卜丹丹

（南京大學(xué)鹽城環(huán)保技術(shù)與工程研究院江蘇鹽城224002）

某鹽化工園區(qū)廢水處理工程實(shí)例

卜丹丹

（南京大學(xué)鹽城環(huán)保技術(shù)與工程研究院江蘇鹽城224002）

蘇北某鹽化工園區(qū)主要以精細(xì)化工及鹽化工為主，廢水量4000t/d~5500t/d，成分復(fù)雜，氯離子含量高，采用“水解酸化-A/O-芬頓-生物濾池”的工藝進(jìn)行處理。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，在進(jìn)水COD、氨氮、總磷平均濃度分別為300mg/L，24mg/L，4.5mg/L，相應(yīng)出水平均值為54.5mg/L，6.7mg/L，0.35mg/L。其出水水質(zhì)達(dá)到GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)的要求。本文介紹了工藝流程設(shè)計(jì)和調(diào)試運(yùn)行，給出了主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)。

鹽化工園區(qū)；廢水處理；工程實(shí)例

蘇北某市的化工園區(qū)，入駐有30多家化工企業(yè)，產(chǎn)業(yè)大體分為精細(xì)化工、鹽化工、有色金屬、機(jī)械加工及食品加工等。園區(qū)內(nèi)化工企業(yè)排放的廢水水質(zhì)復(fù)雜，大多具有高有機(jī)物、高鹽度、有毒物質(zhì)含量高、水質(zhì)水量變化大、可生化性差等特點(diǎn)，屬典型的有機(jī)有毒有害難降解的工業(yè)廢水[1-3]。企業(yè)排放的廢水經(jīng)廠內(nèi)預(yù)處理達(dá)到接管標(biāo)準(zhǔn)后排入化工園區(qū)污水處理廠進(jìn)行集中處理[4-6]，這是目前所提倡的工業(yè)廢水集中處理方為實(shí)現(xiàn)園區(qū)污水的集中處理，該化工園區(qū)于2014年建成日處理能力7500m3/d的污水處理廠，將化工園區(qū)污水統(tǒng)一治理，達(dá)標(biāo)排放。該工程采用“水解酸化-A/O-芬頓-生物濾池”工藝，出水符合GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)B的排放要求。

1 設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn)

各企業(yè)進(jìn)水采取“一企一管”方式進(jìn)水，目前進(jìn)水量在4000 m3～5500m3左右，其中一家生產(chǎn)癸二酸及環(huán)氧氯丙烷的企業(yè)的水量占污水廠總進(jìn)水量的60%。主要的進(jìn)水污染物質(zhì)為COD、總氮、總磷、全鹽量。大部分企業(yè)原水含鹽量較高，其中氯離子占主導(dǎo)地位。園區(qū)根據(jù)實(shí)際情況自定進(jìn)水接管標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。廢水經(jīng)處理后出水水質(zhì)要求達(dá)到GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

表1 園區(qū)污水處理廠接管標(biāo)準(zhǔn)（單位：mg/L，pH無量綱）

2 工藝流程

因?yàn)楦啕}為園區(qū)廢水不可生化的重要因素，為將生化不能降解的有機(jī)物進(jìn)一步去除，在生化段后加一深度處理工藝，用芬頓氧化進(jìn)一步分解水中污染物，并且通過生物濾池進(jìn)一步去除，所以污水廠的主要工藝為“水解酸化-A/O-芬頓-生物濾池”。

圖1 工藝流程圖

園區(qū)企業(yè)生產(chǎn)廢水經(jīng)過企業(yè)預(yù)處理后通過“一企一管”排入污水廠收集調(diào)節(jié)池，進(jìn)行均質(zhì)均量后通過提升泵將廢水提升至水解酸化池，水解酸化是將復(fù)雜的大分子、不溶性有機(jī)物先在細(xì)胞外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機(jī)物，然后滲入細(xì)胞體內(nèi)，分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)酸、醇、醛類等[7]，便于好氧階段降解的小分子有機(jī)物。通過兼氧微生物的生物降解去除一部分COD后進(jìn)入一沉池，一沉池經(jīng)過泥水分離后進(jìn)入A/O池，在A/O池內(nèi)進(jìn)行生化處理，通過生化工藝可去除廢水中大部分COD和部分氨氮。A/O池出水經(jīng)過二沉池進(jìn)入芬頓氧化池，通過投加Fenton試劑氧化廢水中難生化降解物質(zhì)，有機(jī)物經(jīng)過Fenton氧化降解后，廢水COD得到大幅削減，BOD5/COD也有很大程度地改善，有利于生物濾池的運(yùn)行，生物濾池兼具生化和過濾的作用，可以有效降低出水中的有機(jī)物和SS濃度，是出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的把關(guān)措施。

