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随着化工行业的发展,港口液体化学品的运输与仓储规模越来越大。由其产生的废水因化学品种类繁多,浓度波动大,故处理难度大,给海洋环境造成巨大的威胁。目前国内外对该类废水的处理研究不多,技术不成熟,开发一套港口液体化学品废水处理的有效工艺变得十分迫切。
根据港口液体化学品废水水质水量波动性大、有机污染物种类变化多、成分复杂的特点,提出了物化预处理(混凝或气浮)→高级化学氧化处理(Fenton试剂氧化或臭氧氧化)→好氧生物处理(曝气生物滤池(BAF)或生物接触氧化)的技术路线。通过小试实验与中试实验相结合,优化了各工艺参数,并比较不同工艺之间的优缺点。
通过Fenton试剂对模拟废水进行处理,探索出影响Fenton氧化的主要因素,并指导Fenton氧化对实际废水的处理。当H2O2投加量在2.4 g/L,ρ(H2O2)/ρ(Fe2+)为1.8,初始pH为3时,COD去除率最高,能达到61.47%;悬浮物浓度从原来的460mg/L降到20mg/L以下,色度从256倍降到8倍。
采用聚合硫酸铁(PFS)对废水进行预处理,废水COD去除率仅有17.57%,气浮也能达到同样的效果。臭氧的投加方式对处理效果有很大的影响。当臭氧投加量为1250mg/L时,用射流曝气的方式可以达到约50%的COD去除率,而微孔曝气仅有20%左右。使用射流器投加臭氧,投加量为550mg/L时,混凝一臭氧氧化工艺能保持出水的稳定性,COD总去除率约为55%。臭氧氧化对废水的可生化性有较好的改善,操作性上比Fenton氧化具有更好的优势。在好氧生物处理实验里,数据表明BAF在该类废水的处理效果上远远优于生物接触氧化。
在以上小试的基础上筛选出中试工艺,提出混凝-臭氧-BAF与混凝-BAF-臭氧-BAF两种组合工艺。对于后者,当前BAF气水比为20:1,水力停留时间为12h,臭氧投加量为550mg/L,后BAF气水比为10:1,水力停留时间为24h时,该工艺能使出水COD浓度低于100 mg/L以下,COD总去除率达96%,比前者COD去除率高出10%。
结合研究成果进行工艺改进,提出隔油气浮-BAF蠕动床-臭氧氧化-BAF固定床工艺,并应用到液体化学品废水处理的实际工程中。运行数据表明出水水质达到国家一级排放标准,能回用于生活杂用水,该处理工艺有效可行。