活性赤泥滤料基BAF处理石化废水的研究

2018-03-29付雅静杨锦波

现代盐化工 2018年1期

关键词：赤泥滤料活化

梁晶，付雅静，赵波，杨锦波

由于石化生产过程复杂，生产过程中投放多种原料，产生的副产物较多，导致化工废水中污染物极为繁杂、可生化性低，具体表现为以下方面。

（1）污染物成分复杂。石化生产工段中需加入多种原料和许多添加剂，这直接导致污水出水成分复杂；另一方面在聚合反应单元，会生成多种分子量不等的聚合物以及大量副产品，这也使石化外排水中污染物成分繁杂。

（2）废水毒性高。废水中含有多种对微生物有毒有害的物质，这使得石化污水生物毒性较高。

（3）可生化性差。BOD5/CODcr—般均小于0.25。且有毒有害物质对生化阶段的处理产生抑制性作用，造成废水可生化性降低。

（4）氨氮含量和化学需氧量CODcr含量高。NH3-N质量浓度一般为100～200 mg/L，CODcr质量浓度为1 000～4 000 mg/L，有时会更高。

因此，石化废水若不经处理或处理不达标排放到水体、土壤中，必将给环境造成严重的污染。基于此，本文考虑赤泥高温活化后的吸附胶结性能，选取适当工艺，生成BAF所用的滤料。并用该BAF处理二级生化后的化工废水，对其处理工艺参数进行优化。在烧杯实验基础上进行连续流实验，以证明该工艺在实际石化废水处理中具有很好的应用价值。

1 实验仪器及材料

SHY-I型实验室用小型回转窑、Titan CM1026型场发射透视电镜，碳酸氢铵、重铬酸钾、浓硫酸、硫酸银等。

2 活化赤泥滤料的生产

根据水处理用滤料（CJ/T 43-2005）的要求[1]，BAF处理所用滤料除了具备很好的物理和化学稳定性质外，还要求有较高的孔隙率，因此，活化赤泥工艺中，除了添加粘土外，还按照一定的比例加入了碳酸氢铵干性造孔剂，在实验用回转窑中进行高温活化[2-4]。生产工艺流程如图1所示。

图1 生产工艺流程

3 活化赤泥滤料表征及性能参数

3.1 活化赤泥滤料的表征

对活化后的赤泥滤料表面和开孔后分别进行电镜扫描，结果如图2所示，从下列电镜扫描图中可以清楚地看见赤泥滤料表面粗糙多微孔，微孔尺寸约在100～250 μm范围内，具有较大的比表面积和内外部孔隙率，有利于微生物的固定及繁殖。

3.2 活化赤泥的性能参数

依据相关文献[5-8]，对滤料进行了物理性能和部分化学性能的测定，结果如表1所示。

通过表1可以看出，利用赤泥活化后生产的滤料比表面积大、孔隙率较高，能够满足BAF生物挂膜的需求。同时，又有一定的密度和强度，满足了BAF反冲洗时滤料耐冲击、不易跑料的要求。

图2 赤泥滤料表面性能照片

表1 滤料性能参数

由上述表征和性能参数可以得出，活化赤泥作为曝气生物滤池的填料，具有以下鲜明的特点，从而使得该种滤料在曝气生物滤池的应用中技术可行、经济合理。

（1）产品来源于氧化铝工业废渣，利于氧化铝工业的资源回收利用。

（2）国内堆存量多，容易获取，成本低。

（3）表面性能优异，易于生物挂膜，与微生物附着力强不易流失。

（4）容重适宜，采用特殊添加剂，可针对不同水质调整合适的比重。

（5）内部孔隙率高、比表面积大，是常规滤料的4～6倍，有机负荷高，抗冲击负荷能力强。

（6）水力条件好，阻力损失小，反冲洗恢复周期短，反冲洗后30 min可恢复正常出水水质。

（7）物理性能好，强度大、耐冲洗、不宜堵塞、不会出现板结现象，反冲洗摩擦损失小，使用寿命长。

（8）化学组成合理，化学稳定性好，保证出水水质好。

4 活性赤泥滤料基BAF处理石化废水的应用

4.1 连续流试验规模及流程

经文献查阅[9]，取BAF水力停留时间3 h，进行连续流试验，试验规模为3.36 m3/d，试验流程如图3所示。

图3 试验流程

石化废水从二沉池出水渠经管道泵入储水桶内，加药搅拌后再泵入BAF设备内，经BAF处理后出水。二沉池出水通过活化赤泥滤料，滤料上附着的微生物对污水中碳化有机物进行生物好氧降解。

4.2 水质监测结果

进水COD质量浓度为94.5 mg/L，对出水COD进行检测，检测频率为1次/12 h，连续监测31 d后，结果如图4所示。

试验期间COD平均去除率达到30%以上，平均出水COD值为43.3 mg/L，优于出水COD小于70 mg/L的国家标准要求。表明活化赤泥滤料基BAF处理化工废水时，具备较好的处理效果，值得推广应用。

5 结语

将氧化铝工业的固体废弃物—赤泥生成BAF污水处理设备的滤料，一方面达到了固体废弃物的资源化再生利用，减少了对土地资源的污染，体现了废弃物的经济价值；另一方面，活化赤泥基的BAF滤料对石化废水的COD平均去除率稳定高于30%，有效地减少了污染物的排放，达到国家污水排放一级标准，具有较好的推广应用价值。