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电解处理钴酞菁染料生产废水

发布时间:2008-10-4 15:54:01  中国污水处理工程网

1 废水的水质、水量及排放标准
 
1.1 废水的水质、水量

  钴酞菁混合废水的水质、水量见表1。
表1 钴酞菁混合废水的水质、水量
 
总水量/(t·d-1) pH CODcr/(mg·L-1) BOD5/(mg·L-1) Co2+/(mg·L-1) SS/(mg·L-1) 色度/倍
120 11 7000~12000 432 311 627 1500

1.2 废水的排放标准


  废水处理要求达到GB8978-1996《污水综合排放标准》表4中二级标准,标准值见表2。
 
表2 钴酞菁混合废水的二级排放标准
 
pH CODcr/(mg·L-1) BOD5/(mg·L-1) Co2+/(mg·L-1) SS/(mg·L-1) 色度/倍
6~9 ≤200 ≤60 ≤1 ≤150 <80

2 废水处理工艺及电解机理

2.1 废水处理工艺流程

  根据废水的污染物性质,确定废水的处理工艺流程见图1。

 

2.2 电解处理机理

  电解的主体装置为电解池,池内有一组相隔一定间距的平行电极片。当相邻两块电极接到直流电的正、负极时,每两块极板间就形成了一个小的电解池。其处理废水的原理为在极板间发生的氧化还原反应产生电解断键、电解凝聚气浮及沉降三种作用。以可溶性的铁电极为例,电解池中发生的氧化还原反应如下:

  阳极:Fe-2e→Fe2+

  阴极:2H++2e→H2

  Fe2+与OH-及空气接触后进一步发生反应,生成活性较强的絮凝剂Fe(OH)2、Fe(OH)3,而在阴极生成的氢气泡细小密度低,由于两者之间的粘附作用,故生成的絮体大,密度小,染料颗粒易于上浮分离。

  电解断键作用是电极次生反应所产生的,次生反应非常复杂,其最主要的阳极反应为:

  4OH--4e→O2+2H2O

  阴极反应为发色基因“-N=N-”得到电子打开双键而被破坏,可使染料废水明显脱色,同时染料分子断链变成了较小的分子,断链后的产物和一些中间体被处理成较易生化的物质,从而大大地提高了废水的可生化性。

2.3 工艺流程说明


  染料水洗废水、钴酞菁水洗废水经管道收集直接自流入中和反应池,中和反应池上安装混凝剂投加装置及搅拌装置,经调整pH值后,用泵将废水打入斜管沉淀池,出水自流入电解气浮池。

  电解气浮池将对大分子污染物和难降解物质进行氧化还原反应,大幅度提高废水的可生化性,处理后的废水排入混合池。

  其他废水直接由管道流入混合池,经调质混合后进入接触氧化池中进行生化处理,生化处理后的废水流入气
浮池,经固液分离后,出水达标排放。

  斜管沉淀池及气浮池产生的污泥定期排入污泥浓缩池,经浓缩调质后的污泥打入压滤机,污泥经压滤后送交危险废物处置中心处置。

3 主要设计参数

  ①中和池:钢筋混凝土结构,地下式,玻璃钢防腐,L×B×H=6.0m×4.0m×3.0m,有效容积65m3,池内设加酸、加混凝剂装置。采用BLD12-17-4型搅拌装置,搅拌速度为80r/min。

  ②混合池:钢筋混凝土结构,地下式,L×B×H=4.0m×6.0m×3.0m,有效容积65m3,带空气搅拌系统。

  ③斜管沉淀池:钢结构,防腐,L×B×H=3.0m×2.0m×3.2m,水力负荷1.0m3/(m2·h),池底设排泥管和放空管。

  ④电解气浮池:钢结构,120A型,电极板为复合钛板,电流密度为10A/m2

  ⑤接触氧化池:钢结构,防腐,有效容积80m3,池内设曝气装置,容积负荷为1.0kg[CODcr]/(m3·d)。

  ⑥气浮系统:包括气浮池、溶气罐及自控系统,钢结构,负荷为5.0m3/h。

4 处理效果及主要技术经济指标

4.1 处理效果


  各处理单元的进、出水水质实测平均值见表3。

4.2 主要技术经济指标
 
表3 进、出水水质监测平均值
 
项目 pH CODcr/(mg·L-1) BOD5/(mg·L-1) Co2+/(mg·L-1) SS/(mg·L-1) 色度/倍
进水 11 7100 432 221 627 1122
斜管沉淀池出水 7.5 2500 189 1 220 210
电解气浮池出水 7.5 1020 390 1 220 18
接触氧化池出水 7.5 340 82 1 200 102
气浮池出水 7.5 187 45 0.8 120 53

  废水处理的技术经济指标为总投资50万元,每立方米废水的药剂费为2.5元,电耗为0.7kWh,处理成本为3.8元。

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