雙氧水生產廢水的治理工程實例
摘要：對蒽醌法雙氧水生產的廢水的性質作了簡要介紹，針對該類污染物提出了隔油+氣浮+催化氧化+生物碳塔為核心的治理工藝。著重介紹了該工程的實際運行情況及運行中遇到的 問題 ，并加以 分析 。對同類工程有借鑒意義。
關鍵詞：雙氧水生產廢水 氣浮 催化氧化 工程 應用
1. 概論
三辛酯
該工程業主方是滄州大化集團，年產27.5%的雙氧水1.5萬噸，廢水處理工程的設計規模為240m3/d。工程于2003年3月竣工驗收，經過一年多的運行，有穩定的處理效果。雙氧水生產工藝為鈀觸媒、2-乙基蒽醌法。廢水主要來自于過氧化氫生產車間的各種廢水排放。生產工藝流程及排污節點如下：
2. 廢水的性質及出水要求
該廢水主要含有：2-乙基蒽醌、磷酸三辛酯、三甲苯及雙氧水。廢水中含有難降解的芳香烴及對生化反應有毒害作用的雙氧水。磷酸三辛酯和三甲苯均為不溶于水的有機溶劑，密度比水略輕，磷酸三辛酯的相對密度ρ=0.924，三甲苯的相對密度ρ=0.86。廢水中各項主要污染物參數如下：
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項目
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單位
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數值
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pH
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4~6
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CODcr
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mg/L
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<600
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重芳烴
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mg/L
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<300
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H2O2
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mg/L
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1200
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處理后水質要求達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中的二級標準。
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項目
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單位
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數值
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pH
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6~9
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CODcr
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mg/L
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<150
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SS
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mg/L
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<200
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石油類
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mg/L
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<10
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苯及苯系物
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mg/L
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<2.0
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3. 處理工藝
3.1 工藝流程
