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廣西年產15萬噸PET再生塑料加工廢水處理工程設計方案

工程概況

  本處理工程的廢水為塑料再生清洗廢水。再生塑料是指通過預處理、熔融造粒、改性等物理或化學的方法對廢舊塑料進行加工處理后重新得到的塑料原料,是對塑料的再次利用。廢塑料的回收再利用是資源型環保產業和循環經濟的一部分,但不可忽視的是,廢塑料回收、再生過程中,會對環境產生不良影響。塑料的再生主要有選料、粉碎、洗料、冷卻等工序。再生塑料業的水污染主要在粉碎清洗工序。清洗廢水中含有堿、磷、有機物、油脂物質和懸浮物等污染物,其污染物一部分來源于清洗劑,一部分來源于瓶上原帶的雜質和污漬。

  塑料清洗劑,其主要作用是去除塑料片上的油、膠等難以去除的污漬。主要成分為表面活性劑。目前我國生產的表面活性劑多屬于陰離子表面活性劑。陰離子表面活性劑在水中解離后,生成親水性陰離子。如脂肪醇硫酸鈉在水分子的包圍下,即解離為ROSO2-O-和Na+兩部分,帶負電荷的ROSO2-O-,具有表面活性。陰離子表面活性劑分為羧酸鹽、硫酸酯鹽、磺酸鹽和磷酸酯鹽四大類,具有較好的去污、發泡、分散、乳化、潤濕等特性。廣泛用作洗滌劑、起泡劑、潤濕劑、乳化劑和分散劑。

  陰離子表面活性劑以直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)為主。LAS不是單一的化合物,可能包括具有不同鏈長和異構體的幾個或全部有關的26個化合物。由于LAS含有苯核,在環境中不易被完全降解。LAS在河水中15天的消失百分率為100%,在海水中14天為97%。經研究,LAs生物降解的機理是烷基鏈的甲基的氧化、β-氧化、芳香環的氧化降解和脫磺化。LAS屬于生物難降解物質,在我國環境標準中把它列為第二類污染物質。

  表面活性劑被使用后最終大部分形成乳化膠體狀物質隨著廢水排入自然界,其首要污染物LAS進入水體后,與其他污染物結合在一起形成具有一定分散性的膠體顆粒,對工業廢水和生活污水的物化、生化特性都有很大影響。陰離子表面活性劑具有抑制和殺死微生物的作用,而且還抑制其他有毒物質的降解,同時表面活性劑在水中起泡而降低水中復氧速率和充氧程度,使水質變壞,若不經處理直接排入水體,將造成湖泊、河流等水體的富營養化問題;LAS還能乳化水體中其他的污染物質,增大污染物質的濃度,提高其他污染物質的毒性,而造成間接污染。此外,相當一部分表面活性劑使用后直接被遺棄到水環境系統中,嚴重影響了周圍生態系統的平衡發展。由此可見,該類廢水若不加以處理,必定會對環境造成了污染。

  該污水處理項目土建工程本來已經由某設計單位進行設計并已經完成了部分工作量,因污水設計水質發生變化,業主單位委托我司根據新的水質條件和現場條件重新進行設計。

  受業主委托,根據企業的現狀和對污水處理的要求以及地方政府有關法律法規,我司對現有工藝進行改造,編制了如下技術方案。

  結合廢水水質特征及現場條件,并經多方面考慮,我司擬采用“格柵井→集水井→中和池→沉砂池→調節池→反應池1→初沉池→預酸化池→中轉池→UASB池→多級接觸氧化池→反應池2→終沉池”處理工藝。


設計進水水量水質

1、廢水水量

  設計水量為800t/d,設計污水站為連續24小時運行,且考慮到進水水量的變化系數,本工程設計水量取40t/h。

2、設計水質

進水水質如下:  表1  進水水質標準           單位:mg/L(PH除外)

項目PHCODcrBOD5SS溫度氨氮陰離子表面活性劑(LAS)
出水水質
10-12100003500300040-60100100


污水處理排放標準

  根據業主的要求,處理后出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級標準,其具體排放濃度限值如下:

                    表2  出水水質排放標準           單位:mg/L(PH除外)

