双酚A环氧树脂生产废水处理工程实例

2018-04-15 08:37:53 青州谭福环保设备有限公司 30

胡芳,邢娟娟,胡华斌

摘要:针对双酚A环氧树脂生产废水成分复杂、毒性强和生物降解性差的特点,采用铁炭微电解一Fenton氧化一UASB厌氧处理一好氧接触氧化一絮凝沉淀组合工艺进行处理。工程运行结果表明,当进水COD叭BOD5、SS的质量浓度分别为2000、600、250mg/L时,其出水分别不大于60、20、20mg/L,去除率分别在97%、96%和91%以上.达到GB8978—1996~污水综合排放标准》一级标准的要求。

1 工程概况

焦作煤业(集团)开元化工有限责任公司年产80000t双酚A环氧树脂,其生产工序包括:预反应单元、反应单元、回收单元、精制一单元、精制二单元、过滤单元和脱溶剂单元Ⅲ。精制一单元产生精制含盐废水,经多效蒸发析盐工艺处理后产生二次废水。精制二单元产生精制洗涤废水。双酚A环氧树脂生产废水成分复杂,主要包括甲苯、双酚A、环氧氯丙烷及其水解产物、悬浮物、氯化钠和氢氧化钠等,具有COD。浓度高、毒性强和生物降解性差等特点,是较难处理的高浓度有机废水。针对这些特点,选择合适的废水处理技术才能有效处理该废水,包括混凝技术、高级氧化技术、生物处理技术等。江苏某大型涂料树脂厂的环氧树脂废水先通过混凝技术预处理.添加有机膨润土可以使水中COD的质量浓度由25L下降到7g/L,去除率可达72%,再经过两级纳滤膜分离除盐,避免盐分毒害后续的生化系统;采用二氧化氯催化氧化法处理某化工企业的混合废水,在进水COD的质量浓度为5—6g/L,常温常压,pH值为3.5~5.5,氧化时间为0.5h的条件下,COD心的去除率可达85%,但存在催化剂制作工艺复杂、过程控制要求高、费用较高等问题;江苏某化工厂采用纯氧湿式氧化法可将环氧树脂废水的m(BOD)/m(COD)值由0.13提高到0.63,为后续的生化降解提供了良好条件[5];李小林采用Fenton试剂处理环氧氯丙烷生产废水,在反应温度为6O℃、pH值为3.0、H2O2投加量为97.9mmol/L、FeSO4投加量为1.0mmol/L、反应时间为75mm时,COD去除率达到60%左右;某化工公司的环氧树脂生产废水预处理后进入两相厌氧处理系统,即先经厌氧移动式污泥床反应器(AMBR),再由加热水箱进人厌氧膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB),该两相厌氧处理系统总的COD去除率达到9l%,为后续好氧处理提供了有利条件;某化工厂的高浓度高盐分环氧树脂混合废水通过氧化混凝一生物铁法一二段生物接触氧化法处理,出水COD的质量浓度小于0.1g/L.去除率高达99%E。研究表明,采用单一的废水处理方法如生化法、絮凝法等很难处理环氧树脂废水,而采用混凝一纳滤法、湿式氧化法、Fenton试剂催化氧化法、厌氧生物法等组合工艺,处理效果显著,尤其是氧化混凝一生物铁法一二段生物接触氧化法,谭福环保。本公司根据废水水质特征,采用“铁炭微电解一Fenton氧化一UASB厌氧处理一好氧接触氧化一絮凝沉淀”组合工艺处理双酚A环氧树脂生产综合废水,出水达到了GB8978-1996(污水综合排放标准》一级标准要求,谭福环保。

2 设计水量及水质

废水处理设计规模为1500m3/d,进水主要是二次废水、精制洗涤废水、真空泵废水、地面冲洗水等,出水水质达到了GB8978-1996一级标准要求,具体指标如表1所示。
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3 工艺流程及说明

