【高分子阳离子聚合物对高难度工业废水COD的去除应用】论文发布
2015-09-24
高分子阳离子聚合物对高难度工业废水COD的去除应用
陈萌萌，宋澄章
（广州振清环保技术有限公司，广东广州511458）
摘要：高浓度难降解工业废水组分复杂、COD含量高、浓度高、毒性大、难降解，对环境危害大。概括介绍了我公司自主研发的高效COD去除剂在各类高难度工业废水处理的应用案例，实际应用结果表明，COD去除率高达91% ，出水各项指标均低于国家排放标准，是高浓度难降解工业废水处理的出路。（广州振清环保技术有限公司，广东广州511458）
关键词:高难度工业废水，高效COD去除剂
高浓度难降解工业废水来源于石油化工、煤化工、机械切削、印染、食品加工等行业，该类废水通常具有种类多、COD含量高、浓度高、毒性大、排放量大、成份复杂等特点，如果直接将其排入环境，会对生态环境造成严重危害[1]。然而目前缺乏技术可行、经济合理的处置办法，造成企业投入高、治理难度大、水污染严重等一系列突出问题，特别是近期发生的高浓度含盐母液废水污染的事件，严重威胁当地环境，同时也不利于企业的生存和发展，已成为社会、公众和政府部门高度关注的问题[2]。所以必须对其进行合理处理后才能排放，由于其稳定状态和复杂的有机物构成，使得单一的物理、化学或生物方法很难将其有效处理。因而，寻求新颖、高效的工业废水处理方法显得十分重要。
针对高浓度难降解工业废水COD含量高、毒性大等特点，我公司自主研发的新型高效COD去除剂，已应用到各个行业，特别对石油化工、钢铁、煤焦油化工、机加工、印染等疑难废水的COD去除效果显著。该产品专攻COD的去除，主要有G系列、D系列、M系列等型号，其中不同型号的COD去除剂，应用于不同类型的工业废水处理。以下我公司高效COD去除剂应用于不同类型的高浓度难降解工业废水运营案例。
1 钢铁工业废水
钢铁企业大多是集烧结、焦化、炼铁、炼钢、连铸、轧钢等各生产工序和机械、动力、耐火材料等辅助工序为一体的联合企业,各生产工序在生产过程中
均产生并排放大量的废水[3]。一般将排至企业外部的一种或多种工序的综合排水
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收稿日期：2015-09-08
作者简介:陈萌萌(1988-)，女，河南漯河，毕业于广东海洋大学，硕士研究生，技术工程师，主要从事污水处理方面的研究。
称为钢铁企业总排水,钢铁企业总排水具有排水量大、含有多种污染物且污染负荷大等特点。
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1.1焦化废水
焦化废水是钢铁企业排出的主要废水之一。焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水。焦化废水主要包括煤气的初冷阶段煤气冷凝水、煤气终冷水、煤气洗涤水和煤气发生站的煤气洗涤水、精苯分离水、气柜废水、焦炉水封水及其它场合产生的污水[4]。焦化废水成分复杂，含有大量的有毒有害物质，是一种典型的难降解有机废水。常规的处理方法对其中的难降解化合物的去除率较低，以致出水COD和色度较高，不能达标。因此，在寻求治理焦化废水的过程中，我公司自主研发的新型药剂高效COD去除剂不仅可以去除废水中大部分COD，而且可以脱色，使水质变清，这样不仅改善环境质量，也实现水资源的循环利用。
1.1.1 河北XXX大型钢铁联合有限公司焦化废水运行案例
目前，焦化废水一般要经过预处理、二级处理和深度处理后才可能达标排放，我公司COD去除剂G系列主要应用于预处理阶段，作为COD去除的最佳选择。焦化废水的含油量依据工艺、产品的不同，含量基本在100-1000 ppm，由于焦化废水有机物含量高，即COD含量高，导致生化阶段的负荷较高，因此在预处理阶段必须去除油类，有利于后续生化处理。高效COD去除剂G系列的COD去除率可达95%以上，该产品是复合型高分子水处理药剂，分子主链上带有大量正电荷基团，是一类性能独特的阳离子聚合物。
