introductory

有機(jī)硅是一種重要的化工材料，廣泛應(yīng)用于航空、尖端技術(shù)、軍事技術(shù)部門(mén)、建筑、機(jī)械、化工輕工等行業(yè)。有機(jī)硅產(chǎn)品生產(chǎn)廢水的特點(diǎn)是CODCr濃度高、酸性強(qiáng)、毒性大、可生化性差、處理難度大。目前處理有機(jī)硅廢水的方法主要有高級(jí)氧化法以及物化-生化耦合工藝，采用二級(jí)Fenton氧化法處理高濃度有機(jī)硅廢水，CODCr去 除率可達(dá)89．2％；采用光催化氧化法預(yù)處理有機(jī)硅樹(shù)脂廢水，能夠使 出 水CODCr質(zhì) 量 濃 度 從81 856 mg ／ L降 至678 mg ／ L；采 用 鐵 碳微電 解-水 解-好 氧 工 藝-活性炭吸附進(jìn)行有機(jī)硅廢水處理試驗(yàn)，出水CODCr質(zhì)量濃度小于100 mg ／ L。有機(jī)硅廢水處理大多處于試驗(yàn)研究階段，國(guó)內(nèi)對(duì)于該種廢水的綜合處理尚未有成功的工程案例。本文針對(duì)國(guó)內(nèi)某有機(jī)硅生產(chǎn)廠污水處理站的工藝調(diào)試 過(guò) 程 中 所 存 在 的 問(wèn) 題，進(jìn)行了一些改進(jìn)和探索，改造效果明顯。

1有機(jī)硅生產(chǎn)廢水來(lái)源和廢水性質(zhì)

1．1廢水來(lái)源通過(guò)對(duì)某有機(jī)硅廠排水情況分析，廢水主要來(lái)源為氯甲烷的水洗酸性廢水、氯甲烷洗滌堿性廢水、有機(jī)硅單體水解及有機(jī)硅中間體硅氧烷聚物生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的堿性廢水、水解酸性氣體洗滌塔廢水，其次為硅粉制備中排放的含塵尾氣洗滌水、甲基單體合成裝置產(chǎn)生的含塵尾氣洗滌水、尾氣焚燒后的洗滌水以及殘?jiān)C合處理單元廢水。

1．2廢水性質(zhì)有機(jī)硅廢水中有機(jī)物種類(lèi)較多，除甲醇、有機(jī)鹵 硅 烷 外，還 有 有 機(jī) 硅 中 間 體、硅偶聯(lián)劑及中間體、硅油、硅樹(shù)脂、硅橡膠等高聚物，廢水的化學(xué)組分復(fù)雜，基本都屬于難生化降解（少量甲醇、乙醇除外）物 質(zhì)，因 此 廢 水 的CODCr濃 度 高，可 生 化性極差；廢水酸性也極強(qiáng)，除水解裝置排放少量堿性水，其它各生產(chǎn)單元都是強(qiáng)酸性（主要是HCl）廢水，同 時(shí) 廢 水 中 無(wú) 機(jī) 物 以 鹽 酸、鈉 鹽 為 主，因 此pH值低，Cl－含量高；廢水中尚含有一定肉眼可見(jiàn)的浮油、浮渣。該污水處理站的進(jìn)水量為380 ～ 480 m3／ h，進(jìn)水水質(zhì)見(jiàn)表1，出水水質(zhì)執(zhí)行GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2有機(jī)硅生產(chǎn)廢水處理工藝

