Fällung durch Koagulation, Behandlung von Kunstfaserabwässern mit integriertem Oxidationsbeckenverfahren

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1 Wasserqualität und -menge von Abwasser – Projekt „Einfache Reinigung des Wassers“: Es handelt sich um ein ausländisches Unternehmen, das Textilien aus Seiden- und Polyesterstoffen herstellt. Die bei der Produktion anfallenden Abwässer umfassen folgende Arten: Textilabwässer, Abwässer nach Alkalibeseitigung, Raffinierungsabwässer, Färbungs- und Behandlungsabwässer sowie Sonstiges Abwasser. Außerdem gibt es Hausabwässer aus Wohnheimen, Kantinen, Bädern, Verwaltungsgebäuden usw. Die Qualität und Menge der verschiedenen Abwassermengen sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1: Menge und Qualität des Abwassers
Name des Abwassers | CODcr (mg/L) | pH-Wert | Menge des Wassers (m³/d)
Abwasser aus der Raffinerie | 10.000–40.000 | >14 | 100
Abwasser aus der Textilindustrie | 1.000–1.600 | 9–11 | 144
Färbungs- und Waschabwasser | 700–1.300 | 5–6 | 853
Textilabwasser | 60–95 | 6–8 | 657
Mischabwasser | 600–1.000 | 6–9 | 308
Haushaltsabwasser | 300–400 | 6–8 | 105

2. Abwasserbehandlungsverfahren
Der Anteil von CODCr im Abwasser aus der Raffinerie am Gesamtumfang der abgegebenen Produktionsabfälle ist sehr hoch. Eine getrennte Behandlung durch Zugabe von Säure sowie anschließende Filtrierung erscheint aus konzeptioneller Sicht sinnvoll. Allerdings weist dieses Verfahren die Nachteile auf, dass viel Säure benötigt wird, die Bedienung kompliziert ist und die Betriebskosten hoch sind. Aufgrund des geringen Wasservolumens wird in Erwägung gezogen, es mit dem restlichen Abwasser zu mischen und gemeinsam zu behandeln. Die Kombination von physikalischen und biochemischen Verfahren ist ein gängiges Verfahren zur Behandlung von Textilfarbenabfällen [1]. Die Koagulationssedimentation weist die Eigenschaft auf, Farbstoffe zu entfernen und Schwebstoffe zu beseitigen. Gleichzeitig kann das zugeführte Koagulans auch dazu beitragen, den pH-Wert zu regulieren. Die biochemische Methode weist eine starke Fähigkeit zur Entfernung löslicher organischer Stoffe auf. In diesem Projekt sind die Hauptverschmutzungsstoffe im Abwasser unter einem pH-Wert von 6–9 unlösliche Substanzen wie Terephthalsäure sowie verschiedene Dispergierfarbstoffe. Daher wird das Abwasser zunächst durch Koagulation und Sedimentation behandelt. Dadurch können organische Verunreinigungen sowie Farbstoffe effektiv entfernt werden, außerdem kann der pH-Wert reguliert werden. Zudem verbessert dies die biologische Verarbeitbarkeit des Abwassers und schafft so günstige Voraussetzungen für die anschließende biologische Behandlung. Die biochemische Methode verwendet das Oxidationsbecken-Verfahren und eignet sich für die Eigenschaften dieser Textilfarbenabwässer sowie für die hohen Anforderungen an die Qualität des abgeleiteten Wassers. ? Der Ablauf der Abwasserbehandlung ist in Abbildung 1 detailliert dargestellt. 3 Hauptanlagen und Konstruktionsparameter 3.1 Sammelbecken 　　Die Abmessungen des Sammelbeckens betragen 5,6 m × 2,5 m, HRT = 20 Minuten. An der Unterseite befinden sich zwei FLYGT-Tieftauchpumpen als Eingangspumpen. Die Schmutzwasserpumpe ist mit einer automatischen Höhenregelung ausgestattet, um die Pumpe zu schützen und sich an Veränderungen des Wassereinzugsflusses anzupassen. 3.2 Homogenisierbecken Die Abmessungen des Homogenisierbeckens betragen 14,7 m × 5,2 m. Die effektive Wassertiefe liegt bei 4,1 m. Die Regulierzeit beträgt 2,5 Stunden. Auf der Wasseroberfläche befinden sich zwei schwebende Strahlmischer, die dazu dienen, das Wasser zu vermischen. Da der Oxidationskanal eine hohe Belastbarkeit gegenüber Stoßbelastungen aufweist, ist die HRT im Homogenisierungsbecken kürzer. 