劉小平，吳剛
（常州市環(huán)境保護(hù)研究所，江蘇 常州 213014）

　　摘要：酸性高，CODcr濃度高的均酸廢水通過(guò)與生鐵屑反應(yīng)及堿中和沉淀的預(yù)處理，CODcr去除率大于60％，m(BOD₅):m(CODcr)由處理前0.15提高到0.50。預(yù)處理后的廢水再與其它低濃度廢水混合，經(jīng)好氧生化處理，排放廢水的CODcr為95mg/L、BOD₅為23mg/L。
　　關(guān)鍵詞：均酸廢水；廢水處理；化學(xué)預(yù)處理；生化處理
　　中圖分類(lèi)號(hào)：X783
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1009-2455(2002)04-0062-02

　　某中意合資公司生產(chǎn)均苯四酐和均苯四酸（簡(jiǎn)稱均酐和均酸）化工產(chǎn)品。生產(chǎn)過(guò)程為：原料均四甲苯，在溫度400℃左右時(shí)進(jìn)行空氣催化氧化反應(yīng)，獲得均酐，均酐水解得到均酸。在催化氧化反應(yīng)尾氣洗滌和均酐水解時(shí)產(chǎn)生的均酸工藝廢水，每天最大排放量36m³。

1 工程概況

1.1 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量及處理要求
　　尾氣洗滌廢水流量連續(xù)排放，均酐水解廢水間歇排放，混合廢水呈淡黃或棕色。工藝廢水?dāng)?shù)據(jù)列于表1。

表1 均酸混合工藝廢水水質(zhì) CODcr/(mg·L^-1) BOD₅/(mg·L^-1) [H⁺]/(mol·L^-1) 范圍 4720～34382 690～5200 0.04～2.50 平均 16552 2433 0.146

　　由表1知均酸廢水的CODcr濃度高，變化范圍大，CODcr主要由有機(jī)芳香酸形成；pH低，且氫離子濃度變化范圍大。廢水的設(shè)計(jì)處理量為36m³/d。另外冷凝冷卻水、生活污水的混合廢水320m³/d，CODcr濃度約300mg/L，需與工藝廢水混合處理。
　　混合廢水處理后，排放水質(zhì)要求達(dá)到GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》表4二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
1.2 處理工藝的確定
　　廢水主要成分是均酸、偏苯三酸、連苯三酸、順丁烯二酸，總體以芳香酸為主，CODcr濃度高，酸度強(qiáng)，顏色深，m(BOD₅):m(CODcr)比值低。根據(jù)有機(jī)芳香酸與三價(jià)鐵鹽反應(yīng)形成的芳香酸鐵鹽沉淀物，能從廢水中分離出來(lái)的特性^[1]，我們確定采用清污分流，強(qiáng)化預(yù)處理，再混合處理的工藝路線。具體工藝流程見(jiàn)圖1。各處理單元設(shè)計(jì)處理效果列于表2。

表2 各處理單元設(shè)計(jì)處理效果 項(xiàng)目 CODcr/(mg·L^-1) BOD₅/(mg·L^-1) pH 顏色 總水量/(m³·d^-1) 工藝廢水 16552 2433 ＜2 棕褐 36 化學(xué)預(yù)處理 6620 3310 7～8 無(wú)色 36 低濃度混合廢水 300 90 4～7 無(wú)色 320 調(diào)節(jié)池 939 416 7～8 無(wú)色 356 生物流化床 422 125 7～8 無(wú)色 356 接觸氧化池 148 31 7～8 無(wú)色 356 氣浮池 118 28 7～8 無(wú)色 356

1.3 主要設(shè)計(jì)參數(shù)
1.3.1 收集池
　　鋼筋混凝土地下結(jié)構(gòu)，內(nèi)部尺寸8.0m×1.7m×3.0m，共3只，每只有效容積38m³，池內(nèi)部用玻璃鋼樹(shù)脂防腐。3座池輪流收集和排出廢水，池底平鋪生鐵屑。3d一個(gè)周期。
1.3.2 調(diào)節(jié)池
　　鋼筋混凝土地下結(jié)構(gòu)，內(nèi)部尺寸8.0m×8.0m×3.0m，有效容積128m³，廢水停留時(shí)間8.5h。池底布置穿孔曝氣管。
1.3.3 生物流化床
　　鋼制塔式設(shè)備，反應(yīng)區(qū)φ2.6m×8.5m，分離區(qū)φ4.4m×1.8m，總安裝高度12.5m，反應(yīng)區(qū)有效容積45m³，有效反應(yīng)停留時(shí)間3h。設(shè)備容積負(fù)荷為7.0kg[CODcr]/(m³·d)。
1.3.4 接觸氧化池
　　鋼筋混凝土地上結(jié)構(gòu)，內(nèi)部尺寸6.0m×12.0m×4.5m，有效容積288m³，廢水停留時(shí)間19h。填料容積負(fù)荷為0.6kg[CODcr]/(m³·d)。
1.3.5 氣浮池
　　鋼制設(shè)備，尺寸6.0m×2.5m×3.8m，主體結(jié)構(gòu)分反應(yīng)區(qū)、分離區(qū)、清水回用區(qū)。設(shè)備底部設(shè)置污泥沉淀斗。溶氣用水直接取處理排放水，采用液位自動(dòng)控制。

2 處理結(jié)果

　　工程調(diào)試時(shí)微生物接種采用城市污水處理廠的剩余污泥，采用較大的接種量，分階段逐步提高有機(jī)負(fù)荷，1個(gè)月后設(shè)施處理能力已達(dá)到設(shè)計(jì)要求。穩(wěn)定運(yùn)行3個(gè)月后，環(huán)保局進(jìn)行驗(yàn)收監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果平均值列于表3：

