銘盛環(huán)境——工業(yè)污水，工業(yè)廢水處理專家，提供污水處理解決方案

　　精細化工工業(yè)是國民經濟重要的支柱性產業(yè)，在生產過程中產生的精細化工有機廢水具有成分復雜、有毒有害物質多、污染物濃度高、生物降解難度大等特征，其綜合管理不斷是環(huán)境范疇的一大難題。特別高鹽、高有機污水目前處置艱難，已成為限制行業(yè)開展的瓶頸。

　　某化工公司是一典型的小型精細化工企業(yè)，產品為工業(yè)和民用兩類配方型清洗劑或消毒劑，生產方式為間歇式生產，每生產1釜產品后需對反響釜實行清洗，隨著生產產品的不同，產生了酸性污水、堿性污水、含碘消毒污水3種清洗污水。這3種污水的含鹽量高、COD高、磷酸鹽含量高、外表活性劑含量高、水量和水質動搖大、處置難度大，消毒污水還具有色度高和含碘高的特性。正是由于這些特性，無法直接排入園區(qū)污水處置系統(tǒng)，只能由企業(yè)自建污水處置設備，處置至到達園區(qū)接納規(guī)范。

　　該企業(yè)在生產設施投產時依據產品種類和污水特性建有1套小型污水處置設備，處置出水滿足工業(yè)園污水接納規(guī)范(COD≤300mg/L，PO43-≤3.0mg/L)。但隨著產品種類增加和產量提升，污水量和水質發(fā)作很大變化，遠遠超越處置設備的處置才能，出水COD逸600mg/L，PO43-逸20mg/L，污泥產生量也越來越大。而園區(qū)接納的企業(yè)排污水需到達國度一級排放規(guī)范，所以對工業(yè)污水處理設備實行提標改造勢在必行。

　　依據企業(yè)目前的生產特性、污水水質以及場地的限制，本工程采用低溫蒸發(fā)結合臭氧催化氧化短流程處置工藝，處置后出水COD≤30.0mg/L、PO43-≤0.5mg/L、濁度≤6.0mg/L、色度接近0，到達國度一級排放規(guī)范。出水回用于工業(yè)品生產和和反響釜清洗，蒸發(fā)濃漿也回收用于工業(yè)品原料，完成了資源化應用。

　　一、原有污水處置設備及運轉情況

　　該企業(yè)生產設施建成投產時，產品種類少、產量小、污水量和水質動搖大，3種污水每天產生量各約1.0~3.0m3，COD為270~4500mg/L、PO43-為100~370mg/L，企業(yè)依此水質條件和園區(qū)污水接納規(guī)范設計建立了處置設備，污水處置設備采用間歇式運轉，過程控制相對落后，采用人工剖析和控制。

　　1.1 原污水處置設備設計參數及工藝流程

　　1.1.1 設計參數

　　原處置設備設計處置量為10m3/d，設計進出水指標見表1。

　　1.1.2 工藝流程

　　由于污水水質隨產種類類不同動搖較大，故原處置設備依據混合污水COD和磷酸鹽質量濃度不同采用2種處置工藝院Fenton處置工藝和PAC脫磷處置工藝。

　　(1)Fenton處置工藝。當混合污水COD與磷酸鹽質量濃度都超越園區(qū)接納規(guī)范時，采用Fenton處置工藝，工藝流程見圖1。

　　由圖1可知，3種污水進入污水調理池混合后，依據COD和總磷剖析結果，泵入pH調理池1，用NaOH或H2SO4調理pH為3.0~5.0，然后參加FeSO4窯7H2O，混合平均后泵入Fenton反響池，參加H2O2，應用Fenton反響降低污水的COD，反響產生的Fe3+與PO43-分離到達脫磷的目的，待COD契合園區(qū)接納規(guī)范，將污水泵入pH調理池2，用NaOH調理pH為9.0~9.5，然后泵入中間水池，殘留的Fe3+在弱堿性條件下產生沉淀，與除磷產生的污泥一同沉淀下來，中間水池清液進入清水池，用H2SO4調理pH，達標后排放，沉淀物經板框壓濾機脫水，污泥外運處置，濾液則泵回pH調理池1中。