（1） 水质概况
a. 设计处理水量300 m3/h；
b. 设计工艺流程为：
图1 焦化废水处理工艺流程图
(2)系统问题
该废水通过以上处理工艺后，目前出水水质出现比较严重的问题，污水味道比较大，出水COD偏高，初步判断是预处理工艺、设备不完善，导致预处理效果不理想，从而加大了生化系统负荷，进而造成出水COD偏高。
(3) 预处理方案
对该公司的实际情况，我公司建议在气浮池入口处，用计量泵以200 kg/h频率投加COD去除剂G系列；同时用计量泵以30 kg/h频率投加1‰ PAM水溶液，来加强预处理效果。
a. 修改工艺流程
图2 焦化废水处理修改工艺流程图
b. 工艺说明
废水进入隔油池，废水中的悬浮物及重油在该池中沉淀分离，使较轻的油珠上升至水面，从而使水中的油粒分离出来。油位到达一定程度后通过刮油机排入浮渣池，隔油后废水集中至调节池，调节水质水量，然后进入气浮池前通过COD去除剂G系列进一步进行油水分离；并经过混凝反应去除焦化废水中含有的细小悬浮颗粒，为进入生物系统创造条件。预处理完成后进行二级生化处理，去除COD、氨氮等难降解污染物。最后经过沉淀池出水。
c. 运行效果
我公司COD去除剂G系列投加点为气浮池入口处，COD去除剂与废水充分混匀后，经过气浮，可将含油量由300 ppm将至20 ppm左右，经过生化处理后，达到10 ppm以下，达到《钢铁工业污染物排放标准》（GB13456-2012）标准。其中，通过实验室小试，投加COD去除剂G系列及PAM后，可将COD由9820mg/L降至540 mg/L，COD去除率提高了95 %左右，这就为后续生化处理奠定了基础。
1.1.2 武汉XXX大型钢铁有限公司焦化废水运行实例
此废水为焦化循环水，每小时处理水量为100 t，处理工艺为隔油池+油水分离池，我公司COD去除剂G系列应用于油水分离池。废水经过隔油池后，含油量降至200ppm左右，再加入COD去除剂G系列处理后，含油量可将至10 ppm以下，COD去除率达到90%以上。
1.2 广东XXX大型钢板有限公司热镀锌废水
该公司电镀锌机组生产工艺中，为提高产品质量，对生产工艺进行了改进，导致大量的Zn2+随废水排出，从而使酸碱废水处理系统中排放水Zn2+超标：排放标准为≤4 mg/L，平均为14.26～9.71mg/L，造成月缴排污费20～30万元；另一方面造成了资源浪费。引起排水锌含量超标的废水主要来自机组中的溶锌坑和废水坑，水质变化无规律。因此有必要在加强工艺控制管理的同时，对热镀锌废水进行治理，同时设法对锌进行回收利用。
该公司热镀锌钢厂废水处理工艺流程中的预处理、生化处理阶段均采用振清环保一系列产品，其中预处理阶段采用的是我公司COD去除剂G系列产品；生化处理阶段采用的是我公司HHB生物强化技术。经过我公司承接运营的处理站的各项指标均低于国家一级排放标准。其中COD的平均值为30mg/L，可直接用于环境绿化用水，可养观赏鱼。该项目多次受到当地政府的表彰，成为广州JFE钢板有限公司的一道靓丽风景。
2 石油化工废水
石油化工废水是以石油为原料，以裂解、精炼、分馏、重整和合成等工艺为主的一系列有机物加工过程产生的废水[5]。该废水通常具有较高的有机物浓度和氨氮浓度，并且废水中往往含有大量芳香族类难降解有机物和有毒有害物质，如硫化物、挥发酚等。而利用常规处理方法处理，效果不佳。如凌文华[6]利用UASB反应器对高浓度石油化工废水进行预处理，反应器采用温度范围为30~38℃，在进水COD 8000 mg/L时，COD去除率达到63％，且该系统设备负荷高。
2.1 中石化XXX大型分公司炼油废水运行案例
目前，我公司技术人员在高浓度、难降解石油化工废水的处理方面做了大量的研究。其中高效COD去除剂M系列产品对其进行处理，具有COD去除率高、成本低的优点，因而越来越多地受到石油化工行业的青睐。
