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UASB/SBR工艺处理含DMF、PVA制革废水_二甲基甲酰胺-论文网

时间:2015-03-30  作者:张向军,严永红,李小明

论文摘要:鉴于某制革废水中二甲基甲酰胺(DMF)和聚乙烯醇 (PVA)浓度高且难于生物降解的特点,确定采用上升流厌氧污泥反应器(UASB)—两级活性污泥(SBR)工艺对此废水进行处理。 运行结果表明:UASB池出水COD去除明显,但DMF氧化分解后氨氮显著上升,通过向混凝反应池中投加磷酸盐,镁盐及碱,使氨氮反应生成磷酸铵镁(MAP)沉淀除去,废水在二级SBR池进一步处理,最终出水水质可满足《污水综合排放标准》的I级标准,并且整个工艺运行稳定,具有良好的社会效益和环境效益。
论文关键词:二甲基甲酰胺,聚乙烯醇,氨氮,磷酸铵镁

0.引言

DMF是一种性能优良的有机溶剂,在制革工业中,用于PU合成革表面处理过程和二层皮湿法移膜表面处理工艺,每年仅制革行业排放的含DMF废水约1亿t。DMF化学性质稳定,B/C比为0.065,难生物降解,对废水生物处理过程产生抑制作用,影响处理效果,DMF废水处理技术引起了环保工作者的关注。DMF可以经过呼吸道、消化道和皮肤进入人体内,具有一定的毒性,并为实验动物致癌物质,美国确定DMF为人体可能致癌物质,我国地面水中最高容许质量浓度推荐值是25mg/L。聚乙烯醇,因其具有良好的水溶性、稳定性及低用量、高效率、不需高湿度等优良性能,被广泛应用于超细纤维革工艺中的PVA含浸工序,然后在湿法PU含浸工序中被水洗,溶入水中,因此废水中PVA浓度高,其B/C比小于0.2,同样难于生物降解。由于DMF与PVA都仅作为有机溶剂而不发生化学反应,在量上几乎没有损耗,全部进人生产废水中,如不加以处理,将对环境造成很大污染,因此对含有DMF、PVA的废水进行处理是十分有必要的。

1.设计进、出水质

福建某超纤有限责任公司,是由国内最大的国有人造革生产企业股份公司控股设立,公司以生产各种中高档合成革、超细纤维革系列产品为主,生产废水中含有大量的DMF和PVA。废水主要具有如下特点:①水质波动范围较大:该厂生产的产品品种较多,工艺变化大,而且生产周期随着订单的多少而变化,导致水质水量波动均较大,为此要求处理工艺有较强的抗冲击性和适应性。②有机物浓度高,且难生物降解:生产废水中含有大量PVA和DMF,B/C比均小于0.2,且DMF对废水生物处理过程会产生抑制作用,从而增加了处理的难度。

污水处理一期工程设计处理水量为200m/d,废水水质见表1。设计出水水质须达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的Ⅰ级标准:COD≤100mg/L,BOD≤20mg/L,SS≤70mg/L,pH=6~9。

表1废水水质

Tab.1Wastewaterquality

项目

变化范围

平均值

COD mg/L

373612819

6117

BOD mg/L

5602025

986

SSmg/L

175480

330

pH

8.48.9

8.7

2工艺流程

污水处理所有构筑物均为钢筋混凝土结构,其工艺流程如图1所示。

图1工艺流程

Fig.1Flowchartoftreatmentprocess

①DMF废水调节池。地下式,尺寸为6.6m×12.25m×4.3m,有效容积为300m。池内废水主要来自生产车间中含DMF、PVA的生产废水,经过简易格栅后进入调节池,以调节水质水量,调节池底部设穿孔曝气管,通过曝气对废水进行混合。池底设潜水排污泵2台(1用1备),通过阀门控制调节池废水进入UASB或SBR。

②综合废水调节池。地下式,尺寸为6.6m×21m×4.3m,有效容积为550m。废水主要为生产车间冲洗废水,DMF回收塔塔顶碱性废水,锅炉酸性废水以及生活污水等有机物浓度低的废水,经过简易格栅后进入调节池,以调节水质水量,调节池底部设穿孔曝气管,通过曝气对废水进行混合。池底设潜水排污泵2台(1用1备),通过阀门控制调节池废水进入UASB或SBR。

③UASB池。半地下式,地下4m,地上5m,尺寸为4.3m×8.8m×9m,有效容积为300m,设穿孔管配水,由底部进水,出水经三相分离器后溢流出水。外设立式排污泵2台((1用1备),通过内循环混匀厌氧池废水。因工程规模不大,产生的沼气利用价值不大,故经过水封灌后高空排放。

④MAP反应池。半地下式,地下4m,地上2m,尺寸为1.25m×3m×6m,有效容积为22m。通过加药房计量泵加入磷酸氢二钠、硫酸镁和氢氧化钠,搅拌混匀反应后流入MAP沉淀池。

⑤MAP沉淀池。半地下式,地下4m,地上2m,尺寸为3m×3m×6m,有效容积为50m。沉淀池为正方形竖流式沉淀池,加药后废水从中心管进入沉淀池,在此反应生成鸟粪石并沉淀,废水溢流经出水槽流出,鸟粪石沉淀则通过立式污泥泵排入污泥浓缩池。

⑥一级SBR好氧池、一沉池及二级SBR好氧池、二沉池。均为半地下式,尺寸均为4.5m×21m×6m,分2格,串联,有效容积为450m。装有半软性填料,池底设穿孔管布气,鼓风机2台(1用1备),一沉池与二沉池分别设排污泵2台(1用1备),进行污泥回流和排泥。

⑦中间池。半地下式,地下4m,地上2m,尺寸为4.5m×7m×6m,有效容积为180m.设排污泵2台(1用1备),废水在此进一步沉淀后由污泥泵排入终沉池。

⑧终沉池。半地下式,地下4m,地上2m,尺寸为4.5m×5m×6m,有效容积为120m.沉淀池为正方形竖流式沉淀池,中心管处接加药管,通过加药房计量泵加入PAC,使出水进一步澄清并除去悬浮物,最终废水溢流后经出水槽达标排放,沉淀经立式污泥泵抽入污泥浓缩池。

⑨污泥浓缩池。半地下式,地下2m,地上2m,尺寸为3m×3m×4m,有效容积为30m.设螺杆泵2台(1用1备),污泥浓缩后由螺杆泵抽至厢式压滤机进行脱水处理,使其成为可堆放、便于运输的干污泥。

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