　　(2)PAC脫磷處置工藝。當混合污水僅磷酸鹽超越園區(qū)接納規(guī)范，COD不超標時，則采用PAC脫磷處置工藝，工藝流程見圖2。

　　由圖2可知，3種污水進入污水調理池混合后，依據COD和總磷剖析結果，泵入pH調理池1，用NaOH或H2SO4調理pH為6.5~7.5，然后參加PAC，混合平均后依次泵入Fenton反響池和pH調理池2，應用PAC的絮凝作用到達脫磷的目的，在此兩池中實行充沛混凝反響后泵入中間水池，中間水池用作廓清池，混凝反響后的污水在其中充沛廓清，出水達標后進入清液池達標排放，沉淀物經板框壓濾機脫水后，污泥外運處置，濾液則泵回pH調理池1中

　　1.2 原污水處置設備的運轉狀況

　　原處置設備投運初期(2~3a)，運轉穩(wěn)定、出水水質滿足園區(qū)污水接納規(guī)范。但運轉過程中會產生很多含水率逸70%的污泥需外運處置，大大增加了污水處置費用。采用人工剖析和人工過程控制，也增加了勞動強度和出水水質的不肯定性。

　　隨著產品種類增加、產量提升，每天產生的污水量增至約15~20m3，水質也發(fā)作很大變化，原處置設備無法滿足現污水量和水質的處置請求，主要表現為：(1)污水量遠超原處置設備的設計處置才能，(2)3種污水的COD、磷酸鹽遠超原污水處置設備的設計進水水質指標。為達園區(qū)接納規(guī)范，需實行屢次Fenton處置，不只耗費大量FeSO4窯7H2O和H2O2，還產生大量需外運處置的污泥。(3)污水中外表活性劑濃度高，容易產生泡沫，影響處置設備的正常運轉。

　　二、低溫蒸發(fā)結合臭氧催化氧化工藝的研討及工業(yè)化理論

　　2.1 現污水水質剖析

　　現污水水質剖析見表2。

　　由表2可知，3種污水呈高含鹽量、高COD、高磷酸鹽含量的特性，含碘消毒污水含碘量和色度大，污水污染源品種多，組成復雜。

　　2.2 低溫蒸發(fā)結合臭氧催化氧化處置工藝的研討

　　筆者依據實驗研討，肯定出負壓低溫蒸發(fā)結合臭氧催化氧化的短流程處置工藝，即在一定真空度、較低溫度下，對混合污水實行蒸發(fā)預處置，蒸發(fā)出水再采用臭氧催化氧化實行深度處置，催化劑采用氧化鋁基Mn-Fe-Cu負載型催化劑。

　　2.2.1 溫度和真空度對蒸發(fā)預處置效果的影響

　　在不同溫度、不同真空度下實行蒸發(fā)預處置，對現污水的預處置結果見表3。

　　由表3可知，低溫蒸發(fā)處置的脫磷效果明顯，磷酸鹽脫除率到達100%。隨著溫度的升高，蒸發(fā)出水COD去除率降低，出水COD呈階梯式逐步升高，其中30℃升至50℃的出水COD升高得較少，而升至60℃時則急劇升高，但60℃升至70℃的出水COD升高得不多。隨蒸發(fā)溫度升高，出水濁度和色度也逐步升高，其中30℃升至40℃時，出水濁度和色度升高較小，40℃升至50℃時出水濁度和色度升高明顯，50℃后出水濁度和色度簡直穩(wěn)定。

