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        葉酸廢水處理提標改造技術

        發布時間:2023-12-12 15:19:11  中國污水處理工程網

        葉酸廢水是在葉酸生產過程中所產生的一類高有機物濃度、高鹽度、高色度、可生化性較差的制藥類廢水。處理好此類廢水并合格排放,對行業與地區的環境保護,實現可持續性發展具有重要的意義。

        1、工程概況

        某公司主要從事生物工程生產和開發,目前其建成投產的項目有700t/a葉酸與維生素B9等生產裝置,其原料主要為對氨基、三氨基、硫酸和氫氧化鈉等,各生產裝置排放的廢水中具有有機物含量高、氨氮高、TN高、酸性強、色度大等特點。

        現有廢水處理站設計規模為100m3/d,采用“芬頓”工藝,設計出水水質要求達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)三級標準要求,實際廢水站出水COD、苯胺指標達到排放要求。

        2017年當地環保部門要求提高污水廠納管標準,并且需要監控納管氨氮、TN等指標。同時,由于企業本身產能擴展的需求,預計所排廢水量會提高至250m3/d,現有企業廢水站出水水質不能滿足此要求,故需要對現有廢水站進行提標改造。

        本文介紹了改造工程的設計和運行效果,以期為同類廢水的達標處理提供借鑒。

        2、改造工程方案

        2.1 進出水水質

        根據要求,提標后廢水處理站設計出水水質須達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)三級標準與下游廢水站納管標準,具體如表1所示。

        1.jpg

        2.2 改造前工藝存在的問題

        該廢水處理站工藝流程為:生產廢水→調節池→芬頓反應池→出水,處理規模為100m3/d。改造前廢水站全年出水COD平均值為203.2mg/L,出水苯胺平均值為0.96mg/L,滿足排放標準。出水TN平均值為97.8mg/L,出水氨氮平均值為51.9mg/L,不能滿足提標后的排放標準。

        結合污水站整體運行情況,現有廢水站存在以下問題:

        (1)擴產后廢水排放量達到250m3/d,現有廢水站處理規模不能滿足此需求;

        (2)本項廢水中有機氮、總氮含量均較高,當有機氮轉化為無機氮時,會使得廢水中氨氮含量升高,超過100mg/L;

        (3)若不將較多的有機氮徹底轉化為氨氮,則出水TN存在超標的風險;

        (4)現有工藝僅能對有機物進行去除,缺乏對有機氮、氨氮和TN有效的去除方法;

        (5)采用芬頓高級氧化技術去除廢水的COD,運行操作復雜,涉及的;份^多,且運行成本較高。

        2.3 設計改造方案

        目前葉酸廢水處理方法主要是基于生化法,采用電化學法實際工程應用不多,運行成本較高。

        故本項目主要采用生化法處理葉酸廢水,由于到來水中有機氮濃度較高,本方案中采用AHCR厭氧水解復合工藝將有機氮轉化為氨氮。該工藝采用了特殊的池形設計,形成大回流流態,能夠有效的承受水質、水量帶來的負荷沖擊,同時有效提高反應器內微生物量,可快速將有機氮轉化為氨氮,并將難降解有機物快速開環、斷鍵。

        對于TN的去除,采用DNCR缺氧脫氮復合反應器工藝,以厭氧酸化后的有機物作為電子供體,以OHCR反應器出水回流液中的NO3-NO2-為電子受體,將NOx-還原成氮氣。

        對于氨氮的去除,工藝主要有折點加氯法、選擇性離子交換法、氨吹脫法和生物法,在諸多去除氨氮的工藝中,好氧工藝具有低能耗、無二次污染的優點,本次采用OHCR好氧復合反應工藝。

        2.4 改造工藝流程

        改造后的工藝流程圖如圖1所示,圖中陰影部分是此次新增工藝段。

        2.jpg

        廢水在調節池中進行水質均質后,通過閉式冷卻塔降至室溫,再經過pH調節池將pH調節至弱酸性,析出的沉淀物在泥斗中分離。

        pH調節池出水進入AHCR厭氧反應器中。長鏈或環狀有機物在AHCR反應器中苯胺得到斷鏈,產生直鏈有機物與無機氮,其出水依次經過DNCROHCR反應器。通過DNCROHCR反應器的硝化與反硝化作用,降解廢水中的氨氮、總氮與苯胺至達標。

