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廣西年產(chǎn)15萬噸PET再生塑料加工廢水處理工程設(shè)計(jì)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(yù)處理、熔融造粒、改性等物理或化學(xué)的方法對廢舊塑料進(jìn)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(huán)保產(chǎn)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一部分,但不可忽視的是,廢塑料回收、再生過程中,會對環(huán)境產(chǎn)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(yè)的水污染主要在粉碎清洗工序。清洗廢水中含有堿、磷、有機(jī)物、油脂物質(zhì)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(zhì)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(chǎn)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(fù)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(fā)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(gòu)體的幾個(gè)或全部有關(guān)的26個(gè)化合物。由于LAS含有苯核,在環(huán)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(jīng)研究,LAs生物降解的機(jī)理是烷基鏈的甲基的氧化、β-氧化、芳香環(huán)的氧化降解和脫磺化。LAS屬于生物難降解物質(zhì),在我國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中把它列為第二類污染物質(zhì)。

  表面活性劑被使用后最終大部分形成乳化膠體狀物質(zhì)隨著廢水排入自然界,其首要污染物L(fēng)AS進(jìn)入水體后,與其他污染物結(jié)合在一起形成具有一定分散性的膠體顆粒,對工業(yè)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(zhì)的降解,同時(shí)表面活性劑在水中起泡而降低水中復(fù)氧速率和充氧程度,使水質(zhì)變壞,若不經(jīng)處理直接排入水體,將造成湖泊、河流等水體的富營養(yǎng)化問題;LAS還能乳化水體中其他的污染物質(zhì),增大污染物質(zhì)的濃度,提高其他污染物質(zhì)的毒性,而造成間接污染。此外,相當(dāng)一部分表面活性劑使用后直接被遺棄到水環(huán)境系統(tǒng)中,嚴(yán)重影響了周圍生態(tài)系統(tǒng)的平衡發(fā)展。由此可見,該類廢水若不加以處理,必定會對環(huán)境造成了污染。

  該污水處理項(xiàng)目土建工程本來已經(jīng)由某設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)并已經(jīng)完成了部分工作量,因污水設(shè)計(jì)水質(zhì)發(fā)生變化,業(yè)主單位委托我司根據(jù)新的水質(zhì)條件和現(xiàn)場條件重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。

  受業(yè)主委托,根據(jù)企業(yè)的現(xiàn)狀和對污水處理的要求以及地方政府有關(guān)法律法規(guī),我司對現(xiàn)有工藝進(jìn)行改造,編制了如下技術(shù)方案。

  結(jié)合廢水水質(zhì)特征及現(xiàn)場條件,并經(jīng)多方面考慮,我司擬采用“格柵井→集水井→中和池→沉砂池→調(diào)節(jié)池→反應(yīng)池1→初沉池→預(yù)酸化池→中轉(zhuǎn)池→UASB池→多級接觸氧化池→反應(yīng)池2→終沉池”處理工藝。


設(shè)計(jì)進(jìn)水水量水質(zhì)

1、廢水水量

  設(shè)計(jì)水量為800t/d,設(shè)計(jì)污水站為連續(xù)24小時(shí)運(yùn)行,且考慮到進(jìn)水水量的變化系數(shù),本工程設(shè)計(jì)水量取40t/h。

2、設(shè)計(jì)水質(zhì)

進(jìn)水水質(zhì)如下:  表1  進(jìn)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)           單位:mg/L(PH除外)

項(xiàng)目PHCODcrBOD5SS溫度氨氮陰離子表面活性劑(LAS)
進(jìn)水水質(zhì)
10-12100003500300040-60100100


污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)

  根據(jù)業(yè)主的要求,處理后出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級標(biāo)準(zhǔn),其具體排放濃度限值如下:

                    表2  出水水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)           單位:mg/L(PH除外)

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


工藝設(shè)計(jì)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(biāo)濃度較高,屬于高濃度有機(jī)廢水,具有以下特點(diǎn):

  (1)廢水中含有較高濃度的懸浮物,其中既有無機(jī)物,也有有機(jī)物,還含有部分容易沉積的泥沙,必須對懸浮物進(jìn)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(zhì)有一定的腐蝕性,選用設(shè)備和管道時(shí)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(jìn)行中和處理,后續(xù)設(shè)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(dá)40-60度,選用設(shè)備和管道時(shí)須考慮溫度影響.

  (4)廢水成分復(fù)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(zhì)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(chǎn)生毒性,且表面活性劑在水中起泡會降低水中的復(fù)氧速率和充氧程度,使水質(zhì)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(zhì),增大污染物質(zhì)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(shí)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(zhuǎn)移或富集出來;二是將LAS徹底氧化分解,轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì),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(shè)備簡單,處理能力大,經(jīng)處理的出水符合排放要求,因而在我國得到了廣泛應(yīng)用。實(shí)際應(yīng)用時(shí)一般需要輔助以其他處理技術(shù)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(shí)易產(chǎn)生大量的泡沫,影響氧傳遞效率,因此在好氧處理前,需運(yùn)用其他方法進(jìn)行預(yù)處理。結(jié)合我司類似項(xiàng)目工程經(jīng)驗(yàn),決定采用“沉砂+混凝沉淀+厭氧”方法對該廢水進(jìn)行預(yù)處理,有效地降低LAS含量與COD,再進(jìn)行生物降解。


污水處理工藝流程

  結(jié)合廢水水質(zhì)特征及現(xiàn)場可利用的條件,我司選用“沉砂池→調(diào)節(jié)池→反應(yīng)池1→初沉池→預(yù)酸化池→中轉(zhuǎn)池→UASB池→多級接觸氧化池→反應(yīng)池2→終沉池”處理工藝。


工藝說明

  廢水進(jìn)入格柵井,通過井內(nèi)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(jìn)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(jī)顆粒后自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池的作用是均化水質(zhì)、均勻水量,并儲存污水,以防止突發(fā)事件的發(fā)生,保證后續(xù)處理工藝穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行。調(diào)節(jié)池出水泵入至反應(yīng)池1,向其中投加藥劑,和污水中的大量懸浮物反應(yīng)生成容易沉淀的污泥。后進(jìn)入初沉池進(jìn)行泥水分離,然后自流入預(yù)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(jī)物分解成小分子有機(jī)物,便于后續(xù)UASB池中的產(chǎn)甲烷菌利用,還避免了污水中的有毒有害物質(zhì)對產(chǎn)甲烷菌的毒害。預(yù)酸化池出水自流入中轉(zhuǎn)池,然后用泵將污水提升至UASB池,在產(chǎn)甲烷菌作用下,將污水中的大部分有機(jī)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(jīng)過多級接觸氧化池,通過鼓風(fēng)曝氣,進(jìn)一步去除廢水中大部分污染物質(zhì)。接觸氧化池出水進(jìn)入反應(yīng)池2,最后經(jīng)終沉池沉淀分離,出水自流入標(biāo)準(zhǔn)排放口達(dá)標(biāo)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(yù)計(jì)處理效

采用以上工藝以及設(shè)計(jì)參數(shù),預(yù)計(jì)出水水質(zhì)如下:

表5-1:預(yù)計(jì)出水水質(zhì)

項(xiàng)目出水CODcr(mg/l)
混合廢水進(jìn)水10000
初沉池7500
預(yù)酸化池出水6700
UASB反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)≤100
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