3.3 Neutralisierbecken Die Abmessungen des Neutralisierbeckens betragen 2,5 m × 2,1 m. Die effektive Wassertiefe liegt bei 2,5 m. Die Reaktionszeit beträgt 6 Minuten. In den Neutralisierbecken wird polymerisiertes Eisensulfat sowie eine kleine Menge konzentrierter Schwefelsäure zugegeben, um den pH-Wert zu regulieren und eine schnelle Koagulationsreaktion herbeizuführen. Der Neutralisierungsbecken ist mit einem mechanischen Rührer ausgestattet. Zudem gibt es ein System zur Zugabe von Koagulanzien sowie ein System zur automatischen oder manuellen Steuerung der Säurezufuhr. Halten Sie den pH-Wert zwischen 7 und 9. Es gibt außerdem Behälter zur Aufbewahrung von Säuren sowie Behälter zur Aufbewahrung von Koagulanzien. Beide Behälter sind mit UPVC-Platten ausgekleidet, um Korrosion zu verhindern. Die effektive Fassungskapazität beträgt jeweils 2,5 m³ und 8 m³. 3.4 Koagulations- und Sedimentationsbecken Das Koagulationsbecken besteht aus Wirbelkammern, die in insgesamt sechs Kammern unterteilt sind. Diese Kammern haben quadratische Form und sind an den Ecken abgerundet. Zudem verfügen sie über Öffnungen oben und unten. Es handelt sich dabei um zwei Serien von Kammern. Gesamte Reaktionszeit: 20 Minuten. 　　Jeder Reaktorkreislauf ist mit einem Sedimentationsbecken ausgestattet, das sich um einen Mehrkammer-Fließsedimentationsbehälter handelt. Die HRT beträgt 2,5 Stunden, die Oberflächenbelastung liegt bei 1,4 m³/(m²·h). Die Abmessungen des Beckens sind 14,7 m × 3,2 m. Der Schlamm aus den Reaktionsbehältern und Sedimentationsbecken wird zur Behandlung auf die Trocknungsfläche geleitet. 3.5 Primäre und sekundäre integrierten Oxidationsbecken Die integrierten Oxidationsbecken stellen den wichtigsten Bestandteil dieses Verfahrens dar – sie sind zugleich auch die Hauptmerkmal dieses Verfahrens. Der integrierte Oxidationsbecken vereint die Funktionen der Belüftung, der Trennung von Schlamm und Wasser sowie der Rückführung des Schlammes in sich – es ist daher nicht notwendig, einen separaten Sedimentationsbehälter zu errichten. Seine Hauptmerkmale sind: ① Einfache Herstellungsweise, automatische Rückführung des Schlammes, wenig Ausrüstung nötig ； ②Widerstandsfähig gegen Stoßbelastungen, zuverlässiger Betrieb, einfache Wartung und Bedienung ； ③Der Schlamm kann stabilisiert werden; die Menge an übrigem Schlamm ist sehr gering ； ④Niedrige Kosten für Infrastruktur und Betrieb ； ⑤Die Effizienz bei der Trennung von Feststoffen und Flüssigkeiten ist höher als in herkömmlichen Sedimentationsbecken. Der in diesem Projekt eingesetzte integrierte Oxidationskanal ist der Carrousel-Oxidationskanal der amerikanischen Firma EIMCO sowie der darin verbauten modularen Trenner für Feststoffe und Flüssigkeiten. Am Boden des Trenners befinden sich eine Reihe gleichmäßig angeordneter, schräg verlaufender, isoskeletaler Balken. Dadurch wird eine gleichmäßige Zufuhr der Mischung sowie ein schneller Rückfluss des abgesetzten Schlammes gewährleistet. Bei den integrierten Oxidationsbecken der Stufe 1 und 2 betragen die HRT-Werte jeweils 15,5 h und 14,7 h. Der SRT-Wert liegt in beiden Fällen über 30 Tagen. Die organische Schlammbelastung beträgt 0,15 kg BOD/(kg MLSS·Tag) bzw. 0,05 kg BOD/(kg MLSS·Tag). Die Tiefe der Becken beträgt 3,6 m bzw. 3,4 m. Die Breite der Becken ist in beiden Fällen 6,0 m. Die Länge der geraden Abschnitte der Becken beträgt 43 m. Der Radius der halbkreisförmigen Biegungen an den Enden beträgt ebenfalls 6,0 m. Die HRT-Werte für den Teil des Feststoff-Lösungstrenners betragen jeweils 1,9 Stunden und 1,7 Stunden. Die Oberflächenbelastung liegt bei 1,4 m³/(m²·h). Die Abmessungen sind wie folgt: Länge 15 m, Breite 6 m; die Tiefe beträgt jeweils 2,6 m und 2,4 m. An der Austrittsstelle des Feststoff-Trenners im ersten integrierten Oxidationsbecken werden vier Öffnungen mit den Abmessungen 300 mm × 200 mm in Abständen von jeweils 3 m entlang des Beckenrandes angebracht. Das Wasser