連成食品加工區廢水處理工程
連成食品加工區廢水處理工程
1 工藝流程
1.1 本紅薯加工廠使用臭氧發生器處理排放污水，設備選型是根據污水日產量。該加工廠實際污水產生量是10噸/小時。
1.2 污水處理站由三部分組成：一是處理污水的成套設備，二是相應的土建工程，三是連接設備和土建設施的處理流程管路系統。
1.3 排放污水經過格柵、流入隔油池，由電控制柜控制污水站的全部工作，再通過自由落差將污水排經活性炭吸附過濾器，流入臭氧接觸池，與臭氧接觸8小時的時間后進入沉淀池，再經末端保安過濾處理后達標排放。
1.4 污水處理工藝流程見附圖
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2 設備操作
2.1臭氧是氧氣的同素異構體，它是一種具有特殊氣味的淡紫色氣體。它的密度是氧氣的1.5倍，在水中的溶解度是氧氣的10倍。臭氧是一種強氧化劑，其氧化能力僅次于氟，比氧氣、氯氣和高錳酸鹽等常用的氧化劑都高。產生臭氧的方法很多，工業上一般采用無聲放電法制取。其原理是，在高壓電場作用下，使干燥凈化空氣中的一部分氧氣，在電子轟擊下分解成氧原子，再與氧分子合成為O3，或直接合成為O3。這種方法生產的臭氧濃度約為1-3%（重量比）。使用氧氣為原料，生成的臭氧濃度會有所增高。臭氧作為強氧化劑，除了在水消毒中得到應用，在廢水處理過程中也有很好的處理效果。臭氧具有強氧化作用的原因，曾認為是在分解時生成新生態的原子氧，表現為強氧化劑。進一步的研究證明，臭氧分子中的氧原子本身就是強烈親電子或親質子的，直接表現為強氧化劑是更主要的原因。
2.2 污水待處理量決定臭氧的產量，但臭氧的產量又受電壓、進氣量、進氣壓力及原料空氣質量的影響，進氣壓力是規定的，但進氣量和電壓是可以調整的。電壓升高，則臭氧濃度也隨之增大，在進氣量不變的情況下，產量也隨著提高了。
2.3 提高臭氧產量的主要途徑是：提高電壓來增加臭氧的濃度，而加大進氣量，臭氧產量的增加較少。故電壓調至較低時，進氣量宜開大一點；而電壓調至較低時，進氣量開小一點，仍可以達到較高的產量。日常運行時，我們觀察到：電壓太低，既不經濟，處理效果也達不到要求，值得注意；若長期維持最高電壓，放電管溫度高、壽命短且易產生“放電”現象，燒損放電管（特別是空氣不純時）。
因此，臭氧的產生量在于科學地調節和控制電壓，以及凈化原料空氣。根據我們測試體會，控制電壓在 110KV 之內，臭氧的產率和電壓成正相關，處理效果最好。
3 污水處理效果
采用臭氧氧化法脫色，能將含活性染料、陽離子染料、酸性染料等水溶性染料的廢水幾乎完全脫色，對不溶于水的分散染料也能獲得良好的脫色效果，但對硫化、還原、涂料等不溶于水的染料，脫色效果差。此外，臭氧氧化法對COD的去除率可達到90%以上。采用臭氧氧化法優點在于，氧化能力強，去除污染物的效果顯著。處理后廢水中的剩余臭氧易分解，不產生二次污染。臭氧的制備在現場進行，不必儲存和運輸。臭氧氧化法的缺點是造價高、處理成本昂貴。在一些發達國家中臭氧氧化法廣泛應用在水處理工藝生產過程中，被稱為是一種清潔的處理手段。
3.1 處理前后污水情況（表 1 ）
表 1 臭氧氧化污水不同時間COD前后比較（200g/h臭氧產量）
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時間（h） |
氧化前污水COD(mg/l) |
臭氧氧化后COD(mg/l) |
出去率 |
|
1 |
3200 |
2000 |
37.5% |
|
2 |
3200 |
1100 |
65.6% |
|
3 |
3200 |
600 |
81.3% |
|
5 |
3200 |
300 |
90.6% |
|
8 |
3200 |
70 |
97.8% |
|
10 |
3200 |
60 |
98.1% |
注：本污水站臭氧投入量是采用化學法測定，按照中華人民共和國城鎮建設行業標準《CJ/T 3028.2-94》方法，即通過碘化鉀溶液的氣體體積由設在起泡器出口地計數器量出，隨后在一定酸性介質中滴定被硫代硫酸鈉溶液釋放的碘。《國家污水綜合排放標準》一級要求出水COD﹤100毫克/升。
