貨洗廢水處理工藝改進方法研究及效果分析

周文芳，陳金華

(1.浙江醫學高等專科學校，浙江 杭州 310053;2.上海鐵路局杭州環境監測站，浙江 杭州 310009)

杭州北站主要承擔危險貨物的裝卸作業和回籠車底的清洗，建有一套日處理120 m3的污水處理站，其總體工藝為:集水井→隔柵→沉淀(調節)→氣浮→砂濾→排放。對于當時的水質情況，經該工藝處理后排放的污水均能達到相應的國家標準。隨著生產結構的調整和運輸產品的變化，水質情況也發生了變化，從2001年開始，該污水處理站處理后水質時常出現超標現象。2001至2004年，該污水處理設施先后進行了兩次大修，增加了活性炭(罐)吸附單元，一時解決了問題。但隨著使用時間的延長，活性炭漸漸飽和，處理效果明顯下降。而頻繁地更換活性炭，使得運行成本大大增加，企業不堪承受。為此我們進行了調研分析，發現廢水中硫化物含量較高。結合水質發臭和呈現出黃綠色這一特征，我們推斷硫化物是造成現有工藝無法處理該廢水的重要原因。經過實驗室小試，我們提出了在氣浮單元前加入適量硫酸亞鐵，以形成硫化亞鐵沉淀物的辦法，達到去除硫化物、降低COD這樣的工藝改進方案。

1 處理工藝改進前水質處理狀況

杭州北站每天清洗回籠車底10～20輛，產生貨洗廢水每天約50～100 m3。

現有處理工藝的氣浮單元為平流式氣浮池，采用在氣浮設備進水口投加聚合氯化鋁溶液，藥量以水龍頭(球閥)手動控制。處理工藝改進前水質處理狀況如表1。

根據現場調查情況和實驗室分析結果，貨洗廢水中硫化物高達33.2 mg/L。硫化物是一種還原性物質，是COD的重要構成因素。而硫化物是一種無機化合物，在廢水中以離子形式存在，無法呈現懸浮或疏水性質，不能滿足氣浮分離的必要條件，從而使得由硫化物引起的COD無法去除。根據這一情況，我們考慮利用硫酸亞鐵與硫化物反應形成硫化亞鐵沉淀物的原理［1］，使廢水呈現懸浮狀，實現氣浮分離，從而去除COD。

2 實驗室小試方法及結果

2.1 小試方法

根據廢水性質和考慮實驗材料及實際應用的成本，本次試驗只選用硫酸亞鐵作為唯一的試驗材料。同時，鑒于以往對多種廢水處理的實驗室小試體會，我們在此次實驗中選定了聚合氯化鋁(絮凝劑)及聚丙烯酰胺(助凝劑)的用量。廢水pH值適宜，不做調節。試驗任務就是要確定硫酸亞鐵最適合的投放量及其對COD、硫化物的去除效果。

小試采用燒杯試驗的方法，即在1 000 mL燒杯中倒入800 mL原水，分別加入不同量(0、0.5 mL、1.0 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL)的 10% FeSO4溶液，用磁力攪拌器快速攪拌1 min，再加入一定量(1 mL)的10%PAC(聚合氯化鋁)溶液，快速攪拌1 min，投加一定量(1 mL)的0.5%PAM (聚丙烯酰胺)水解液，再慢速攪拌3 min，靜止30 min，取上清液測試COD。

2.2 試驗發現的現象及結果

試驗用水取自2009年4月10日的原水，COD為416 mg/L，硫化物為33.2 mg/L。當在快速攪拌的廢水中加入FeSO4溶液時，廢水立刻由黃綠色變成黑色，并呈細小顆粒。加入10%PAC溶液后形成絮體并把黑色小顆粒包裹其中，再加入PAM水解液后隨著慢速攪拌，絮體逐漸增大聯結。靜止30 min后分析結果見表2。

表2 實驗室小試結果

從小試結果看，當10%FeSO4投加量為2.0 mL時，COD去除效果最佳。

3 工藝改進方法及效果

3.1 工藝改進方法

根據小試結果，結合現有設施狀況，本著簡便和節約的原則，僅對氣浮單元中的加藥環節進行改進。首先是把加藥部位前移至進水污水泵前。現有加藥方式是在氣浮進水部位，手動控制的龍頭很容易堵塞，加藥量無法保證，且加藥后依靠自然擴散，混凝效果差。加藥口前移后，由于泵前為負壓，藥劑被吸入后在水流的作用下能夠迅速擴散，混凝效果好。其次是對加入的藥劑進行改進，在原有的PAC基礎上增加了FeSO4。如圖1。

圖1 廢水處理工藝(氣浮單元)改進前后示意圖

3.2 改進(氣浮單元)后效果

2009年7月實施了工藝(氣浮單元)的改進工程，經過調試，已得到了穩定有效的運行。調試運行監測結果如表3。

表3 工藝(浮單元)改進后廢水處理監測結果 ρ/(mg·L－1)

4 結果與討論

從處理結果看，杭州北站貨洗廢水經過氣浮單元工藝改進后，硫化物及COD的去除率明顯提高。處理后水質明顯改善，臭味、顏色基本消失。經2009年9月、10月連續兩次抽查監測，主要污染物濃度均符合GB8978—1996《污水綜合排，放標準》中二級標準的限值要求。

從實驗室小試及工程調試過程中發現的一些現象表明，硫酸亞鐵雖然也是一種混凝劑，但其二價鐵的還原性決定了其使用的局限性。過量的投加會使COD升高，處理完后的水質會呈現淺蘭色且隨著時間的推移而返混，產生的污泥量大、含水率高。因此，我們此次只將其用作硫化物的去除劑，而仍然采用PAC作為混凝劑。而在實際工程中又把兩種藥劑按比例混合在一起投加，對操作上帶來一些不便。另外，由于清洗的車底情況復雜，因而廢水水質也會相應的變化，有時硫化物含量可能很低。為此，我們將考慮采用PFS(聚合硫酸鐵)來代替現在的兩種藥劑，作進一步的探索。

［1］ 唐受印，戴友芝，等.水處理工程師手冊［M］.北京:化學工業出版社，2000:227－228.