双酚A环氧树脂生产综合废水处理工艺流程

生产综合废水先经格栅除去大块的悬浮物或漂浮物,再在调节池中进行水量和水质调节后.送入铁炭微电解池,加入硫酸,在偏酸性条件下通过微电解池的电极反应、铁本身参与的氧化还原反应及其引起的电化学富集作用、铁屑的物理吸附作用、铁离子的混凝作用等,使废水的可生化性得到有效提高.同时也使污染物的结构、形态和性质发生改变。反应结束后,出水进入Fenton反应池.加入H2O2和硫酸,利用亚铁离子作为H:O的催化剂,产生高氧化能力的自由基,以实现对难降解物质的深度氧化,进一步提高废水的可生化性。经Fenton氧化后出水进入一沉池。加入烧碱和PAC—PAM复合混凝剂,通过对水中胶体粒子的压缩双电层作用、吸附架桥作用及沉淀物卷扫作用,使胶体颗粒脱稳,从而聚集、沉降而分离,沉淀物送入带式压滤机压滤;一沉池出水在UASB厌氧池中通过水解产酸细菌将有机物分解成脂肪酸及其它产物,再通过产甲烷细菌将脂肪酸等转化为甲烷和二氧化碳等产物,去除大部分有机物,并将较难降解的大分子转化为小分子,以便后续的好氧处理,该系统中配有气、液、固三相分离装置。在运行过程中能形成具有良好沉降性能的颗粒污泥.大大增加了生物量,显著提高厌氧处理效率:UASB厌氧池出水进入好氧接触氧化池,在充分曝气的条件下,使废水与附着在软性一弹性组合式纤维填料上的微生物接触,利用它的吸附、氧化作用来进一步降解有机物;生化处理后送入二沉池,加入烧碱和PAC—PAM复合混凝剂,使废水中的胶体物质聚集成较大絮粒,出水达标排放,污泥部分回流至UASB厌氧反应池,剩余物送入压滤机.压滤脱水成滤饼后外运,谭福环保。

4 设计特点

(1)铁炭微电解池和Fenton反应池占地少,操作简便,弹性大,反应迅速,药品用量少,废水可生化性得到很大提高。

(2)PAC—PAM复合混凝剂不仅具有电荷中和能力,而且具有吸附架桥性能,因而混凝效果较好,吸附活性较强。

(3)UASB厌氧池内设三相分离装置,无需混合搅拌设备,具有较高的污泥浓度,较短的HRT以及自搅拌功能等。

(4)组合式纤维填料有利于微生物吸附挂膜,具有较好的氧转移性能、较高的机械强度、较大的比表面积等,谭福环保。

5 主要构筑物及设计参数

(1)格栅池。尺寸为18.5m×10.0Ill×7.5m.分3格,栅距15mE,有效水深为7.0m,有效容积为1295m,钢筋混凝土防渗结构。

(2)调节池。尺寸为18.5113×30.0M×7.5m,分3格,有效水深为7.0113,有效容积为3885m。,钢筋混凝土防渗结构,HRT约为62.1h。

(3)铁炭微电解池。尺寸为2.2m×42.0II1,SUS304结构,铁炭填料的体积比为0.75.有效容积为71.9m,pH值为3.0—3.5,HRT约为1.2h。设药剂发生器及加药系统1套,SUS304结构,硫酸加药泵的流量为5m3/h,扬程为24113,功率为2.0kW。

(4)Fenton反应池。尺寸为2.2m×42.0Ill,SUS304结构,有效容积为106.6m,HRT约为1.7h。H202加药泵的流量为5m3/h,扬程为24nl,功率为2.0kW。

(5)UASB厌氧池。尺寸为4.2m×15.0m,有效容积为188.9m,防腐/碳钢结构,设计有机负荷2.4kg[COD&]/(m·d),HRT约为3.0h。设厌氧换热器1台,换热面积为250m2;输送泵2台,流量为8.5mVh,扬程为40M;循环泵2台,流量为2OmVh,扬程为40m。

(6)好氧接触氧化池。尺寸为6.5m×12.5m,分2格,防腐/碳钢结构,每格有效容积为161.9m,内设软性一弹性组合式纤维填料.填充比为0.38,设计有机负荷为0.2kgEBOD]/(m·d),HRT约为5.2h,需气量为24m3/mm,池中溶解氧的质量浓度控制在2~3mg/L。设输送泵2台,流量为3Om3/h.扬程为20m。

6 运行效果

本工程于2013年6月23日试运行,调试成功后对出水进行了检测,结果如表2所示,谭福环保。
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由表2可知,出水水质均达到设计指标。满足GB8978-1996一级标准的要求.且系统处理效果稳定,耐冲击负荷能力较强。

7 投资及运行成本

本工程总投资约为862万元,总处理成本为7.25元/t废水,运行成本约4.40元/t废水。

8 结论

(1)采用铁炭微电解一Fenton氧化一UASB厌氧处理一好氧接触氧化一絮凝沉淀组合工艺处理双酚A环氧树脂生产废水。出水能够达到GB8978-1996一级标准的要求。

(2)废水先后经铁炭微电解池、Fenton反应池、UASB厌氧池、好氧接触氧化池处理.废水中有机物不断降解,其可生化性不断提高,后续各单元的负荷依次减轻。该项目具有很好的社会效益、经济效益和环境效益。