放。污水厂有机废水的进水色度高,发色成份复杂,尤其是有一家客户有机废水色度高达3 000 度左右(铂钴比色法)。虽然污水厂生物处理工艺和后续的气浮装置对色度有一定的去除率,但去除率仅约为28%,气浮池出水达250~300 度(铂钴比色法),为此采取了在出水调节池前投加次氯酸钠的方式,进一步去除色度,保证出水色度达标。

(2)三氯甲烷不能稳定达标排放。污水厂进水有机废水色度波动大,实际运行中往往造成次氯酸钠过量投加,投加量达11~15 t/d,经过最近一个月的统计,发现在出水调节池前加入次氯酸钠后,三氯甲烷的日平均负荷增加了177%,这不仅造成加药量的浪费,而且造成三氯甲烷超标风险。

(3)污水厂事故池利用率低。高色度废水被储存于事故池,后逐步稀释进入处理系统,削弱了污水厂对其他超标废水应急接收能力。

2 工艺改造

2.1 工艺水质、水量

考虑到远期对排放标准的提高,以及污水厂扩建的影响,设计臭氧处理水量2.5 万m3/d,臭氧工艺设计进水水质及排放标准见表1。

表1 臭氧工艺设计进水水质与排放标准

Tab.1 Design influent quality and discharge standard

 

2.2 工艺流程

改造后的工艺流程如图2 所示。废水经生化+气浮处理工艺后,进入臭氧接触池,氧化脱去水中的色度,远期也可满足去除惰性COD 的要求,保留次氯酸钠和亚硫酸氢钠加药投加系统,确保进水色度波动较大时,出水色度等指标能稳定达标。

图2 改造后废水处理工艺流程

Fig.2 Flow chart of current wastewater treatment process

2.3 主要构筑物及其工艺参数

臭氧接触池:平面尺寸23.4 m×8.2 m,有效水深7.0 m,1 座2 格,接触时间55 min,臭氧投加量18~25 mg/L。

臭氧制备间:平面尺寸25.0m×15.7m,内设臭氧发生器1 套(含氮气投加系统,臭氧发生系统,臭氧投加与扩散系统、臭氧尾气破坏系统、供配电系统,仪表与PLC 控制系统、管道系统等,考虑到远期去除惰性COD 的要求,预留3 套空位);空压机系统1 套(包括空气压缩机,后冷却器,空气储罐,过滤器等),冷却水系统1 套(包括冷却水循环泵,换热器等)。

液氧储存区:新增1 套储罐,V=30 m3,储罐与道路的间距满足《建筑设计防火规定》。

3 运行结果

3.1 色度去除效果

经过2 个多月的调试,臭氧系统进入了稳定运行期,目前考虑到水量和经济原因,臭氧处理系统只运行一条线。由图3 可知(图中数据为10 月2 日~11 月1 日),臭氧对色度去除效率在65%~75%左右,而10 月3 日时,臭氧对色度的去除率不到50%,尽管当天加大了臭氧的投加浓度,但分析发现色度去除率并没有得到很大的提高,也只有52%,分析发现10 月3 日的进水量为15 687 m3/d,进水色度306 度(铂钴色度),而设计的每格臭氧系统的处理水量12 500 m3/d,色度250 度(铂钴色度),进水色度负荷远远高于设计值,这可能是导致色度去除效率低下的原因。

 

图3 臭氧对色度的影响

Fig.3 Effect of ozone on effluent color

废水经臭氧氧化后,出水色度还在40~100 度左右,为此,还需投加次氯酸钠进行进一步的氧化脱色,投加量约3 t/d,出水井色度都在32 度(铂钴色度)以下,三氯甲烷小于0.03 mg/L,10 月中旬环保部门监测结果显示,色度为35 倍,COD 为60 mg/L,臭氧系统已通过环保验收。

3.2 COD 去除效果

惰性COD 很难通过生物方法去除,臭氧的强氧化性可以有效去除一定惰性COD,从图4 可以看出,臭氧工艺进水COD 约70 mg/L,出水COD 约为58 mg/L,COD 去除率约在15%左右,可满足远期COD 排放标准提高的需要,目前,COD 排放标准为小于100 mg/L。

 

图4 臭氧对COD 的影响

Fig.4 Effect of ozone on effluent COD

4 工程效益分析

4.1 投资费用

整个工程总投资约为2 000 万,其中土建350万,设备、材料费用1 200 万,其它费用(工程安装费、设计费、管理费等)约450 万。

4.2 运行费用

改造前后系统的实际运行费用比较见表2,表2只比较臭氧系统和后续加药运行费用,不考虑折旧也不涉及到前端处理运行费用。

从表2 可知,新建臭氧工艺后,虽然增加了臭氧电耗等运行费用,但大大降低了药剂成本,处理系统的总费用比改造前节约了0.07 元/m3,并且臭氧系统操作简单,易于控制,减少了改造前药剂投加的人力。

表2 改造前后运行费用比较

Tab.2 Comparison of operation cost before and after

 

4.3 社会及环境效益

污水厂改造完成后,不但有效解决出水色度,三氯甲烷的不达标问题,消减了排入水体COD 的总量,而且有利于海洋生态环境的保护,改善人们的生活环境,促进经济的发展。

5 结论

采用臭氧工艺能够满足污水厂对色度达标处理和远期去除部分惰性COD 的要求,臭氧系统运行费用0.39 元/m3,整个运行费用比改造前减少0.07 元/m3,因而具有较强的经济优势和技术优势。


 
上一条:臭氧发生器在再生水处理中的应用 下一条:返回列表
返回