DNT二硝基甲苯炸药废水铁炭微电解生化处理工程实例

DNT废水铁炭微电解+生化处理工程实例谷振华袁姜鑫袁林毅袁文传选渊北京北方节能环保有限公司袁北京100070冤咱摘要暂甘肃某公司二硝基甲苯渊DNT冤生产废水处理站设计处理规模1600m3/d袁采用铁炭微电解+UASB+接触氧化+BAF+生物炭工艺进行处理袁进水COD尧硝基苯类化合物分别为2089尧164.9mg/L袁pH1~2曰出水COD尧硝基苯类化合物分别为39.5尧0.3mg/L袁去除率分别为98.1%尧99.8%袁排水指标优于国家叶污水综合排放标准曳渊GB8978要1996冤一级标准袁吨水直接处理成本为7.62元遥咱关键词暂二硝基甲苯废水曰铁炭微电解曰生化处理咱中图分类号暂X703.1咱文献标识码暂B咱文章编号暂1005-829X渊2014冤07-0085-03CasestudyofDNTwastewatertreatmentbyferric鄄carbonmicro鄄electrolysis+biochemicalprocessGuZhenhua袁JiangXin袁LinYi袁WenChuanxuan渊BeijingNorthEnergyConservationandEnvironmentProtectionCo.袁Ltd.袁Beijing100070袁China冤Abstract院ThedesignedtreatmentscaleoftheDNTindustrialwastewaterplantinacompanyinGansuProvinceis1600m3/d.Thewastewaterhasbeentreatedbyferric鄄carbonmicro鄄electrolysis+UASB+contactoxidation+BAF+bi鄄ologicalactivatedcarbonprocess.ItsinfluentCODis2089mg/L袁nitro鄄compounds164.9mg/L袁andpH1-2.Itsef鄄fluentCODis39.5mg/Landnitro鄄compounds0.3mg/L.TheremovingrateofCODandnitro鄄compoundsare98.1%and99.8%袁respectively.TheindexesofdischargedwaterissuperiortoClassAofIntegratedWastewaterDischargeStandard渊GB8978要1996冤.ThecostofwastewatertreatmentpertonisCN预7.62.Keywords院DNTwastewater曰ferric鄄carbonmicro鄄electrolysis曰biochemicaltreatment甘肃某公司是国家大型化工生产企业袁生产DNT尧TDI等60多种产品袁产品和所使用的原材料多属于化学工业中的强腐蚀尧有毒有害物质袁在生产过程中袁还会产生大量的含硝基苯类化合物尧苯胺尧石油类尧丙酮尧强酸及化工副产物等废水遥对产生的废水原采用活性炭吸附和石灰中和等工艺进行处理袁存在活性炭吸附周期短尧成本高的缺点袁同时还存在出水中COD尧SS尧石油类等无法达标的现象遥本次新建污水处理工程袁在进行充分现场中试的基础上袁采用铁炭微电解+UASB+接触氧化+BAF+生物炭工艺进行处理袁出水水质优于国家叶污水综合排放标准曳渊GB8978要1996冤一级标准遥1设计水质水量设计水量院1600m3/d袁其中硝基苯类化合物废水800m3/d袁其他低浓度废水800m3/d遥设计水质院DNT生产废水袁pH1~2袁COD2100mg/L袁硝基苯类化合物160mg/L曰其他车间排水袁COD200mg/L袁不含硝基化合物遥设计出水水质院按甘肃省环保厅要求袁除COD60mg/L袁硝基苯类臆2.0mg/L袁其他指标满足国家叶污水综合排放标准曳渊GB8978要1996冤一级标准遥2处