2．1工藝流程廢水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

有機(jī)硅廢水首先進(jìn)入預(yù)中和池，進(jìn) 行pH值 的預(yù)調(diào)節(jié)，出水進(jìn)入隔油沉淀池，去除大部分的油類(lèi)及 硅 粉 類(lèi)SS后進(jìn)入均質(zhì)調(diào)節(jié)池，為后續(xù)的微電解池及生化系統(tǒng)創(chuàng)造一個(gè)較穩(wěn)定的進(jìn)水條件，均 質(zhì)調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)攪拌機(jī)攪拌以防止懸浮物沉淀，并 使水質(zhì)均勻。經(jīng)過(guò)均質(zhì)后的廢水進(jìn)入氣浮池，進(jìn)一步去除廢水中的油類(lèi)，為后段微電解池提供適宜的條件。有機(jī)硅廢水經(jīng)過(guò)微電解處理后，雖 然 其pH值得到大幅度提升，同時(shí)提高了可生化性，但pH值還是比較低，因此設(shè)置中和絮凝池，通過(guò)投加堿進(jìn)行中和。中和絮凝池出水在沉淀池進(jìn)行泥水分離后，沉淀污泥進(jìn)入污泥處理單元進(jìn)行處置，上清液進(jìn)入生化池。生化池采用AO工藝，經(jīng)缺氧段的廢水 進(jìn) 入 好 氧 段，通過(guò)曝氣管對(duì)好氧段廢水鼓風(fēng)曝氣，大部分有機(jī)物在該段中通過(guò)微生物的好氧生化作用降解去除，同時(shí)廢水中有機(jī)氮及氨氮除微生物自身生長(zhǎng)利用一部分外，其余部分大多被氧化成硝態(tài)氮。好氧段出水一部分回流至缺氧段，其余進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，并將二沉池活性污泥回流至缺氧段繼續(xù)發(fā)揮作用。二沉池上清液經(jīng)過(guò)出水監(jiān)測(cè)池在線儀表監(jiān)測(cè)合格后外排。處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥均進(jìn)入污泥收集池，經(jīng)污泥泵進(jìn)入污泥脫水間，進(jìn) 行 壓 濾 處 理。濾 餅 外 運(yùn)，濾液返回廢水處理系統(tǒng)。

2．2存在的問(wèn)題及原因分析

2．2．1預(yù)處理系統(tǒng)針對(duì)有機(jī) 硅 廢 水pH值 較 低，油 類(lèi) 含 量 高，可生化性差等特點(diǎn)，有必要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。在原工藝預(yù)處理系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，存在以下問(wèn)題：

（1）由于 進(jìn) 水pH值 較 低，設(shè)計(jì)采用投加石灰乳的方式對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)中和處理，調(diào) 節(jié)pH值，以滿足后續(xù)處理單元對(duì)進(jìn)水pH值 上 升 到3左 右 的 要求。然 而，在 實(shí) 際 調(diào) 試 運(yùn) 行 中 發(fā) 現(xiàn)，由 于 來(lái) 水 水量、水質(zhì)波動(dòng)較大，有時(shí)甚至有堿性廢水進(jìn)入，僅通過(guò)投加石灰乳，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)泥量大，且管道閥門(mén)為手動(dòng)控制，難 以 使 出 水pH值 穩(wěn) 定 在3左右。后續(xù)中和處理單元也存在類(lèi)似問(wèn)題。

（2）有機(jī)硅廢水含油量較大（油類(lèi)污染物主要成 分 為 硅 油），需進(jìn)行隔油處理。設(shè)計(jì)設(shè)置隔油沉淀 池，通過(guò)重力沉淀去除預(yù)中和作用產(chǎn)生的沉淀物；池頂部安裝刮油刮泥機(jī)，刮除表面的浮渣及硅油，浮渣及硅油在重力作用下，通過(guò)隔油排放管流入污泥收集池進(jìn)行污泥壓濾處理。在實(shí)際調(diào)試運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，隨著浮渣及硅油逐漸增多，其流動(dòng)性越來(lái)越差，難以靠重力作用流入污泥收集池，甚至有堵塞管道的可能。