3 主要構(gòu)筑物和設(shè)備

3.1 調(diào)節(jié)池與事故池

調(diào)節(jié)池與事故池合建，規(guī)格與設(shè)備相同，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?？傆行莘e為10986m3（47.9m×41.7m×6.0m），有效水深5.5m，調(diào)節(jié)池水力停留時(shí)間17.6h;調(diào)節(jié)池與事故池共配有攪拌器8臺(tái)(調(diào)節(jié)池4臺(tái)，事故池4臺(tái))，單臺(tái)功率為10kW；提升泵8臺(tái)（調(diào)節(jié)池4臺(tái)，2臺(tái)功率11k，2臺(tái)功率18.5kW；事故池4臺(tái)，2臺(tái)功率11kW，2臺(tái)功率18.5kW）；超聲波液位計(jì)2臺(tái)；電磁流量計(jì)1臺(tái)；在線pH計(jì)2臺(tái)；COD在線監(jiān)測儀2臺(tái)。

3.2 水解酸化池

有效容積為5960m3（39.6m×21.5m×7.5m），有效水深為7.0m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，水力停留時(shí)間為19.0h。分三格合建，采用穿孔曝氣攪拌。配有ORP2臺(tái)，MLSS2臺(tái)。

3.3 一沉池

有效容積1809m3（Φ24.0m×4.5m），有效水深4.0m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，水力停留時(shí)間5.8h，表面負(fù)荷0.69m3/m2·h。污泥泵2臺(tái)，1用1備，單臺(tái)功率11kW;周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)1臺(tái)，電機(jī)功率0.55kW。另配超聲波泥水界面儀1臺(tái)。

3.4 A/O池

有效容積15762m358.9m×44.6m×6.5m）,有效水深6.0m,鋼筋混凝土建構(gòu)，水力停留時(shí)間50.4h。A段設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)16臺(tái)，單臺(tái)功率2.2kW，ORP在線監(jiān)測儀2套，MLSS儀2套。O段設(shè)消化液內(nèi)回流泵6臺(tái)，單臺(tái)功率4kW，DO在線監(jiān)測儀2套，MLSS在線監(jiān)測儀1套。

3.5 二沉池

有效容積2123m3（Φ26.0m×4.5m），有效水深4.0m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),表面負(fù)荷0.59m3/m2·h。全橋式周邊傳動(dòng)吸泥機(jī)一臺(tái)，電機(jī)功率0.75kW；污泥回流泵2臺(tái)，1用1備，單臺(tái)功率11kW；排泥泵2臺(tái)，1用1備，單臺(tái)功率5.5kW；超聲波泥水界面儀1臺(tái)。

3.6 芬頓氧化池

有效容積2144m3（26.8m×20.0m×4.5m），有效水深4.0m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，水力停留時(shí)間6.9h，底部設(shè)穿孔曝氣管。配有硫酸加藥罐2個(gè)（φ2.5m×3.0m），硫酸計(jì)量泵2臺(tái)，1用1備；雙氧水加藥罐2個(gè)（φ2.5m×3.0m），雙氧水計(jì)量泵2臺(tái)，1用1備；液堿加藥罐2個(gè)（φ2.5m×3.0m），液堿計(jì)量泵2臺(tái)，1用1備；PAM自動(dòng)加藥裝置1套；漿式攪拌機(jī)6臺(tái)，單臺(tái)功率5.5kW；框式攪拌機(jī)2臺(tái)，單臺(tái)功率2.2kW；框式攪拌機(jī)2臺(tái)，單臺(tái)功率1.5kW。硫酸亞鐵加藥池2個(gè)，有效容積10m3（2.5m×2.5m×1.9m），混凝土結(jié)構(gòu)，有效深度1.6m。硫酸亞鐵計(jì)量泵2臺(tái)，1用1備，單臺(tái)功率0.75kW。pH計(jì)2臺(tái)。

3.7 混凝沉淀池

有效容積2123m3（φ26.0m×4.5m），有效水深4.0m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，表面負(fù)荷0.59m3/m2·h。中心傳動(dòng)刮泥機(jī)1臺(tái)，電機(jī)功率0.75kW；排泥泵2臺(tái)，1用1備，單臺(tái)功率11kW；超聲波泥水界面儀1臺(tái)。

3.8 生物濾池

兩組并列合建，有效容積2767m3（52.8m×13.1m×4.5m），有效水深4.0m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，水力停留時(shí)間8.9h;池內(nèi)玻璃鋼格柵板中間裝有聚氨酯彈性填料1300m3；池內(nèi)曝氣器2560個(gè)；DO儀，2臺(tái)。