理工艺确定DNT生产废水袁其构成COD的有机物主要是二硝基甲苯尧一硝基间二甲苯以及甲苯尧间二甲苯等遥生物处理法处理有机废水虽然运行费用低袁但由于硝基苯类化合物为难生物降解有机物袁仅靠生化处理不能达到理想的效果曰采用特殊菌种处理袁长期运行的可靠性不能得到保证遥本工程建设前进行了近1a的中试研究袁最终确定采用双级动态微电解+UASB+接触氧化+BAF的处理工艺遥由于甘肃对该企业排放标准要求很高袁在常规生化处理后采用生物炭+砂滤作为把关手段袁以确保废水处理装置的稳定达标运行遥具体工艺流程如下院第34卷第7期圆园14年7月工业水处理陨灶凿怎泽贼则蚤葬造宰葬贼藻则栽则藻葬贼皂藻灶贼灾燥造援34晕燥援7Jul.袁圆园1485各单元作用及处理机理如下院渊1冤动态铁炭微电解池遥动态铁屑池是对微电解法的改进袁其采用活化工业废钢屑为主要原料袁底部增加排泥及曝气装置袁使得铁屑与废水反应更加充分袁同时避免了微电解法普遍存在的反应不充分尧pH升高尧易板结等问题遥其主要作用同样是产生新生态咱H暂和Fe2垣袁从而将硝基化合物转化为氨基化合物袁降低废水的毒性袁提高废水的可生化性遥采用两级串联结构袁控制酸性硝基苯废水pH约4进入第一级动态铁炭微电解池袁出水加酸调节pH约4进入二级动态铁炭微电解池袁使剩余硝基化合物得到完全还原遥动态铁炭微电解池的两极串联并在两级中间加酸的特殊构造袁大大提高了硝基化合物的处理效率遥动态铁炭微电解池中定期补充投加铁屑遥渊2冤Fe2垣/Fe3垣还原氧化池遥铁炭微电解池出水视其pH高低袁进行pH调节遥使pH达8.5耀9.0后进入还原-氧化絮凝池遥此时铁炭微电解池出水中的Fe2+在碱性条件下形成墨绿色的Fe渊OH冤2絮状沉淀物袁这种絮状沉淀物在常温下可有效地还原硝基苯类化合物为苯胺类化合物遥渊3冤UASB反应器遥考虑到废水的难生化性袁挂膜期间采用硝基苯类废水生化塘内底泥和城市污水厂污泥进行驯化袁厌氧段采用内挂填料的UASB/AF工艺袁配合厌氧出水1颐12大水量回流袁可有效稀释废水中硝基苯类化合物浓度袁使得厌氧段硝基苯类化合物进水质量浓度最高可达60mg/L袁减少硝基苯类化合物对生物的毒害遥同时厌氧微生物可进一步分解废水中的硝基苯类化合物袁提高废水的可生化性和后续单元处理效率遥渊4冤接触氧化池遥硝基苯类化合物废水处理系统采用接触氧化工艺袁挂膜期间采用硝基苯类废水排水渠内底泥和城市污水厂污泥进行驯化袁其好氧停留时间为29h遥渊5冤BAF池遥硝基苯类物质经铁炭微电解和氧化还原处理后生成苯胺袁苯胺在好氧降解过程中会释放出氨氮遥为进一步脱除二沉池出水中的有机污染物和氨氮袁工艺中采用BAF池进行后续生物脱氮处理袁废水停留时间为6h遥渊6冤生物炭池遥末端采用生物炭池进行最终把关处理袁停留时间1.5h袁通过活性炭强大的吸附作用将瞬间可能超标的高浓度污染物吸附袁然后通过微生物的降解作用去除活性炭中吸附的少量微细粒和有机物袁最终确保出水COD约60mg/L尧硝化物约2.0mg/L遥3主要构筑物及设计参数渊1冤废水调节池遥设计容积900m3袁2座遥一座用于存放硝基苯类废水袁一座用于存放其他废水袁钢砼防腐遥渊2冤隔油池遥用于去除硝基苯类废水中含有的悬浮物尧油等袁设计容积360m3袁钢砼防腐遥渊3冤一级动态铁炭微电解池遥经隔油后的硝基苯废水进入第一级动态铁炭微电解池袁设计池容192m3袁反应时间4h袁还原转化率80%袁钢砼防腐遥渊4冤pH调整池遥为提高铁炭微电解的处理效果袁在一级铁炭微电解池后设pH调整池袁加酸调pH至2~3遥设计池容48m3袁停留时间1h袁钢砼防腐遥渊5冤二级铁炭微电解池遥设计池容192m3袁反应时间4h袁还原转化率80%袁COD降解率渊沉淀后冤30%袁钢砼防腐遥渊6冤Fe2垣/Fe3垣还原氧化池遥采用加碱中和袁调节pH为8~9袁设计池容60m3袁钢砼结构遥渊7冤一沉池遥采用辐流式沉淀池袁直径10m袁2座袁钢砼结构遥渊8冤UASB/AF反应器遥外形尺寸为12m伊12m伊9m袁4座袁钢砼结构遥本单元处理