（1）废水的处理量：500 m3/h；
（2）处理工艺流程：进水→隔油池→气浮池→生化池→斜管沉淀→BAF→出水；
（3）运行效果：我公司建议在浮选池前面加一个反应池，用来投加COD去除剂M系列药剂，加强预处理效果。废水经过COD去除剂M系列处理后，COD由原来的4826 mg/L降至436 mg/L去除率达到91%以上。
2.2 中石化XXX大型分公司碱渣废水
炼油过程中常采用碱洗的方法对燃料油进行精制。由于碱液可与油品中含S、N、O等的化合物发生反应，从而有效脱除影响油品稳定性的物质及部分含硫化合物，如环烷酸、酚类、硫化氢、硫醇等，因此碱洗精制过程成为改良油品性状、提高油品质量的重要环节，也由此产生了大量碱渣废水。碱渣废水中含有大量的污染物，其COD含量达到几千mg/L甚至几十万mg/L，而且碱渣废水中还含有较高的盐分。
针对高盐、高浓度、难降解的碱渣废水的处理始终是石油化工的高难课题。我公司研发人员与高校化工实验研究所，将高效COD去除剂M系列应用于高浓度碱渣废水的处理中，发现COD去除率达到80%左右，脱色效果较好，水质较清，因此该产品在石化碱渣废水处理行业得到青睐。
（1）废水处理量：300 m3/h；
（2）修改工艺流程：
图3 碱渣废水处理工艺流程图
（3）工艺说明：由于该公司没有具体工艺，我公司根据该公司废水处理情况，做一个工艺流程。其中由于碱渣废水呈强碱性，生化处理之前需要进行pH调节，因此需要pH调节池。
（4）运行效果：碱渣废水经过COD去除剂M系列处理后，COD由20050mg/L降至4040 mg/L，COD去除率提高了80%左右，这就为后续生化处理奠定了基础。
2.2 中石化XXX大型分公司环氧丙烷废水
环氧丙烷生产过程中会产生大量的污水，该废水具有高温、高碱性、高盐、高COD等特点，其处理一般采用稀释等预处理后再进行生化处理方法，而环氧丙烷废水中的高含盐量其生化处理效果难以提高的主要原因。因此，环氧丙烷生产中的污水处理是个世界性的难题，这一难题最近被中国企业解决。我公司高效COD去除剂M系列应用于高浓度环氧丙烷废水的处理中，发现COD去除率达到89 %左右，脱色效果较好，水质较清，标志着环保企业在这一领域取得了突破。
（1）废水处理量：400 m3/h；
（2）修改工艺流程：
图4 环氧丙烷废水处理工艺流程图
（3）运行效果：环氧丙烷废水经过COD去除剂M系列处理后，COD由18350mg/L降至2709 mg/L，COD去除率提高了86 %左右，这就为后续生化处理奠定了基础。
3 机加工切削液工业废水
机加工切削液废水因其COD 浓度高、成分复杂以及生物降解性差等特点成为水处理行业中比较头疼的问题，近年来切削液废水产量日益增加，处理难度也随之加大，所造成的环境污染问题日益严重，因此寻找一种可行的方法处理切削液废水已迫在眉睫。我公司COD去除剂G系列、M系列药剂具有氧化能力强、COD去除率高、脱色效果好等优点，在高浓度机加工切削液废水处理方面有较多的应用案例。
3.1 江苏XXX大型不锈钢机加工切削液废水运行案例
（1）废水的处理量：100 m3/h；
（2）处理工艺流程：进水→调节池→厌氧池→好氧池→沉淀池；
该工艺是处理另一种废水的污水系统，现计划同时处理切削液废水，之前为外拉处理，目前有两个池子作为废水储存用途，后期可改建为反应池。
（3）运行效果：经过反复实验，使用高效COD去除剂G系列、M系列，并在PAC、PAM配合使用下能达到较好的效果。其中G系列投加量为6%，M系列投加量为9 ‰，而G系列COD去除率为83 %，M系列COD去除率为92 %。因此，综合对比两者投加量与使用效果，我公司建议选用COD去除剂M系列。
3.2 广东XXX金属板带公司机加工切削液废水
（1）废水的处理量：150 m3/h；
（2）处理工艺流程：进水→调节池→厌氧池→缺氧池→好氧池→沉淀池；
（3）运行效果：我公司建议在气浮前水槽或破乳池连续均匀投加COD去除剂D系列，再投加配制好的PAM溶液，混合均匀进行絮凝反应，COD去除率达到87%。
