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化妆品废水处理工程设计中应注意的几个细节

作者:lyhb来源:漓源环保 浏览次数: 日期:2017.05.09

一、化妆品废水的水质特点根据全国污染源普查——主要针对几种常用化妆品原料的普查显示:
①每生产1t化妆品产生10.56t废水,其中COD49550g、氨氮309.4g、石油类121.6g,主要原料为硬脂酸、甘油、香精; 
②每生产1t清洁类化妆品产生3.42 t废水,其中COD10451g、氨氮200.1g、石油类80.5g,主要原料为表面活性剂、水、香精;
③每生产1t护发用化妆品产生9.27 t废水,其中COD9960g、氨氮233.9g、石油类787.8g,主要原料为表面活性剂、硅油、香精。 可推算出一般化妆品废水的水质情况如下: 

 

    根据上表可知化妆品废水由于使用原料不同各污染物含量变化较大, COD含量高,且用于制作化妆品使用的原料种类繁多,化妆品废水的污染物指标并不局限于以上数据。有数据显示,目前全球化妆品产量在不断地稳步上升,特别是中国化妆品产量急剧上升,因此废水的水质浓度也不断增加。从近几次试验数据来看,化妆品废水COD能达到5000-10000 mg/L,甚至远超于10000 mg/L,属于中高浓度废水。
除了COD含量高之外,化妆品废水主要的一个问题是表面活性物质,即阴离子表面活性剂(LAS)含量高,造成废水运行中泡沫横飞的现象。
 
二、泡沫的产生及解决方法
    化妆品废水处理的稳定运行对化妆品生产企业的稳定、持续性发展具有重大意义。
根据水质特点及实际运行效果来看,化妆品废水易因水体流动、搅拌、震荡以及曝气产生大量的泡沫,而引起泡沫的主要原因有以下三点:一是废水中含有洗涤剂或表面活性物质;二是水体引入空气;三是废水中含有细小物质。通过该物质与废水中的气泡黏聚后上浮,气泡表面粘附的洗涤剂或者表面活性物质在上浮到水面后由于亲水基和疏水基的引力作用而聚集形成大泡沫,该物质可以是废水中原有的或者反应过程中产生的。
    因此针对泡沫大量产生的问题,主要的解决方法应从两方面入手,即减少空气的引入以及减少上述物质的产生。但废水的流动等仍会使废水产生大量的气泡,在实际运行中调节池应考虑设计如下:
    ①池面采取覆盖黑网措施。当水池池面产生泡沫时,泡沫通过黑网被切割成较小的气泡,并释放出气体,从而减少泡沫的体积,能有效大量的减少泡沫横飞的问题。
    ②添加消泡剂。通过破坏泡沫的稳定性来控制泡沫的产生,消泡剂除了能够以上的化学泡沫外,还能消除生物泡沫,即因为微生物机理产生的泡沫。
    ③洒水。洒水是通过水力消泡的一种物理方法,该方法简单易操作,适用于泡沫较少的废水,泡沫太多还需要通过添加消泡剂来抑制泡沫产生。
 
三、预处理的重要性
    化妆品废水的预处理方法主要有物化法如气浮、混凝沉淀等,对化妆品废水的预处理具有显著效果。通过混凝沉淀后,出水的COD可以达到2000 mg/L以下,甚至达到小于1500mg/L的效果,不仅大大地降低了后续处理系统的处理负荷,同时采取生化处理时,预处理可以提高化妆品废水的可生化性。
    进行生化处理时,较高的COD容易使得废水在厌氧环境中发生酸化腐败现象,使得产酸菌的有机酸积累过多,引起水质pH大幅度下降,影响产甲烷菌的活性。
    除此之外,预处理将化妆品废水中大部分的阴离子表面活性剂和固体悬浮物去除,减少轻质物质,可以较大程度的降低泡沫产生的几率。
 
四、加药搅拌能否采用曝气搅拌
    通过上述可知表面活性物质可以粘附在废水中的气泡表面, 因此也可以利用这一点将表面活性物质去除。主要是通过气浮的预处理方法实现,在废水中通入空气,使得阴离子表面活性剂随着气泡上升至水池池面,再将气泡定期捞去,阴离子表面活性剂随气泡一并除去。做气浮设计时,水池面上必须有足够的空间,并且还需防止泡沫冒出。
    对于水量小且用地面积充足的项目可采用气浮的方式作为预处理,但通常采用的是加药混凝沉淀的处理方法,该方法的特点是占地面积小、操作方便、运行简单。若采取混凝加药沉淀去除阴离子表面活性剂搅拌时,一般不采用曝气搅拌的方式进行,避免大量泡沫的产生。
 
五、厌氧生化的重要性
    从化妆品废水水质情况等方面分析,厌氧生化对化妆品废水处理的重要性体现为以下几点:
    ①有机物降解速率快,工程造价低。废水含有表面活性剂、香料、乳化剂、增稠剂、抗氧化剂等大分子物质,直接进行好氧处理,好氧菌氧化分解速率慢,造成停留时间长、水池造价高。采用厌氧可以将大分子分解,进行酸化、改性,将大分子有机物降解为小分子有机物,终甲烷化。厌氧比起好氧来说,降解速率快,不需进行曝气等,大大减少了工程造价。
    ②防止生化池泡沫的大量生成。好氧处理废水中溶解氧高,是泡沫产生的主要原因,通过厌氧将另一个主要的原因,即阴离子表面活性剂水解甚至去除,从根源解决这种化学泡沫的生成。
    ③化妆品废水含有毒有害物质,如铅、砷、汞等重金属以及防腐剂等,对微生物有致毒性。厌氧菌可以较大程度的对抗这些有毒物质。
 
六、污泥处理的设计
    混凝沉淀会产生大量的污泥,针对该污泥的脱水处理应选择哪种脱水方法较合理,以下给出几种机械脱水处理方式的优缺点:
    小型项目一般选用板框压滤机进行污泥脱水,污泥量小无需连续运行,且脱水效果好,含水率甚至可以达到65%以下。下面针对化妆品废水物化污泥产量的计算与板框压滤机设计选型进行计算。
    物化污泥产量的计算及板框压滤机选型设计:
    水量Q=20m ³ /d,物化进水COD9000 mg/L,SS4000 mg/L;出水COD小于2000mg/L,SS小于150 mg/L;
    ①COD产泥量:加药后去除的COD转化为污泥的含量按去除的COD含量的30%计算。
    ②去除SS的总量
    ③PAC用量计算:混凝时投加PAC,平均投药量以250mg/L计。
    ④PAM(阴)用量计算:混凝时投加PAC,平均投药量以5mg/L计。
    ⑤板框压滤机设计:污泥密度γ=1t/m3,排放污泥含水率ρ0=98%,通过板框压滤机脱水后污泥含水率ρ1=70%
    过滤面积标准:按国标生产制造的压滤机的过滤面积每平方等价于15L的固体容积。
    选择XAMY20/650-UB型号的板框压滤机,过滤面积20 m2,滤室总容积250L,滤板尺寸650×650mm。
 

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