項目PHCODcrBOD5SS溫度氨氮陰離子表面活性劑(LAS)
出水水質
6-9100307050155.0


工藝設計分析

  塑料再生廢水主要為表面活性劑廢水,廢水中COD、BOD、SS等指標濃度較高,屬于高濃度有機廢水,具有以下特點:

  (1)廢水中含有較高濃度的懸浮物,其中既有無機物,也有有機物,還含有部分容易沉積的泥沙,必須對懸浮物進行分類處理,不能混合處理。

  (2)污水呈弱堿性,pH為10-12,對金屬材質有一定的腐蝕性,選用設備和管道時必須考慮耐腐蝕問題。我司建議污水自集水池提升泵之后馬上進行中和處理,后續設備可不用考慮堿性條件下的腐蝕問題,降低工程投資。

  (3)溫度高達40-60度,選用設備和管道時須考慮溫度影響.

  (4)廢水成分復雜,廢水中除了含有表面活性劑和其乳化攜帶的膠體污染物外,還含有助劑、漂白劑和油類物質等;廢水中的LAS以分散和膠粒表面吸附兩種形式存在。

  (5)廢水中的表面活性劑會造成水體起泡、產生毒性,且表面活性劑在水中起泡會降低水中的復氧速率和充氧程度,使水質變壞,影響水生生物的生存,使水體自凈受阻。此外它還能乳化水體中其他的污染物質,增大污染物質的濃度,造成間接污染。

  LAS為該類廢水首要污染物,消除或降低其活性,是處理此類廢水中首先需要考慮的,同時考慮降低廢水的COD,BOD。廢水中LAS的去除可以有兩種途徑:一是將LAS從廢水中轉移或富集出來;二是將LAS徹底氧化分解,轉化為無害物質,消除LAS的毒害作用。

  生物法可直接處理偏堿性的表面活性劑廢水,設備簡單,處理能力大,經處理的出水符合排放要求,因而在我國得到了廣泛應用。實際應用時一般需要輔助以其他處理技術以得到更好的處理效果。

  由于此廢水中含有較高的LAS和COD,且LAS在曝氣處理時易產生大量的泡沫,影響氧傳遞效率,因此在好氧處理前,需運用其他方法進行預處理。結合我司類似項目工程經驗,決定采用“沉砂+混凝沉淀+厭氧”方法對該廢水進行預處理,有效地降低LAS含量與COD,再進行生物降解。


污水處理工藝流程

  結合廢水水質特征及現場可利用的條件,我司選用“沉砂池→調節池→反應池1→初沉池→預酸化池→中轉池→UASB池→多級接觸氧化池→反應池2→終沉池”處理工藝。


工藝說明

  廢水進入格柵井,通過井內的格柵,去除廢水中的粗大粒雜物后自流至收集井。再通過泵將收集井中的廢水提升至中和池,因廢水呈堿性,需在此進行中和處理,中和后的污水自流到沉砂池,除去容易沉淀的無機顆粒后自流進入調節池。調節池的作用是均化水質、均勻水量,并儲存污水,以防止突發事件的發生,保證后續處理工藝穩定連續運行。調節池出水泵入至反應池1,向其中投加藥劑,和污水中的大量懸浮物反應生成容易沉淀的污泥。后進入初沉池進行泥水分離,然后自流入預酸化池。污泥則輸送至污泥池。在水解酸化菌作用下去除部分污染物并將大分子難降解有機物分解成小分子有機物,便于后續UASB池中的產甲烷菌利用,還避免了污水中的有毒有害物質對產甲烷菌的毒害。預酸化池出水自流入中轉池,然后用泵將污水提升至UASB池,在產甲烷菌作用下,將污水中的大部分有機物分解成二氧化碳和甲烷。然后自流入多級接觸氧化池,污水經過多級接觸氧化池,通過鼓風曝氣,進一步去除廢水中大部分污染物質。接觸氧化池出水進入反應池2,最后經終沉池沉淀分離,出水自流入標準排放口達標排放。終沉池污泥回流至水解酸化池和一級接觸氧化池,剩余污泥排至污泥池。


預計處理效

采用以上工藝以及設計參數,預計出水水質如下:

表5-1:預計出水水質

項目出水CODcr(mg/l)
混合廢水進水10000
初沉池7500
預酸化池出水6700
UASB反應池出水750
多級接觸氧化池/生化沉淀池120
終沉池
85
砂濾罐55
氧化池45
出水標準≤100
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