硝基苯类废水33m3/h袁引入其他废水7m3/h袁合计40m3/h遥有效停留时间60h袁组合填料渊尺寸为160mm伊80mm冤2400m3遥渊9冤接触氧化池遥外形尺寸为40m伊12m伊5.5m袁1座袁钢砼结构遥本单元处理UASB出水40m3/h袁引入其他废水26m3/h袁合计66m3/h遥有效停留时间20h袁组合填料渊尺寸为D160mm伊80mm冤1320m3遥渊10冤二沉池遥采用辐流式沉淀池袁外形尺寸D12m伊4.5m袁2座袁钢砼结构遥渊11冤中间水池遥容积100m3袁2座袁钢砼结构遥渊12冤BAF池遥容积100m3袁4座袁停留时间6h袁钢砼结构遥渊13冤生物炭池遥尺寸为D3.2m伊4.9m袁4座袁停留时间1.5h袁碳钢防腐遥工业水处理圆园14-07袁34渊7冤工程实例864处理效果根据验收前1个月的监测数据统计袁实际运行效果与设计值对照见表1遥表1实际运行效果对比从表1给出的运行效果可以看出袁实际运行效果均优于设计值袁证明该工艺对硝基苯类废水处理较好袁处理出水可满足甘肃省地方污染物排放要求遥5处理成本分析采用验收前1个月的成本统计数据袁按照日处理1600m3/d计算袁实际处理成本见表2遥6结语本工程针对硝基苯类化合物毒性强尧难生化的特点袁采用两级动态铁屑床进行还原袁此过程易控尧运行平稳曰生化系统厌氧采用UASB/AF工艺袁配合大水量回流稀释袁有效分散了进水硝基苯类化合物的表2处理成本分析注院以上费用不包括冬季UASB蒸气加热尧设备折旧费尧维修费等遥浓度袁使得厌氧-好氧系统能够稳定运行曰后续采用BAF工艺袁提高了生化系统对难降解有机物和氨氮的处理能力曰末端深度处理采用生物炭/砂滤工艺袁提高了系统的抗冲击能力遥经过3a多来的连续运行袁处理后的废水优于国家叶污水综合排放标准曳渊GB8978要1996冤一级标准要求遥参考文献咱1暂李坚袁周忠伟袁叶朗清.硝基苯废水治理研究与设计咱J暂.环境工程袁2001袁19渊6冤院9-11.咱2暂安立超.含硝基苯类化合物工业废水处理技术与工艺咱J暂.含能材料袁2004袁A02院655-658.咱3暂汪大翚袁徐新华袁宋爽袁等.工业废水中专项污染物处理手册咱M暂.北京院化学工业出版社袁2000院332-333.要要要要要要要要要要要咱作者简介暂谷振华渊1972要冤袁E鄄mail院[e-mail]遥咱收稿日期暂2014-05-05渊修改稿冤项目运行费/渊元窑t-1冤工业烧碱袁0.8kg袁以2.6元/kg计2.08工业废酸袁0.2kg袁废物利用0聚铝袁0.1kg袁以2.5元/kg计0.25铁屑袁0.3kg袁以2.5元/kg计0.75聚丙烯酰胺袁0.01kg袁以30元/kg计0.30活性炭袁0.3kg袁以9元/kg计2.70电费袁1.4kW窑h袁以0.80元/渊kW窑h冤计1.12人工费袁10人袁以2000元/渊月窑人冤计0.42合计7.62单元设计值实际值COD/渊mg窑L-1冤去除率/%硝化物/渊mg窑L-1冤COD/渊mg窑L-1冤去除率%硝化物/渊mg窑L-1冤原水2100要1602089要164.9一沉池出水10505040752.263.9941.1UASB出水4206010233.468.985.1二沉池出水10076.2275.467.681.6生物炭池出水6040139.547.580.3清水池60要139.5要0.3渊3冤在反应温度为70益尧pH=8.10尧催化剂投加质量浓度2.5g/L尧H2O2渊30%冤投加质量浓度3.7g/L尧反应时间为90min的条件下袁造纸废水色度去除率达到98.6%袁COD去除率达到86.2%遥参考文献咱1暂TorradesF袁SaizS袁JoseAntonioGH袁etal.DegradationofwheatstrawblackliquorbyFentonandphoto鄄Fentonprocesses咱J暂.EnvironmentalEngineeringScience袁2008袁25渊1冤院92-98.咱