催化氧化

李莉

摘要结合工程实例，介绍了催化氧化——接触氧化工艺处理含醛含醇化工废水的主要工艺设计参数，调试运行过程；分析了调试运行过程中出现各种现象的原因；总结了设计运行过程中的经验和教训。

关键词催化氧化 接触氧化 含醛含醇化工废水

百川化工有限公司主要生产经营偏苯三酸酐、醋酸酯类、偏苯三酸三辛酯、三羟甲基丙烷等产品和醇醚等化工产品。

1、废水的水量和水质

根据环评要求及对该企业所排废水类型的调查，在不同的生产阶段和生产工序，所排废水的类型和特点如下表所述：

表1车间不同工序所排废水

该企业排放的污水经污水处理站处理后，确保各项出水水质指标均达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）表4中三级排放标准。

2、试验结论、

通过对相关同类型企业取水调查，得出如下试验结论：

①偏苯三酸酐、醋酸酯类、偏苯三酸三辛酯、三羟甲基丙烷、醇醚等产品的综合污水COD值较高，一般为8000~10000mg/L。

②鉴于三羟甲基丙烷废水中含有苯甲醇、甲醛等成分对微生物有抑制作用，经过对比试验，若单独对该废水进行好氧生物处理，则进水COD浓度不宜大于800mg/L，且其好氧工艺停留时间应不小于60h。

③小试中实测三羟甲基丙烷废水中COD有时高达16000mg/L~18000 mg/L，若实际废水COD浓度超过10000mg/L时必须采取催化氧化预处理措施，对生化处理的微生物系统有抑制作用的甲醛、甲醇控制在适当的浓度范围内；

④依据该废水的特性，三羟甲基丙烷废水与其它四股废水混合后进入生化系统处理，在生化池进水COD浓度在1000mg/L，停留时间应28~30h，能使COD降到150~200mg/L。

3、废水处理工艺流程、

根据该企业目前生产过程中排放的污水的情况，处理设施设计进水水质如表2所示。

表2处理设施设计进水水质

注：综合废水包括偏苯三酸酐生产废水，偏苯三酸三辛酯生产废水，

醋酸酯生产废水、三羟甲基丙烷废水、醇醚废水及其它废水。

经过对实验结果的总结与比较并结合该企业的废水的水质特点，采用如下图所示废水处理工艺流程：

三羟甲基丙烷废水（超过进水浓度）

3.1污水处理流程

注：若三羟废水进水浓度CODcr≥10000 mg/L或甲醛≥885 mg/L、甲醇≥1545 mg/L，则三羟废水首先经过催化氧化池预处理后再进入调节池；若进水浓度CODcr≤10000 mg/L并且甲醛≤885 mg/L、甲醇≤1545 mg/L，则三羟废水直接进入调节池进行生化处理，不必进行催化氧化处理。

4、主要构筑物和设备

4.1 废水收集池

调节废水的水量，均匀水质，减轻后续处理工艺的冲击负荷。

三羟甲基丙烷废水（进水浓度CODcr≥10000 mg/L或者甲醛≥885 mg/L、甲醇≥1545 mg/L）首先在废水收集池中聚集，然后用提升泵提升至催化氧化池。集水池平均水力停留时间12h，有效容积90m3。

4.2 催化氧化池

通过投加氧化剂和催化剂对三羟甲基丙烷废水中的甲醛、甲醇进行催化氧化，降低甲醛、甲醇浓度，减少其对后续生化工艺的抑制作用。同时，去除废水中的部分COD。催化氧化池前通过热交换器对水进行加热。催化氧化池平均水力停留时间4h。

4.3 混凝沉淀池

通过加药混凝，对废水中悬浮物进行分离去除，从而有效降低后续生化处理工艺的负荷，提高整个系统的处理效率。

采用竖流式混凝沉淀池，选取表面负荷1.0m3/（m2.h）。

4.4 集水池

收集混凝沉淀池的出水，并用泵提升至冷却塔。

集水池平均水力停留时间4h，有效容积30 m3。

4.5 冷却塔

冷却混凝沉淀池的出水。

4.6 加药系统

包括溶药系统与投药系统，溶解固体药剂，然后投加到催化氧化池、加药混凝沉淀的反应区中。

4.7 隔油池

去除综合废水中的表面浮油。浮油定期人工清理。

隔油池平均水力停留时间2.5h。

4.8 调节池

调节废水水量，均匀水质，减轻后续处理工艺的冲击负荷。

调节池内设置穿孔管进行预曝气搅拌。调节池平均水力停留时间24h。

4.9 配水池

将调节池的出水和接触氧化池的回水进行混合，降低进入接触氧化池的浓度。配水池平均停留时间3.0h。

4.10 接触氧化池

利用好氧微生物将小分子有机物彻底分解成无机物，降低废水中的污染指标。

接触氧化池前设一配水区，将生化池出水与调节池出水混合，控制接触氧化池进水浓度。接触氧化池平均停留时间28.0h，有效容积7200m3，容积负荷0.68kgCOD/(m3.d)。

4.11 二沉池

用于分离接触氧化池出水中的活性污泥，在正常运行时，活性污泥回流到接触氧化池，提高处理效果，减少剩余污泥量。

二沉池采用平流式沉淀池。选取表面负荷0.5m3/（m2.h），沉淀分离时间选取3.0h。

4.12 污泥浓缩池

收集并浓缩污泥，减轻压滤机负荷。上清液回流至调节池。

设计每日产污泥150m3（含水率以99.5%计），污泥浓缩池有效容积150m3，储泥时间24h。

4.13 压滤机房

安置压滤机。通过机械压力作用将污泥与废水分离，滤出水回至调节池，干污泥送填埋场安全填埋。

新建1座11.5×5.2m压滤机房，彩钢结构。选用1台DNQ-1000压滤机。

5、调试和实际运行情况

5.1污泥的培养

该工程于2011年1月开始调试，调试的主要内容为接触氧化池污泥的训化。接触氧化池的接种污泥采用污水处理厂的脱水污泥。具体的接种方法是将脱水污泥直接投入到接触氧化池。

污泥接种完毕后，闷曝2d，再间歇进水，测试接触氧化池各隔的CODcr变化情况，根据CODcr变化情况逐渐的增加进水负荷，直至最后完全进水。

5.2 催化氧化

通过不断的改变温度和投加药剂量，来达到设计所预期的去除效果，以此来摸索催化氧化调试时最佳的温度和PH值。

5.3调试成果

在污水处理站的出水口，环保监测站装有COD在线监测装置，用于连续监测控制该厂排放废水的水质。在调试运行正常后，在线COD测试仪显示的COD均符合出水标准。

6、工程经济分析

工程总投资780万元，处理水量500吨/天，日常处理费用主要包括动力费、药剂费。工程每日耗电5742KW，每度电以0.6元计，则每日电费为4020元，则动力费为8元/吨水（500T水量计）。工程中投加的药剂有氧化剂、催化剂、酸、氢氧化钠，助凝剂，每日的药剂费为35.9元/吨水（175 T水量计）。则运行费为24元/吨水（500T水量计）。

7、结语

从运行结果看，含甲醇、甲醛废水采用催化氧化——接触氧化工艺是成功的，处理效果比较稳定，出水符合《污水综合排放标准》（GB8978—1996）表4中三级排放标准。

参考文献:

1、 张自杰，等，环境工程手册.水污染物防治卷.北京：高等教育出版社，1996

2、 毛悌和.化工废水治理技术.化学工业出版社.2000

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。