　　2.2.2 臭氧投加質量濃度對不同溫度蒸餾出水深度處置效果的影響

　　用40、50、60℃條件下的蒸發(fā)出水作為實驗用水，將蒸發(fā)出水調理pH為8.5~9.5后，采用臭氧氧化和臭氧催化氧化實行深度處置，比照2種辦法在不同臭氧投加質量濃度下的深度處置效果，結果見表4。

　　由表4可知，對蒸發(fā)出水實行臭氧氧化深度處置，隨著臭氧投加濃度的升高，出水COD逐步降低，濁度和色度降低明顯，催化劑的運用提升了臭氧的氧化效率，COD去除率和降濁、脫色效率明顯提升。在催化劑作用下，對40℃和50℃的蒸發(fā)出水深度處置，臭氧投加質量濃度為300mg/L時，出水水質即可到達一級排放規(guī)范，臭氧投加質量濃度為400mg/L時，出水COD≤30mg/L，色度和濁度為0，可用作生產用水，而對60℃的蒸發(fā)出水深度處置，即便在高濃度臭氧條件下，出水也無法到達一級排放規(guī)范。

　　2.2.3 不同溫度負壓蒸發(fā)處置的技術經濟性剖析

　　綜合預處置和深度處置的實驗結果發(fā)現，隨著蒸發(fā)溫度的升高，為達標排放或回用，需提升深度處置臭氧投加濃度而增大了處置本錢，以至增大了處置難度，60℃以上的蒸發(fā)出水，臭氧氧化處置已很難到達一級排放規(guī)范。蒸發(fā)溫渡過低，則需提升真空度而增加動力本錢，氣溫較高還需降溫處置。因而，30~50℃是負壓低溫蒸發(fā)預處置經濟可行的溫度范圍。

　　對30~50℃的蒸發(fā)出水采用臭氧催化氧化深度處置，臭氧投加質量濃度為300mg/L時出水水質已達一級排放規(guī)范，臭氧投加質量濃度為400mg/L時出水水質已契合工業(yè)類產品生產用水。因而，臭氧投加質量濃度宜控制為300~400mg/L。

　　2.3 低溫蒸發(fā)結合臭氧催化氧化一體化處置設備

　　將研討肯定的低溫蒸發(fā)結合臭氧催化氧化處置工藝組合成挪動式橇裝一體化處置設備，各節(jié)點水質采用在線剖析，完成全過程自動控制。一體化處置設備具有以下特性院(1)流程短、占地少、自動化水平高，(2)蒸發(fā)濃漿和出水回用，完成”零排放”，防止危廢外運處置，(3)停用Fenton處置和絮凝處置，防止產生二次污泥帶來的危廢，(4)停用H2O2，有利于平安及企業(yè)久遠開展。

　　2.3.1 工藝流程

　　一體化處置設備的工藝流程見圖3。

　　由圖3可知，含碘污水在碘回收器中，應用余熱(熱水或廢蒸汽)將含碘污水加熱，使碘質升華，再采用污水作為冷卻介質冷卻后回收，脫碘后的污水和堿性污水、酸性污水混合進入污水緩沖罐，緩沖罐中的混合污水泵入負壓蒸發(fā)設施實行蒸發(fā)處置，蒸發(fā)冷凝水流入pH調理罐1中調理pH為8.5~9.5，然后泵入臭氧催化氧化反響器中實行深度處置，濃漿回用，經臭氧催化氧化處置后的污水泵入pH調理罐2中調理pH后外排或直接回用。

　　2.3.2 主要設施及參數

　　(1)碘回收器。1臺，316不銹鋼，直徑1.4m，高1.5m，底部設盤管式水(汽)加熱管、緊縮空氣管，上部裝置同樣材質的冷凝器，污水作為冷凝器的冷卻介質對升華后的碘質冷卻回收，在常壓、溫度為45~75℃條件下運轉。