針對該廢水的特性，制定出先除油，然后采用催化氧化反應打開苯環，降解
大部分芳香烴類有機物，最后通過活性碳吸附殘留有機物，確保達標排放。具體工藝流程如下：
3.2 主要構筑物及設備設計參數
3.2.1高濃廢水儲池：V有效=200m3。主要是存儲一次性排放的高濃度的白土床廢水，然后多次少量的進入廢水處理系統，減輕高濃廢水對系統的沖擊。
隔油池：HRT=0.5h。主要是去除廢水中的分散油。
調節池：HRT=6h。根據雙氧水生產廢水排放周期確定的調節時間。
3.2.2氣浮器：常用的加壓溶氣氣浮設備。廢水進入氣浮器前用計量泵投加破乳劑。主要是去除廢水中乳化油。
3.2.3催化氧化反應器：內置填料，填料配比：鐵屑:焦炭:填料活性劑=2:1:2。有效接觸時間2.0h。正常運行情況下的氣水比=5:1，大氣量反沖洗時的氣水比=10:1。底部鼓入空氣。主要是通過微電解和H2O2的氧化能力分解蒽醌、三甲苯等帶苯環的難降解有機物。
3.2.4斜板沉淀器：催化氧化反應器出水的pH值一般在7左右，廢水中的Fe2+離子生成氫氧化亞鐵絮體，同時吸附其他懸浮物。為強化絮凝效果，減少沉淀時間，投加高分子助凝劑。HRT=4h。鋼結構，內襯玻璃鋼。主要是去除懸浮物。
3.2.5生物碳塔：φ×H=1.8×4.8(m)，兩座。碳鋼結構，內襯玻璃鋼。有效停留時間1.0h，氣水比=5:1。定期進行氣水反沖洗，強制使活性碳表面的生物膜脫落。主要是利用活性碳吸附和生物接觸氧化的雙重作用，使剩余有機物得到徹底的分解。
3.2.6回用水池：V有效=45m3。主要用于生物氧化-活性碳吸附塔的反沖洗水。
污泥濃縮池：φ×H=2.5×4.8(m)，V有效=8.5m3。間歇式豎流污泥濃縮池。進一步濃縮斜板沉淀器排放的污泥。
3.2.7板框壓濾機：BA630，機械保壓。處理后污泥外運填埋。
4. 運行情況及出現的 問題
4.1 隔油池—氣浮工藝對油類物質(重芳烴)的去除
通過工程實際的 應用 ，證明隔油池在除油方面是個簡單而又高效的單元。可以有效的去除重芳烴組成的分散油，對于后續的氣浮工藝來說，起到了粗篩的作用，保證了氣浮系統可以正常的運行。原水的重芳烴含量一般達到20~50g/L，但是經過隔油池后，可以較為穩定的控制水中重芳烴含量<300mg/L。
由上圖可知，氣浮工藝對去除重芳烴非常有效，去除率〉80%。但是，由于重芳烴以乳化油的形式存在，所以必須投加一定量的破乳劑。破乳劑的投加量約為0.1kg/m3廢水。
4.2 催化氧化反應器對難降解有機物的分解作用及填料板結問題
在雙氧水的廢水處理中，帶苯環的難降解有機物是處理的難點。國內有許多報道采用鐵碳內電解處理難降解廢水，但是鐵碳內電解的填料板結一直是個未解決的問題。本次工程通過兩個方面嘗試解決這個問題：一、由于化肥廠有大量的空氣可供利用，所以采用大氣量的攪拌不斷沖刷鐵屑的表面，避免氫氧化物在鐵屑表面的沉積;二、在填料中加入活性劑;三、控制反應器內一定的pH值，使廢水中的H2O2在Fe2+的作用下發生催化氧化反應，即可降解有機物，又可避免Fe的鈍化。經過對該工程一年的跟蹤，尚未發生板結的現象，處理效果也沒有下降，因此可以認為有效的解決了填料板結的問題。
由上圖可知，催化氧化+絮凝沉淀對CODcr的去除效果非常穩定，去除率一般〉75%。
4.3 生物氧化-活性碳吸附塔的作用
設計本意是通過活性碳的吸附功能吸附難降解有機物，提高其在系統內的停留時間，然后利用好氧微生物降解被吸附的有機物，同時使活性碳恢復吸附功能。但是在實際運行中，由于前面的處理單元處理效果均較好，進入生物氧化-活性碳吸附塔的廢水基本可以達標排放，所以該單元的處理效果并未得到體現。這也是有待于以后的運行驗證的。
4.4 H2O2對臥式離心泵運行的 影響
在運行中發現，調節池的污水提升泵(臥式離心泵)經常會有氣縛現象發生，泵內含氣體，泵出口壓力小。經 計算 ，泵的安裝高度在合理范圍內，同時也不存在泵吸入管漏氣等問題，后來發現，與廢水中雙氧水的含量有關。當雙氧水含量較高，分解激烈情況下，被吸入泵體內的廢水含有較多的氣泡，造成吸入口真空度不夠，造成了離心泵不上水的現象。針對該現象，我們把臥式離心泵換位立式長軸離心泵后，不再出現該問題。
4.5 白土再生廢水對系統的沖擊
在調試過程中，遇到車間內排放白土床再生廢水，該廢水呈深紅色，含大量的蒽醌、磷酸三辛酯，對系統造成了極大的沖擊。根據生產情況，該廢水約70天才排放一次，但每次的排放量達200m3。如果一次排入系統肯定使整個系統失效。后經與廠方共同協商提出先建一200m3的儲池，然后由儲池每日少量的排入處理系統。
5 主要技術 經濟 指標
廢水處理站總投資120萬元，折合噸水造價5000元/m3.d。噸水造價高的原因主要在于廢水具有較強的腐蝕性，所有的水池構筑物、設備均需作防腐內處理，前處理的管路均采用不銹鋼管。運行費用為1.36元/m3廢水，包括電費、藥劑費、人工費。廢水處理站總占地面積450m2。
6 結論
1)廢水中所含的雙氧水對臥式離心泵的正常運行有影響，宜采用泵殼入水的立式離心泵;
2)在工程設計中要充分對產品生產工藝了解，熟悉各廢水排放節點。對白土床再生廢水采用先蓄水，然后多次小流量排入系統的 方法 ，減輕對處理系統造成的負荷沖擊;
3)采用隔油池+氣浮組合可以有效去除廢水中大部分的重芳烴類油;
4)充分利用廢水中含有的雙氧水，利用鐵碳內電解與雙氧水的氧化能力共同分解帶苯環的難降解有機物;
5)利用大氣量沖刷鐵屑表面、填料活性劑、雙氧水的氧化分解三重作用防止填料的板結。
6)調整出水合適的pH值，利用系統中產生的Fe2+形成Fe(OH)2絮體代替混凝劑，節約藥劑費用。
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