fließt so direkt in das zweite integrierte Oxidationsbecken. Am Austrittspunkt des Feststoff-Trenners im zweiten Oxidationsbecken werden vier Sammelkanäle verwendet, die ebenfalls in Abständen von 3 m voneinander angeordnet sind. Die Durchflussrate an diesen Kanälen beträgt 0,8 l/(m·s). Die Belüftungsausrüstung besteht aus langsam arbeitenden Oberflächenbelüftern vom Typ „Umkehrfächer“, die von dem amerikanischen Unternehmen EIMCO hergestellt werden. Jeder Stufe ist ein solcher Belüfter zugeordnet; sie befinden sich am Ende des Kanals. Die Leistung der Motoren beträgt jeweils 73,5 kW. Die Sauerstoffproduktionsleistung liegt bei 2,1 kg O2/(kW·h). 　　Der verbleibende Schlamm wird aus dem Oxidationsbecken abgeleitet. In jedem Oxidationsbecken befindet sich eine Tauchpumpe, die den Schlamm in die Trocknungsanlage transportiert. Im laufenden Betrieb befindet sich der Oxidationsgraben in der Phase der verzögerten Belüftung; dadurch ist der Schlamm bereits nahezu stabilisiert. Die Menge an übrigem Schlamm ist sehr gering – im Grunde wird der Schlamm nur alle ein bis anderthalb Jahre abgeleitet. 3.6 Trocknungsfläche Die Trocknungsfläche umfasst insgesamt 10 Felder, die abwechselnd genutzt werden. Jedes Feld hat eine Größe von 10 m × 5 m. In diesen Feldern befinden sich Filtermaterialien aus Sand und Kies. Getrocknetes Schlamm wird abtransportiert und entsorgt, das Perkolat fließt zurück in die Sammelbecken. 3.7 Kontrollraum und Labor 　　Die Abmessungen des Kontrollraums betragen 3,3 m × 3,3 m. Das Labor der Abwasseranlage ist mit dem Labor für die Produktion zusammengelegt. 4 Tatsächliche Betriebsergebnisse Tabelle 2 zeigt einige Daten zu den Betriebsmessungen während der Inbetriebnahme und bei der Abnahmeprobe; die zu verarbeitende Wassermenge lag im Allgemeinen bei 2000–2500 m³/Tag. Tabelle 2: Qualität des Ein- und Auswassers im Abwasserbehandlungssystem – Datumsangaben, CODcr (mg/L), Farbintensität (Fach), pH-Wert
26. August 1997: 1389, 809, 4,23; 012591, 71,11, 3,76
27. August 1997: 2362, 919, 6,13; 762094, 71,25, 7,3
28. August 1997: 1203, 979, 1,92; 861594, 81,16, 7,7
17. September 1998: 2068, 689, 6,74; 831596, 91,25, 7,5
18. September 1998: 1939, 849, 5,74; 031596, 31,18, 7,6
19. September 1998: 2169, 789, 6,43; 701296, 81,20, 7,3

Aus Tabelle 2 geht hervor, dass die Konzentration von CODCr im Einwasser stark schwankt. Das Auswasser hingegen bleibt weiterhin innerhalb der zulässigen Werte. Das Aufbereitungsprojekt bestand am 17. September 1988 die Abnahmekontrollen durch die örtlichen Umweltbehörden. Alle Parameter des Abwassers entsprachen den Anforderungen der „Gesamtnormen für die Abgabe von Abwasser“ (GB8978–88) für die erste Klasse. 5 Haupttechnisch-wirtschaftliche Indikatoren Die Vergleich der wichtigsten technisch-wirtschaftlichen Indikatoren dieses Verarbeitungsverfahrens mit denen ähnlicher Anlagen von inländischen Herstellern zur Behandlung von Abwässern ist in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3: Vergleich der wichtigsten technisch-wirtschaftlichen Kennzahlen
Projekte zur Behandlung von Abwässern aus Textilfabriken: Jiaxing Tongxiang Qunhe Gas-Liquid Textilfabrik, Shantou Xinchang Textil- und Färbereifabrik
Wassermenge (t/d): 3000, 2000, 800
Investitionskosten pro Tonne Wasser (Yuan): 432,63, 313,44, 440
Kosten für die Wassernutzung pro Tonne Wasser (Yuan): 1442, 1567, 5500
Stromkosten pro Tonne Wasser (Yuan): 0,53, 0,62, 0,44
Kosten für Chemikalien pro Tonne Wasser (Yuan): 0,51, 0,92, 0,9
Bodenfläche pro Tonne Wasser (m²): 0,85, 0,61
Anforderungen an die Qualität des gereinigten Wassers: GB8978-SS-Niveau 1, GB8978-SS-Niveau 1, GB8978-SS-Niveau 2
Aus Tabelle 3 geht hervor, dass die Investitionskosten sowie die Betriebskosten (Stromkosten, Kosten für Chemikalien) bei diesem Behandlungsverfahren recht gering sind. Übernommen von Yijingshui-Website