        OHCR出水經過固液分離后,進入高效混凝處理,進一步確保CODSS的去除,最終出水達標排放?勺鳛楹罄m脫鹽工藝的預處理措施。

        原有芬頓反應裝置作為保障措施。

        3、主要構筑物及參數

        3.1 利舊單元

        (1)調節池/事故池/pH調節池,合建,1座,鋼砼,平面尺寸為14.0*6.0*5.5m,池容為460m3,總停留時間為44h,內設攪拌機和提升泵。攪拌機3臺,3用,葉輪直徑1.0m,功率1.5kw;提升泵11備,單臺水泵流量為12m3/h,揚程為15m,功率為2.2kw;pH調整污泥泵11備,單臺水泵流量為10.5m3/h,揚程為15m,功率為2.2kw;3.2新增與改造單元(1)AHCR厭氧水解反應池,1座,鋼制防腐,平面尺寸為3.0*5.5*6.0m,池容為100m3,水力停留時間為8h。內設攪拌機和懸掛填料。推流攪拌機1用,單臺攪拌機槳葉直徑0.4m,轉速為640r/min,功率2.2kw;;懸掛填料50m3。

        (2)DNCR缺氧反應池,1座,鋼制防腐,平面尺寸為5.0*5.5*6.0m,池容為165m3,水力停留時間為13h。內設攪拌機和懸掛填料。推流攪拌機1用,單臺攪拌機槳葉直徑0.4m,轉速為640r/min,功率2.2kw;;懸掛填料100m3。

        (3)OHCR好氧反應池,1座,鋼制防腐,平面尺寸為10.5*5.5*6.0m,池容為350m3,水力停留時間為29h。內設曝氣風機,高效曝氣器;曝氣風機2臺,11備,風量6.15m3/min,風壓65kPa,功率15kw;高效曝氣器150套。

        (4)二沉池,1座,鋼砼,平面尺寸為8.4*4.2*5.5m,內設污泥泵。污泥泵11備,單臺泵流量為10.5m3/h,揚程為15m,功率為2.2kw。

        (5)混凝沉淀池,1座,鋼砼,平面尺寸為4.0*3.5*5.0m,內設反應攪拌器、斜板和污泥泵。攪拌機1用,單臺攪拌機槳葉直徑0.4m,轉速為~10r/min,功率2.2kw;斜板20m3;污泥泵11備,單臺泵流量為12m3/h,揚程為15m,功率為2.2kw。

        4、工程運行效果

        2018年初廢水站升級改造項目建成,調試2個月后運行穩定,具體數據分析如下:

        4.1 COD的去除

        在保障工藝芬頓反應器未運行的情況下,實際進水COD的最大值為1202.5mg/L,平均值為589.2mg/L。實際出水COD最大值為376.0mg/L,最小值為76.2mg/L,平均值為209.5mg/L,滿足排放要求,具體詳見圖2。

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        4.2 對苯胺的去除

        現有生化處理對苯胺的去除效果較好,平均進水值為30.0mg/L,平均出水值為1.99mg/L,均低于排放標準的4.0mg/L。

        4.3 對氨氮的去除

        根據圖3可以看出,實際總進水氨氮最大值為212.0mg/L,平均值為102.9mg/L。而厭氧水解出水氨氮最大值為236.0mg/L,平均值為134.8mg/L,說明有機氮在厭氧水解段被有效轉化為氨氮?偝鏊畲笾禐23.0mg/L,平均值為10.5mg/L。

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        4.4 TN的去除

        根據下圖所示,實際進水TN的最大值為400.0mg/L,最小值為98.4mg/L,平均值為179.4mg/L。出水TN最大值為27.0mg/L,最小值為5.0mg/L,平均值為16.1mg/L,均低于排放標準的35.0mg/L。

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        5、投資及運行成本

        該廢水處理站的改造投資約320萬元,新增運行成本為2.15元噸水,總運行成本為3.78/噸水。

        6、結論

        (1)葉酸廢水具有有機氮、TN濃度高、鹽分高、酸性強等特點,采用“AHCR厭氧水解+DNCR缺氧+OHCR好氧+混凝沉淀”工藝,能夠穩定去除廢水中的COD、苯胺、氨氮、TN等指標,運行管理簡單,出水穩定達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)三級標準與下游廢水站納管標準;

        (2)提標改造后,最終出水平均COD值為209.5mg/L,平均去除率為64.44%,年削減COD總量達到了34.68噸。最終出水苯胺平均值為1.99mg/L,平均去除率為93.37%,年削減苯胺總量達到了2.56噸。最終出水氨氮平均值為10.5mg/L,平均去除率為89.80%,年削減氨氮總量達到了8.43噸。最終出水TN平均值為16.1mg/L,平均去除率為91.01%,年削減TN總量達到了14.91噸。

        (3)裝置提標改造后,新增運行費用為2.15/噸水,整體運行費用為3.78/噸水;

        (4)本提升改造工程建成實施后不但減輕污染物的排放,保護了環境,產生了巨大的環境效應和社會效應,同時跟同行業廢水處理提供了相應的參考價值。(來源:上海中耀環保實業有限公司)

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