连成食品加工区废水处理工程
连成食品加工区废水处理工程
1 工艺流程
1.1 本红薯加工厂使用臭氧发生器处理排放污水，设备选型是根据污水日产量。该加工厂实际污水产生量是10吨/小时。
1.2 污水处理站由三部分组成：一是处理污水的成套设备，二是相应的土建工程，三是连接设备和土建设施的处理流程管路系统。
1.3 排放污水经过格栅、流入隔油池，由电控制柜控制污水站的全部工作，再通过自由落差将污水排经活性炭吸附过滤器，流入臭氧接触池，与臭氧接触8小时的时间后进入沉淀池，再经末端保安过滤处理后达标排放。
1.4 污水处理工艺流程见附图
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2 设备操作
2.1臭氧是氧气的同素异构体，它是一种具有特殊气味的淡紫色气体。它的密度是氧气的1.5倍，在水中的溶解度是氧气的10倍。臭氧是一种强氧化剂，其氧化能力仅次于氟，比氧气、氯气和高锰酸盐等常用的氧化剂都高。产生臭氧的方法很多，工业上一般采用无声放电法制取。其原理是，在高压电场作用下，使干燥净化空气中的一部分氧气，在电子轰击下分解成氧原子，再与氧分子合成为O3，或直接合成为O3。这种方法生产的臭氧浓度约为1-3%（重量比）。使用氧气为原料，生成的臭氧浓度会有所增高。臭氧作为强氧化剂，除了在水消毒中得到应用，在废水处理过程中也有很好的处理效果。臭氧具有强氧化作用的原因，曾认为是在分解时生成新生态的原子氧，表现为强氧化剂。进一步的研究证明，臭氧分子中的氧原子本身就是强烈亲电子或亲质子的，直接表现为强氧化剂是更主要的原因。
2.2 污水待处理量决定臭氧的产量，但臭氧的产量又受电压、进气量、进气压力及原料空气质量的影响，进气压力是规定的，但进气量和电压是可以调整的。电压升高，则臭氧浓度也随之增大，在进气量不变的情况下，产量也随着提高了。
2.3 提高臭氧产量的主要途径是：提高电压来增加臭氧的浓度，而加大进气量，臭氧产量的增加较少。故电压调至较低时，进气量宜开大一点；而电压调至较低时，进气量开小一点，仍可以达到较高的产量。日常运行时，我们观察到：电压太低，既不经济，处理效果也达不到要求，值得注意；若长期维持最高电压，放电管温度高、寿命短且易产生“放电”现象，烧损放电管（特别是空气不纯时）。
因此，臭氧的产生量在于科学地调节和控制电压，以及净化原料空气。根据我们测试体会，控制电压在 110KV 之内，臭氧的产率和电压成正相关，处理效果最好。
3 污水处理效果
采用臭氧氧化法脱色，能将含活性染料、阳离子染料、酸性染料等水溶性染料的废水几乎完全脱色，对不溶于水的分散染料也能获得良好的脱色效果，但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料，脱色效果差。此外，臭氧氧化法对COD的去除率可达到90%以上。采用臭氧氧化法优点在于，氧化能力强，去除污染物的效果显著。处理后废水中的剩余臭氧易分解，不产生二次污染。臭氧的制备在现场进行，不必储存和运输。臭氧氧化法的缺点是造价高、处理成本昂贵。在一些发达国家中臭氧氧化法广泛应用在水处理工艺生产过程中，被称为是一种清洁的处理手段。
3.1 处理前后污水情况（表 1 ）
表 1 臭氧氧化污水不同时间COD前后比较（200g/h臭氧产量）
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时间（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% |
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5 |
3200 |
300 |
90.6% |
|
8 |
3200 |
70 |
97.8% |
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10 |
3200 |
60 |
98.1% |
注：本污水站臭氧投入量是采用化学法测定，按照中华人民共和国城镇建设行业标准《CJ/T 3028.2-94》方法，即通过碘化钾溶液的气体体积由设在起泡器出口地计数器量出，随后在一定酸性介质中滴定被硫代硫酸钠溶液释放的碘。《国家污水综合排放标准》一级要求出水COD﹤100毫克/升。
由表 1 可见：臭氧接触时间8小时是最经济的，此时去除率达到了97.8%，而且出水耗氧量指标达到了国家标准。
3.2 8小时改变臭氧投加量后污水处理前后水质（表 2 ）
表 2 ，8小时不同臭氧量处理污水处理效果试验
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序号 |
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 |
|
3200 |
200 |
95.3% |
|
2 |
|
3200 |
70 |
98.4% |
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3 |
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3200 |
60 |
98.6% |
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4 |
|
3200 |
50 |
98.8% |
由表2可见，对本废水臭氧投加量在200克/小时时较为合理和经济。
表3，8小时臭氧氧化污水前后综合指标测试
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序号 |
水质项目 |
氧化前污水指标 |
氧化后污水指标 |
达标情况 |
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1 |
PH |
6-9 |
7-8 |
达标 |
|
2 |
COD |
3200mg/l |
70mg/l |
达标 |
|
3 |
SS |
200mg/l |
60mg/l |
达标 |
|
4 |
NH3-N |
120mg/l |
10mg/l |
达标 |
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4 讨论
本污水处理方法处理红薯加工污水在原理和流程上与其他方法相比有以下特点：
4.1 现场制造产生臭氧，是最强的氧化药剂。它二氧化氯、高锰酸钾相比，不需运输和储存的中间环节，也避免了有二次污染或因泄漏造成的中毒等不安全隐患，因而在生产管理和净化效果上稳定可靠。
4.2 消毒效果 臭氧的氧化能力仅次于氟，杀菌能力很强，与“氯化”法相比，不但能杀灭细菌，更能有效地杀死病毒和芽孢，除去水中的色、臭、味，对污水中地有机物进行氧化分解，降低COD指标 ，而且具有消毒快，操作简单，无二次污染等优点。消毒装置进行对比试验得出臭氧的投入量为 200mg/h ，接触时间为8h 时，为最佳处理条件，排放污水达到国家排放标准。
4.3 臭氧氧化采取前端预处理，末端深度处理方法组合效果更佳。污水经过隔油沉淀和活性炭处理后，减轻了后续臭氧的处理负荷。经过臭氧8小时深度氧化处理后的出水已经能够到国家排放标准，为了保证排放污水家清洁以及不产生腐蚀影响，在工艺末端设置保安过滤，这样出水水质不仅达标而且几乎不含臭氧，不会对周围环境产生危害，达到国家《GB3095-1996》中规定环境臭氧二级排放量，可见单独使用臭氧处理污水，臭氧的浪费量很大。所以对采用臭氧氧化处理污水应先经有预处理后在进行臭氧处理效果达最佳，具有明显的经济效益。
4.4 影响污水处理效率的因素主要有：1.臭氧的投加量；2.污水与臭氧的接触时间长短；3.温度；4.污水的理化性质；.从处理效果来看臭氧量可满足该加工厂污水治理。
4.5 成本分析： 目前设施运行费用为 1.9207 万元 /a, 设计处理能力20t/h ，实际处理 3t/h 。成本概算：处理每吨污水的费用为 0.29 元 /t ，如用生化处理工艺成本为 0.15 元 /t ，高锰酸钾的处理成本为 0.06 元 /t 。由此看出：臭氧的运行费较略高，但保证了既能除去废水臭味，不产生二次污染，又使出水水质达标排放。
4.6 加强科学管理，严格操作规程，对设备故障及时维修，发现臭氧管如果失效应及时更换。通过不断总结经验，提高污水处理效果。
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