（3）鐵碳微電解池對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，以提高廢水的可生化性，有利于后續(xù)生化處理。考慮鐵碳微電解反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量的Fe3＋，在 中 和 去 除Fe3＋后，產(chǎn) 生 的Fe（OH）3具 有 絮 凝 作 用，因 此 設(shè) 置 絮凝沉淀池進(jìn)行固液分離。實(shí)際調(diào)試運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，絮凝 沉 淀 池 中 的Fe（OH）3以非常小的膠體顆粒穩(wěn)定懸浮在水中，難以凝聚 成 大 顆 粒，再 加 上 設(shè) 計(jì) 沉淀時(shí)間短，造成固液分離困難，出水濁度增加。

2．2．2污泥處理系統(tǒng)該有機(jī)硅廢水在處理過(guò)程中，產(chǎn) 生 大 量 污 泥，主要包括中和處理產(chǎn)生的無(wú)機(jī)污泥、隔油處理中的油泥以及生化處理產(chǎn)生的剩余污泥等。所有污泥匯入 污 泥 收 集 池，通過(guò)投泥螺桿泵加入板框壓濾機(jī)，對(duì)污泥進(jìn)行壓濾脫水，泥餅裝車(chē)外運(yùn)。在污泥處理系統(tǒng)實(shí)際調(diào)試運(yùn)行中存在以下問(wèn)題：

（1）在污泥脫水之前，采用聚丙烯酰胺（PAM）對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)理，以提高污泥的脫水性能。設(shè) 計(jì)PAM投加管道與壓濾機(jī)進(jìn)料入口管道直接相連。在進(jìn)料過(guò)程中由于進(jìn)料壓力高，PAM不 易 投 加 進(jìn)去，且PAM加到管道上即直接進(jìn)入壓濾機(jī)中造成反 應(yīng) 時(shí) 間 短，降低了污泥的脫水性能，并 且PAM黏 性 較 強(qiáng)，極 易 粘 在 濾 布 上，降低了泥水分離效果，同時(shí)使得濾布清洗困難。

（2）由于投泥泵設(shè)計(jì)為中控室遠(yuǎn)程控制或就地啟 停，而進(jìn)料口氣動(dòng)閥設(shè)計(jì)為壓濾機(jī)控制箱控制，兩者各自開(kāi)停，不存在聯(lián)鎖關(guān)系。實(shí)際調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)投泥泵開(kāi)啟時(shí)，若操作不當(dāng)，有可能氣動(dòng)閥仍處于關(guān)閉狀態(tài)，造成管道憋壓，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使管道接合處爆裂。

（3）由于投泥螺桿泵為變頻控制，在 進(jìn) 料 時(shí)，隨著壓濾機(jī)不斷壓榨，進(jìn)料阻力逐漸增大，螺桿泵頻 率 隨 之 升 高。當(dāng)進(jìn)料壓力達(dá)到其最大值（0．8MPa）時(shí)，螺桿泵頻率仍然在升高，進(jìn) 料 壓 力 不 能保持在穩(wěn)定壓力，導(dǎo)致管道內(nèi)壓力愈來(lái)愈大，造成管道損壞。

3改造方案及效果改造方案的制定建立在對(duì)原有工藝充分了解和詳細(xì)分析的基礎(chǔ)之上，針對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題，充分利用原有設(shè)施設(shè)備進(jìn)行改造，盡可能減少新增設(shè)備。

3．1預(yù)處理系統(tǒng)

（1）為便于調(diào)節(jié)控制pH值，在預(yù)中和池旁邊增設(shè)2臺(tái)液堿儲(chǔ)罐（配磁翻板液位計(jì)），通過(guò)管道將廠區(qū)氯堿裝置生產(chǎn)的NaOH（質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為32％）引 至儲(chǔ) 罐 內(nèi)，供預(yù)中和池調(diào)節(jié)pH值 使 用，同 時(shí) 安 裝2臺(tái) 加 堿 離 心 泵，將 進(jìn) 水 流 量 計(jì)、pH計(jì)、加 堿 離 心泵、磁翻板液位計(jì)設(shè)置聯(lián)鎖關(guān)系，聯(lián)合控制設(shè)定預(yù)中和池內(nèi)pH值。最終達(dá)到采用石灰乳粗調(diào)、液 堿微調(diào)pH值的目的。在微電解后的中和池上增加1臺(tái)液堿箱，水箱設(shè)遠(yuǎn)傳磁翻板液位計(jì)，與預(yù)中和池加堿泵聯(lián)鎖控制補(bǔ)充堿液。增設(shè)2臺(tái)計(jì)量泵，分別向?qū)?yīng)中和池中加 堿，計(jì) 量 泵 與 現(xiàn) 有pH計(jì)聯(lián)鎖控制調(diào)節(jié)出水pH值，以滿足后續(xù)生化池進(jìn)水要求。