　　(2)負壓蒸發(fā)設施。蒸發(fā)設施包括蒸發(fā)器、真空泵、供水泵、緊縮機和冷凝器等部件。蒸發(fā)器2臺，316不銹鋼，容積3m3，上部采用圓柱形，直徑1.5m，高1.6m，內置縱向排列的盤管式加熱器和自清洗組件，下部采用圓臺形，便于濃漿排放，運轉溫度為30~50℃，運轉真空度-80~-100kPa，污水由圓柱形底部采用文氏射流注入，低溫蒸汽從頂部抽出。蒸發(fā)設施工藝流程見圖4。

　　由圖4可知，在蒸發(fā)設施中，污水在一定溫度和真空度下，在蒸發(fā)器中被蒸發(fā)，蒸發(fā)出的低溫蒸汽進入緊縮機被緊縮，以提升其溫度、壓力、熱值，然后進入冷凝器與待處置的污水實行熱交流，待處置污水被加熱后進入蒸發(fā)器中實行蒸發(fā)處置，蒸汽則被冷凝成水后進入下一工序。

　　(3)臭氧催化氧化反響器。1臺，316不銹鋼，直徑1.5m，高1.8m，中上部內置300mm厚氧化鋁負載型顆粒催化劑，在催化劑格柵下方，臭氧及調理pH后的冷凝水分別經過布氣管和布水管由下而上依次通入反響器，在反響器中還設置有污水和尾氣的回流設施，自動反洗設施。臭氧投加量為300~400g/t，反響時間為0.5~1.0h。

　　(4)臭氧發(fā)作器。臭氧發(fā)作量為400g/h。

　　(5)pH調理罐。316不銹鋼，2個，容積2m3，帶不銹鋼攪拌。

　　2.3.3 運轉狀況

　　在一體化處置設施運轉時，依據生產產種類類及污水回用需求，應用原處置設備的污水調理池、2個pH調理池作為3種污水的分類應急寄存池，清水池用作處置達標出水蓄水池。自2018年10月橇裝式一體化設備在現場運轉以來，設備運轉穩(wěn)定，出水COD≤30mg/L、總磷≤0.5mg/L、濁度≤6.0mg/L、色度接近0，到達回用水質規(guī)范，濃漿含水率為30%~40%，回用作工業(yè)類產品原料，完成了污水和固廢的”零排放”，一體化設備配備出水水質見圖5。

　　三、經濟效益

　　原處置設備耗費化學品費用，每t污水約29.0元，年費用約10.585萬元，日產生污泥量7m3，外運處置費用2500元/t，年處置費用630萬元，動力費(水、電)1.25元/t，年費用4562.5元，年人工費30萬元，合計671萬元。折算至目前每天20m3污水計算，則每年處置費用為1312萬元。

　　一體化處置設備自2018年10月開端投入運轉，每t污水耗費化學品費用約0.5元，年費用3650元，動力費(水、電)39元/t，年動力費用28.47萬元，臭氧處置費用15元/t，年費用約10.95萬元，年人工費用10萬元，合計年處置費用為40.785萬元。年節(jié)約污水處置費用達1271.215萬元。一體化處置設備投入運轉以來，日均回用深度處置后的污水16.0m3，年節(jié)約工業(yè)水費用4.96萬元，日均回收蒸發(fā)濃漿約3.0m3，年回用產品原料費用約110萬元。低溫蒸發(fā)一體化處置設備的應用，在完成了污水和固廢”零排放”的同時，每年可經過節(jié)約和回用完成經濟效益約1380.0萬元。

　　四、結論

　　(1)采用低溫蒸發(fā)結合臭氧催化氧化工藝處置高鹽、高有機物污染、成分復雜的難處置精細化工污水，出水水質可到達一級排放規(guī)范。處置后的污水和蒸發(fā)濃漿滿足生產用水水質和工業(yè)產品原料規(guī)范，將污水和濃漿回用，完成企業(yè)污水”零排放”。

　　(2)低溫蒸發(fā)結合臭氧催化氧化工藝用于精細化工污水處置，可以處理精細化工企業(yè)高鹽、高有機物污水難處置的開展瓶頸，具有很大的推行意義。