苯胺类化工废水的工程设计与调试运行

发布时间：2020-11-15 07:37

　　 苯胺类化合物是人类日常生活中重要的有机化工原料,在制药、印染、油漆等多个领域有着普遍的应用。苯胺类化合物生产过程中产生的废水毒性较高,通常含有大量的苯胺类物质、无机盐以及其它类型的有机物等,对水体污染严重,应加以严格控制。本课题针对某化工厂在乙酰苯胺和N,N-二甲基苯胺生产过程中产生的苯胺类废水,根据其环评批复要求,新建一套废水处理系统,并对整体工程开展运行调试,重点考察COD、NH_3-N、pH、SS、苯胺等污染因子的去除效率及达标情况。根据项目生产过程各环节废水的排放规律及水质特征,结合国内外先进水处理技术,确定本工程采用“三效蒸发+Fenton氧化+UBF+A/O-MBR+O_3催化氧化”组合工艺,设计规模为48m~3/d,设计进水水质COD≤11000mg/L,NH_3-N≤40mg/L,苯胺≤150mg/L,pH值9~11,SS≤350mg/L,排放标准COD≤40mg/L,NH_3-N≤2mg/L,苯胺≤2mg/L,pH值6-9,SS≤150mg/L。本工程设计特点在于将高级氧化技术和生化处理技术有机结合起来,为难生化降解的苯胺类废水处理提供了新的设计思路。三效蒸发器设计规模为2t/h,Fenton氧化反应池采取三格结构,总停留时间设计为2.6h。废水经三效蒸发器和Fenton氧化处理后,与该厂生活废水(24m~3/d)进行混合进入UBF反应器。UBF反应器设计流量为48m~3/d,塔体直径D=4m,有效容积125 m~3,水力停留时间62.5小时。A/O池有效容积为42.5 m~3,总停留时间为21.25小时,MBR池有效容积12.15 m~3,停留时间为6小时。O_3催化氧化塔设计尺寸Φ×H=800×5000mm,设置2层改性活性炭催化剂床层,单层高度为0.5米,有效容积2.6 m~3,水力停留时间1.3h。调试期间,实际进水水质COD≤10231mg/L,NH_3-N≤34mg/L,苯胺≤110mg/L,pH值9~11,SS≤328mg/L。三效蒸发器对无机盐去除至110mg/L以下。通过试验,确定Fenton氧化操作条件,最终确定pH=4、H_2O_2投加量25ml/L、FeSO_4·7H_2O投加量1.25g/L为本工程的最佳操作条件,COD去除率达到33.7%以上,苯胺去除效率达到84.6%以上,B/C值由0.12提高至0.37,废水生化性显著改善。UBF反应塔启动周期三个月,以新乡市某生活污水处理厂剩余污泥为接种污泥,控制容积负荷从0.3kgCOD/(kgMLVSS·d)逐渐提高至1.5kgCOD/(kgMLVSS·d),温度控制在35°C左右。检测结果显示,UBF厌氧塔对COD、苯胺的去除率分别达到71.7%、38.4%以上。A/O-MBR系统调试与UBF反应塔的启动同步进行,仍以新乡市某生活污水处理厂剩余污泥为接泥,在好氧池中注入清水进行接种培菌,逐步引入UBF反应塔出水对活性污泥进行驯化。调试结果显示,控制好氧池溶解氧2~4mg/L,硝化液回流比为200%,COD、氨氮去除效果最为显著,去除效率达90.3%、89.7%以上。废水经MBR过滤作用,SS达降低至21mg/L以下。臭氧催化氧化中,利用改性活性炭催化氧化剩余难降解物质,COD、苯胺去除效率分别达到38.3%、24.5%以上。经本工程处理后,该化工厂外排废水水质为COD≤38mg/L,NH_3-N≤2mg/L,苯胺≤1.8mg/L,pH值6-9,SS≤21mg/L,能够满足废水排放标准。
【学位单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X78
【部分图文】：

图 4-1 初始 pH 对废水降解的影响Figure 4-1 Effect of initial pH on the degradation of wastewater 4-1 可以看出，当 pH 值在 2~7 时，COD 去除率先升高后降低。pH 值在，Fenton 试剂对苯胺类废水 COD 去除效果可以达到 25%以上，当 pH=4

图 4-2 不同浓度双氧水条件下 COD 的去除率Figure.4-2 COD removal rate in the different concentrations of H2O2图 4-2 可以看出，随着 H2O2用量的增加，废水 COD 去除率逐渐增大，为 25ml/L 时，去除率为 31.5%，继续投加 H2O2，COD 去除率逐渐降低。

图 4-3 不同投加比例下 COD 去除效果Figure.4-3 The different additional proportion effect on COD removal effectH=4，H2O2投加量为 25ml/L 的条件下，当 FeSO4·7H2O 投加量为 1g/L 及中有少量气泡产生，反应进行较为缓慢，去除率较低。当 FeSO4·7H2O
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本文编号：2884512