（2）隔油沉淀池至污泥收集池的隔油排放管僅保留出隔油沉淀池的垂直管道，取消其余管道。在垂直管道下方連接一臺(tái)儲(chǔ)罐儲(chǔ)存油渣。儲(chǔ)罐底部與就近污泥泵吸泥管連接，浮渣及硅油通過(guò)污泥泵輸送至污泥收集池。工藝改造后，在污泥泵的作用下，油渣能夠順利輸送至污泥收集池，有效防止了管道堵塞情況的發(fā)生。（3）在絮凝沉淀單元的絮凝池上增加PAM投加 管 線，利 用 現(xiàn) 有PAM制備車(chē)間中的原加藥及溶藥箱，增加2臺(tái)加藥泵，將PAM投加至絮凝池中。池內(nèi)設(shè)有攪拌機(jī)，促 進(jìn)PAM與 水 中 膠 體 物 質(zhì) 充 分混合。實(shí)際運(yùn)行情況證明，PAM加速了Fe（OH）3的凝聚沉淀，提高了沉淀效率，固液分離效果明顯增強(qiáng)。

3．2污泥處理系統(tǒng)

（1）為了提高污泥脫水效果，延 長(zhǎng) 反 應(yīng) 時(shí) 間，將絮凝劑投加管線改至污泥收集池，污泥收集池中設(shè) 有 攪 拌 機(jī)，使PAM和污泥充分反應(yīng)，實(shí) 際 運(yùn) 行情況表明，改造后泥水分離效果明顯提高，濾布也易清洗。

（2）在每套壓濾機(jī)控制箱內(nèi)增加聯(lián)鎖程序：按下壓濾機(jī)控制箱上“進(jìn)料”按鈕后，進(jìn)料口氣動(dòng)閥門(mén)打開(kāi)，之后啟動(dòng)相對(duì)應(yīng)的投泥螺桿泵。板框壓濾機(jī)進(jìn)口壓力信號(hào)達(dá)到0．8 MPa時(shí)，相對(duì)應(yīng)的投泥螺桿泵 先 停 止 運(yùn) 行，然后進(jìn)料口氣動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉。改 造后，消除了管道憋壓的風(fēng)險(xiǎn)，有效防止了運(yùn)行事故的發(fā)生。

（3）在每臺(tái)板框壓濾機(jī)進(jìn)口處增設(shè)隔膜壓力變送 器（量 程 為0~1．6 MPa），與相對(duì)應(yīng)的投泥螺桿泵的變頻裝置聯(lián)鎖，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值后，恒壓控制壓榨進(jìn)料。實(shí)際運(yùn)行情況表明，設(shè)置聯(lián)鎖后，進(jìn)料壓力能夠保持在穩(wěn)定壓力（0．8 MPa），避 免 了 因管道壓力增大造成管道損壞。

4結(jié)論與建議

對(duì)于有機(jī)硅廢水的處理，由于其進(jìn)水水量、水質(zhì) 變 化 大，pH值 較 低，可 生 化 性 差，且 油 泥 產(chǎn) 量大，故預(yù)處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)非常關(guān)鍵，在實(shí)際運(yùn)行中，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)試和改進(jìn)。實(shí)踐證明，本次改進(jìn)是成功的，改進(jìn)后的系統(tǒng)提高了自動(dòng)化程度和運(yùn)行穩(wěn)定性，降低了運(yùn)行事故風(fēng)險(xiǎn)。

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