由表 1 可見：臭氧接觸時間8小時是最經濟的，此時去除率達到了97.8%，而且出水耗氧量指標達到了國家標準。
3.2 8小時改變臭氧投加量后污水處理前后水質（表 2 ）
表 2 ，8小時不同臭氧量處理污水處理效果試驗
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序號 |
臭氧投加量 |
氧化前污水COD(mg/l) |
臭氧氧化后COD(mg/l) |
去除率 |
|
1 |
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3200 |
200 |
95.3% |
|
2 |
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3200 |
70 |
98.4% |
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3 |
|
3200 |
60 |
98.6% |
|
4 |
|
3200 |
50 |
98.8% |
由表2可見，對本廢水臭氧投加量在200克/小時時較為合理和經濟。
表3，8小時臭氧氧化污水前后綜合指標測試
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序號 |
水質項目 |
氧化前污水指標 |
氧化后污水指標 |
達標情況 |
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1 |
PH |
6-9 |
7-8 |
達標 |
|
2 |
COD |
3200mg/l |
70mg/l |
達標 |
|
3 |
SS |
200mg/l |
60mg/l |
達標 |
|
4 |
NH3-N |
120mg/l |
10mg/l |
達標 |
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4 討論
本污水處理方法處理紅薯加工污水在原理和流程上與其他方法相比有以下特點：
4.1 現場制造產生臭氧，是最強的氧化藥劑。它二氧化氯、高錳酸鉀相比，不需運輸和儲存的中間環節，也避免了有二次污染或因泄漏造成的中毒等不安全隱患，因而在生產管理和凈化效果上穩定可靠。
4.2 消毒效果 臭氧的氧化能力僅次于氟，殺菌能力很強，與“氯化”法相比，不但能殺滅細菌，更能有效地殺死病毒和芽孢，除去水中的色、臭、味，對污水中地有機物進行氧化分解，降低COD指標 ，而且具有消毒快，操作簡單，無二次污染等優點。消毒裝置進行對比試驗得出臭氧的投入量為 200mg/h ，接觸時間為8h 時，為最佳處理條件，排放污水達到國家排放標準。
4.3 臭氧氧化采取前端預處理，末端深度處理方法組合效果更佳。污水經過隔油沉淀和活性炭處理后，減輕了后續臭氧的處理負荷。經過臭氧8小時深度氧化處理后的出水已經能夠到國家排放標準，為了保證排放污水家清潔以及不產生腐蝕影響，在工藝末端設置保安過濾，這樣出水水質不僅達標而且幾乎不含臭氧，不會對周圍環境產生危害，達到國家《GB3095-1996》中規定環境臭氧二級排放量，可見單獨使用臭氧處理污水，臭氧的浪費量很大。所以對采用臭氧氧化處理污水應先經有預處理后在進行臭氧處理效果達最佳，具有明顯的經濟效益。
4.4 影響污水處理效率的因素主要有：1.臭氧的投加量；2.污水與臭氧的接觸時間長短；3.溫度；4.污水的理化性質；.從處理效果來看臭氧量可滿足該加工廠污水治理。
4.5 成本分析： 目前設施運行費用為 1.9207 萬元 /a, 設計處理能力20t/h ，實際處理 3t/h 。成本概算：處理每噸污水的費用為 0.29 元 /t ，如用生化處理工藝成本為 0.15 元 /t ，高錳酸鉀的處理成本為 0.06 元 /t 。由此看出：臭氧的運行費較略高，但保證了既能除去廢水臭味，不產生二次污染，又使出水水質達標排放。
4.6 加強科學管理，嚴格操作規程，對設備故障及時維修，發現臭氧管如果失效應及時更換。通過不斷總結經驗，提高污水處理效果。
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