4印染工业废水
纺织印染是工业污染防治与节水的重点行业之一。印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水[7]。印染废水水量较大，每印染加工1吨纺织品耗水100~200吨，其中80~90%成为废水[8]。纺织印染废水具有水量大、COD高、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水之一。印染废水处理难度主要集中COD难去除和高色度废水难脱色等两方面，因此，针对以上问题，我公司COD去除剂G系列、M系列在印染废水处理领域方面均有较好的效果。
4.1 广东XXX纺织有限公司印染污水处理运行实例
该公司的废水为印染废水，印染废水具有色度高、有机污染物含量高、水质变化大等特点，属难处理的工业废水之一。
4.1.1废水处理量：100 m3/h；
4.1.2现处理工艺流程：
图5 印染废水处理工艺流程图
4.1.3系统问题
（1）出水COD 110mg/L左右，达不到排放标准。
（2）色度130mg/L左右，出水要求50mg/L以下，达不到排放标准。
（3）悬浮物200mg/L左右，出水要求70mg/L以下，达不到排放标准。
（4）生化池处理效果不理想：COD去除率约为56%，去除率偏低。
4.1.4 预处理方案
根据该公司的现场具体情况、要求希望能够提高处理后的水质标准、增加处理能力。经过了解提出工艺改进方案和建议，解决方案主要分为两个方面：（1）加强预处理，降低生化池进水负荷，提高生化池处理能力；（2）增强生化池处理效果，提高COD去除率。其中预处理阶段采用的是我公司COD去除剂M系列产品；生化处理阶段采用的是我公司HHB生物强化技术。
4.1.5 运行效果
原废水COD在5037mg/L，经过我公司COD去除剂M系列后，COD为278 mg/L；又经过我公司HHB生物强化技术，COD为90 mg/L以下，达到国家的一级排放标准。而且，出水色度、悬浮物指标也均达到国家的排放标准。
5 结语
环境污染是当今人类面临最大的危害之一，特别是工业生产的发展，排出了大量的各类高浓度难降解废水，这些废水如直接排放或处理不当，将影响水体的自净,因而使水质恶化。我们应当从新的角度认识高浓度难降解废水。废水和资源是对立统一的，废水可以被认为是有待于开发的资源，只要技术过关、措施得当，废水完全可以转化为资源。
采用我公司自主研发的高效COD去除剂处理高浓度难降解工业废水是可行的，经预处理阶段后出水COD 去除率大于90% ，这为废水的后续生化处理提供了有利条件。特别是后续生化处理若采用我公司的HHB生物强化技术，出水各项指标均低于国家排放标准，是解决高浓度难降解工业废水的最直接、最经济、最有效、最现实与最可靠的技术。
参考文献
[1]王绍文,罗志腾,钱雷.高浓度有机废水处理技术与工程应用[M].北京:冶金工业出版社,2003.
[2]唐受印,戴友芝等.水处理工程师手册[M].化学工业出版社, 2004: 339.
[3]徐匡迪.中国钢铁工业的发展和技术创新[J].钢铁,2008(43):2:1-5.
[4]赵月龙.焦化废水生物处理基础研究及其工艺设计[D].太原:太原理工大学,2004.
[5]陈美荣,高崇峻,金美娟,等.石油化工工业废水处理工艺研究[J].环境保护科学,2000,26(1):16-18.
[6]凌文华,肖炎初.UASB技术在石油化工企业高浓度废水预处理中的应用[J]．化工进展,2003,22(7):755-757.
[7]朱虹,孙杰,李剑超.印染废水处理技术[M].北京:中国纺织出版社,2004,16-17.
[8]林琳,刘高峰.中国印染行业发展报告[J],印染,2012,37:49-51.
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