4 調(diào)試與運(yùn)行

根據(jù)工藝情況，調(diào)試的重點(diǎn)為水解酸化池、A/O池、芬頓氧化池、生物濾池。

4.1 水解酸化池與A/O池的調(diào)試

水解酸化池與A/O池的調(diào)試同時(shí)進(jìn)行，根據(jù)水解池厭氧情況調(diào)試時(shí)間約為1個(gè)月。接種污泥來自生活污水處理廠剩余污泥，含水率為80%。水解酸化池共投加污泥100t，A/O池投加污泥300噸，調(diào)試用水為一家企業(yè)生產(chǎn)廢水，COD約為200 mg/L～300mg/L，氨氮4mg/L～6mg/L,總磷2mg/L左右。投加完畢后水解酸化池與A/O池開啟風(fēng)機(jī)攪拌，控制水解酸化池內(nèi)ORP＜-250mv，A/O池內(nèi)溶解氧3mg/L～5mg/L，適當(dāng)補(bǔ)充池內(nèi)營養(yǎng)源，當(dāng)COD低于200mg/L，通過投加大糞與面粉提高污泥活性與生存。水解池根據(jù)ORP與表觀水質(zhì)情況是否發(fā)黑發(fā)臭進(jìn)行判定調(diào)試是否成熟。A/O池每天檢測COD、氨氮、總磷，并進(jìn)行鏡檢，當(dāng)鏡檢發(fā)現(xiàn)大量菌膠團(tuán)，并有鐘蟲、鞭毛蟲等原生生物或輪蟲、線形蟲等后生生物出現(xiàn)，并且有機(jī)物的去除率達(dá)到50%以上時(shí)，污泥培養(yǎng)即為成功。根據(jù)水解池的調(diào)試情況少量進(jìn)水，進(jìn)水COD以不高于500mg/L為宜，前兩次進(jìn)水量為設(shè)計(jì)水量的1/10，根據(jù)有機(jī)物降解情況逐漸增加進(jìn)水量，每天鏡檢，并控制有毒物質(zhì)進(jìn)入，以防污泥膨脹。SV30控制在30%左右。

4.2 芬頓池的調(diào)試

芬頓池屬于化學(xué)處理工藝。主要物料及濃度為：液堿30%，雙氧水27.5%，濃硫酸65%，硫酸亞鐵純度90%以上，PAM陰離子。調(diào)試過程中控制pH值在3.5左右，在保證出水達(dá)標(biāo)的情況下硫酸亞鐵的質(zhì)量與雙氧水的體積比值小于4:1，調(diào)堿時(shí)pH值可稍高，8.5左右，可充分消耗水中雙氧水。

4.3 生物濾池的調(diào)試

生物濾池的調(diào)試過程主要對大孔載體進(jìn)行掛膜，以及調(diào)整設(shè)備和工藝運(yùn)行參數(shù)，使其達(dá)到最佳狀態(tài)。調(diào)試溫度在15℃以上對掛膜較為有利。

生物濾池內(nèi)投加的是高效微生物，調(diào)試用水為CODcr濃度低于150mg/L的生活污水與少量生產(chǎn)用水。掛膜期間控制風(fēng)量，低曝氣量運(yùn)行，悶曝2天后換水，反復(fù)3～4次，觀察大孔載體的生物膜附著情況，同時(shí)檢測水質(zhì)變化，直至生物濾池出水水質(zhì)穩(wěn)定表明掛膜成功。掛膜成功后進(jìn)一步增加水力負(fù)荷與曝氣負(fù)荷，對生物膜進(jìn)行馴化，避免因水力負(fù)荷的突然增加對尚未完全成熟的生物膜造成不利影響[8]。水力負(fù)荷與曝氣負(fù)荷根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測情況逐漸增加直至滿負(fù)荷運(yùn)行，調(diào)試即為成功。

5 運(yùn)行效果

為檢測系統(tǒng)的運(yùn)行效果，在調(diào)節(jié)池、一沉池、二沉池、混凝沉淀池、排放池設(shè)置取樣點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，經(jīng)過持續(xù)3個(gè)月的跟蹤檢測，結(jié)果如表2所示。

表2 主要處理單元進(jìn)出水水質(zhì)

從表2可以看出，采用“水解酸化-A/O-芬頓-生物濾池”的工藝進(jìn)行處理鹽化工園區(qū)的工業(yè)廢水可有效去除水中COD、氨氮、SS、BOD、色度等，處理后的水質(zhì)指標(biāo)明顯低于GB18918-2002中一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。

6 經(jīng)濟(jì)分析

該工程總投資9500萬元（包括土建、安裝、調(diào)試費(fèi)用），系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用（包括人工、藥劑、電費(fèi)、污泥處置、運(yùn)行維護(hù)、管理等費(fèi)用）2000萬元左右，日處理費(fèi)用約5萬元，噸水處理成本折合10元/m3。

7 結(jié)語

7.1 “水解酸化-A/O-芬頓-生物濾池”工藝對鹽化工園區(qū)中COD、氨氮、色度等的去除效果較明顯，出水水質(zhì)明顯高于GB18918-2002中一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)的要求，采用該工藝處理鹽化工園區(qū)有機(jī)物及色度是可行的。

7.2 采用“芬頓”等強(qiáng)氧化方法對A/O池內(nèi)活性污泥無法降解的有機(jī)物進(jìn)行分解，并且經(jīng)過生物濾池進(jìn)一步去除，能適應(yīng)園區(qū)內(nèi)不同企業(yè)水質(zhì)水量的變化。

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[2]唐景春,王敏,鄭先強(qiáng),等.化工園區(qū)污水特征分析及生物毒性研究[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2012，28（1）:20-24.

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卜丹丹（1982—），女，漢族，山東日照人，助理工程師，本科，主要從事水處理工作。