某家化工廠在間歇式生產(chǎn)多種醫(yī)藥過程中產(chǎn)生25t/h的廢水。這部分廢水作為一個支流排入到一個大型生物處理裝置中進行處理，同時進入此裝置的還有來自其他工業(yè)的廢水。廢水通過生物處理后，發(fā)現(xiàn)在排出水和淤泥中含有較高的有機氯化物和芳香烴。通過研究發(fā)現(xiàn)污染源是來自制藥廠的廢水。因此，該制藥廠決定要采取相應(yīng)的措施來分離去除這些物質(zhì)。
原水的各水質(zhì)指標參見表1：
表1中顯示，需要進行分離去除的物質(zhì)，其濃度在原水中相對含量較高。通過實驗室研究顯示，利用活性炭吸附可使各參數(shù)達到規(guī)定的閾值。但由于在廢水中不僅包含了這些有毒物質(zhì)，也含有大量屬于COD物質(zhì)的酒精和酮，所以活性炭的吸附能力只能達到每公斤活性炭吸附10～15g有機鹵化物，這相當于活性炭的需求量大約在3kg/m3。對于每天600m3的水量來說，投入的運行費用將是相當可觀的。
把廢水水流分成多個支流
根據(jù)生產(chǎn)方式，把總的廢水水流先分成濃縮的母濾液和稀的沖洗水。之后再把母濾液分成主要含芳香烴的廢水和主要含有機氯化物的廢水。表2中列出了通過計算得出的廢水量及其參數(shù)值。通過對處理過程的轉(zhuǎn)換，這里指對廢水水流的分類，使各個支流的選擇性處理成為可能。
廢水處理站的建造考慮了以下幾點：
■ 滿足表1限定的閾值
■ 盡可能減少殘余量和處理費用
■ 不分離可生物降解的物質(zhì)(如乙醇，酮)
裝置設(shè)計方案
根據(jù)進一步的試驗，采用如圖1所示的處理工藝流程，對單一的支流廢水分別進行如下處理：
1.弱負荷廢水(類型C)采用一個二級中和處理的辦法，通過終控直接排入生物處理裝置。
2.含有機氯化物的廢水(類型B)經(jīng)過一個溶劑分離器進入一儲水池中，在溶劑分離器中自由溶劑得以分離。從儲水池出來的廢水通過一個雙層填料過濾器來分離懸浮固體顆粒，然后進入空氣氣提裝置。通過氣提柱處理后，廢水中POX的值可以削減500倍。為了降低氣提柱的高度，廢水在里面經(jīng)過10次循環(huán)后才排出。富含POX和其他有機污染物的氣體通過一個活性炭吸附裝置處理后直接釋放到大氣中。
3.活性炭飽和后可利用蒸汽來再生，由此產(chǎn)生的二氯甲烷、水和丙酮的混合物可以通過一重力沉降器來進行分離，分離的結(jié)果要使得二氯甲烷層能直接排出進行外部處理，而水層則可引入儲水池中。從氣提柱出來的廢水進入中和池2中進行中和處理。
4.含芳香烴的廢水(類型A)直接由一個單獨的儲水池進入中和池2中，然后再通過一個雙層填料過濾器和2個活性炭吸附器進行處理。這兩個吸附器中，每個吸附劑的設(shè)計使用壽命在6個月左右。為了優(yōu)化活性炭的吸附能力，當串聯(lián)的兩個吸附器中第一個吸附器中的活性炭飽和更換掉后要把水流流向也進行更換。
5.含有芳香烴和極其微量有機氯化物的飽和活性炭被直接從吸附器中抽出進行再生。由于活性炭的量很大和基本沒有有機氯化物成分，這種再生比起作為特殊垃圾來處理要便宜的多(參見圖2)。從2座雙層填料過濾器出來的反沖洗水進入一座儲泥池，再通過板塊壓濾機進行處置。由此產(chǎn)生的淤泥餅將作為特殊垃圾焚燒掉。
工藝技術(shù)特點 在整個工藝中，對吸附和再生的處理要求是比較高的。主要存在的問題是氣提過程中產(chǎn)生的富含有機氯化物的空氣相對濕度比較高，并且還含有其它可燃性物質(zhì)，如乙醇和酮。
只有細孔中沒有水氣凝聚的情況下，活性炭才能吸附空氣中的有機物質(zhì)，所以在進入吸附階段之前必須進行干燥。根據(jù)經(jīng)驗，只有在吸附過程中空氣的相對濕度低于50%時，活性炭的吸附能力才不受影響。另外還有一點要注意的是，在氣提過程中加熱不能超過二氯甲烷的沸點40℃，要不然就不會發(fā)生吸附。為了對潮濕的空氣進行烘干，安裝了兩個熱交換器。在第一個熱交換器里，利用涼鹽水將空氣冷卻至10℃，經(jīng)過冷凝分離后，在第二個熱交換器里，再將溫度升高到30℃。通過該方法可使活性炭的吸附能力達到100g二氯甲烷/kg活性炭。最后排放出的廢氣完全滿足空氣管理條例規(guī)定的50mg有機氯化物/m3空氣的限定值。
排放入大氣的廢氣中的有機氯化物濃度實行連續(xù)監(jiān)測。一旦發(fā)現(xiàn)其濃度超過閾值范圍，則立即將廢氣轉(zhuǎn)至第二個已再生好的吸附器中。第一個滿負的吸附器將進行再生。再生過程中，被吸附的有機物會隨著飽和蒸汽一起帶出，在一座冷卻塔里冷凝后，通過一個重力沉降器進行相分離。潮濕的活性炭將用熱空氣得以烘干，隨后再冷卻。整個再生過程歷時約8個小時。
處理過程對安全技術(shù)提出了很高的要求，因為除了氯化的碳氫化合物外還含有一些易燃的有機物質(zhì)。為了防止吸附柱里發(fā)生燃燒情況，整個吸附柱上在各個高度都布置了監(jiān)測點，來監(jiān)測柱中的溫度變化。若溫度超出規(guī)定的閾值則自動切斷進料，同時加入惰性氣體氮。最后整個柱體用水充滿。所有的發(fā)動機和監(jiān)測裝置也都進行了防爆保護。
吸附過程是連續(xù)進行的，每天進行兩次再生，大約能分離去除40kg的溶劑。
運行經(jīng)驗
實踐證明，通過工作人員與客戶在項目設(shè)計過程中的積極合作，這種有害物質(zhì)單獨的進行選擇性的處理方案是完全正確的。該套設(shè)施已正常運行多年，各參數(shù)指標都一直限制在廢水和廢氣的閾值范圍內(nèi)。