表3 設(shè)施驗(yàn)收監(jiān)測(cè)進(jìn)出口數(shù)據(jù)平均值 項(xiàng)目 CODcr/(mg·L^-1) BOD₅/(mg·L^-1) pH SS/(mg·L^-1) 顏色 工藝廢水 23600 9680 ＜2 33 棕褐 低濃度廢水 238 95 4.5 34 淺黃 處理排放廢水 95 23 7.5 23 無(wú)色 注：工藝廢水取一次隨機(jī)樣。 　

3 工藝特點(diǎn)分析

3.1 清污分流
　　工藝廢水具有CODcr濃度高、酸性強(qiáng)、顏色深的特點(diǎn)，生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)實(shí)施清污分流后，廢水輸送和貯存的防腐要求總量減小，能節(jié)省工程費(fèi)用；視覺(jué)上減輕廢水的污染程度；為化學(xué)預(yù)處理創(chuàng)造良好的條件。
3.2 強(qiáng)化預(yù)處理
　　針對(duì)工藝廢水的化學(xué)特性進(jìn)行預(yù)處理，采用生鐵屑與工藝廢水中的酸反應(yīng)，具有幾方面的優(yōu)點(diǎn)：
　　①反應(yīng)產(chǎn)生二價(jià)鐵離子，在堿性條件下曝氣轉(zhuǎn)化成三價(jià)鐵離子，可滿足沉淀有機(jī)芳香酸的需要，能去除CODcr量的60％以上，廢水顏色由棕褐色降到無(wú)色。
　?、谏F屑與酸性廢水還原反應(yīng)產(chǎn)生新生態(tài)氫，能改變部分有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，加上大部分芳香酸的沉淀去除，廢水的BOD₅與CODcr的質(zhì)量比由處理前的0.15提高0.50，有利后續(xù)好氧微生物處理。
　　③提高廢水的pH值，減少堿中和用量。根據(jù)工程調(diào)試中進(jìn)行的對(duì)比試驗(yàn)，用液堿中和pH至8.5時(shí)，廢水原液、與生鐵屑反應(yīng)1d的水樣、反應(yīng)2d的水樣，液堿投加比例分別為6.8％、3.6％和1.5％。
3.3 采用高效生化設(shè)備
　　采用生物流化床，占地面積不到10m²，容積負(fù)荷達(dá)到7.0kg[CODcr]/(m³·d)，生化反應(yīng)停留時(shí)間3h，CODcr去除效率大于60％，是兩級(jí)生化處理工藝中高負(fù)荷段的理想反應(yīng)器。
3.4 處理設(shè)施留有余量
　　根據(jù)意方專家建議，設(shè)計(jì)時(shí)將生化低負(fù)荷段接觸氧化池的規(guī)模放大1倍，以便處理將來(lái)可能增加的廢水。近1a的運(yùn)行表明，生鐵屑與廢水接觸反應(yīng)有3d的時(shí)間，除冬季寒冷天氣外，有充分的余量。

4 存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施

　　從開(kāi)始調(diào)試到正常運(yùn)轉(zhuǎn)近1a時(shí)間，在操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)工藝、設(shè)施上還存在一些問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，在實(shí)踐中采取措施逐步完善。
4.1 改石灰粉中和為破中和
　　剛開(kāi)始使用超細(xì)石灰粉中和酸性廢水，由于反應(yīng)速度相對(duì)較慢，細(xì)粉末在廢水中攪拌不均勻，由于表面包裹作用而形成小顆粒，沉淀于反應(yīng)池底，不能起中和作用，變成污泥。經(jīng)常需要清理反應(yīng)池，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。廢水中含鈣量增多，設(shè)備容易積垢。
　　改進(jìn)措施：由于使用生鐵屑預(yù)處理，中和廢水需要的堿減少近80％。雖然單位重量的石灰粉理論上中和酸的能力比單位重量的液堿高得多，因?yàn)樯厦娣治龅脑?，石灰粉的利用率?huì)下降。實(shí)際操作對(duì)比，預(yù)處理后每天使用石灰粉的重量與使用液堿量基本相同，約270kg，使用液堿費(fèi)用比石灰粉高出約100元，為方便運(yùn)輸和操作，廢水處理站運(yùn)行中已改用固體氫氧化鈉。
4.2 冬季增設(shè)加熱措施
　　在冬季寒冷天氣里，廢水溫度低，生鐵屑與工藝廢水反應(yīng)速度減慢。與其它季節(jié)相比，相同時(shí)間反應(yīng)后，廢水pH升高幅度變小，CODcr去除率降低，顏色消除不完全。
　　改進(jìn)措施：往工藝廢水收集池內(nèi)引入蒸汽管，在冬季廢水溫度低時(shí)，用蒸汽加熱廢水，適當(dāng)提高廢水溫度。
4.3 可采用分步沉淀
　　每天預(yù)處理產(chǎn)生的化學(xué)污泥，是作為特種廢棄物委托專業(yè)單位處置的。該污泥主要包含芳香酸鐵鹽和鐵的氫氧化物，后者所占比例較高，污泥總量與芳香酸和無(wú)機(jī)酸的濃度有關(guān)。如果預(yù)處理分步沉淀，在偏酸性條件下首先沉淀分離芳香酸鐵鹽，可以減少化學(xué)污泥產(chǎn)生量，節(jié)省化學(xué)污泥處置費(fèi)用。甚至于能回收芳香酸。條件許可時(shí)，廢水處理工藝應(yīng)作這方面的改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：
[1]烏錫康．有機(jī)水污染治理技術(shù)[M]．上海：華東化工學(xué)院出版社．1989．

作者簡(jiǎn)介：
劉小平（1965～）．男，江蘇金壇人，工程師，電話（0519）6661442，13606125490。