王紅麗，丁西明

（1.中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司天津分院，天津300192；2.中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津300074）

·設(shè)計(jì)與探討·

危險(xiǎn)廢物綜合處置場(chǎng)污水處理工藝設(shè)計(jì)

王紅麗1，丁西明2

（1.中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司天津分院，天津300192；2.中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津300074）

針對(duì)污水來(lái)源及水質(zhì)特點(diǎn)，將不同水質(zhì)污水分開(kāi)收集，分開(kāi)處理，處理后出水水質(zhì)達(dá)到GB/T 19923—2005城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)后回用，實(shí)現(xiàn)污水零排放。

危險(xiǎn)廢物；污水處理；NF/RO；零排放

由于危險(xiǎn)廢物具有有毒性、易燃易爆性、腐蝕性、反應(yīng)性、傳染性等危險(xiǎn)特性［1］，其流失和不合理處置對(duì)環(huán)境和人民群眾的身心健康將造成嚴(yán)重的危害和潛在威脅。根據(jù)國(guó)內(nèi)外危險(xiǎn)廢物綜合處置場(chǎng)的運(yùn)行實(shí)踐，危險(xiǎn)廢物主要采用的處理工藝有：①物理/化學(xué)處理；②穩(wěn)定化/固化處理；③焚燒處理；④安全填埋處理。每種工藝產(chǎn)生的污水水質(zhì)差異很大，加上處理的危險(xiǎn)廢物種類(lèi)繁多，造成危險(xiǎn)廢物綜合處置場(chǎng)污水具有水質(zhì)水量變化大、污染物成分復(fù)雜、處理難度大的特點(diǎn)，而目前國(guó)內(nèi)環(huán)評(píng)對(duì)于危險(xiǎn)廢物處置項(xiàng)目的二次污染處理要求越來(lái)越嚴(yán)，且危廢處理項(xiàng)目選址一般遠(yuǎn)離市區(qū)，靠近人煙稀少的山區(qū)，附近沒(méi)有接納污水的市政管網(wǎng)，造成危險(xiǎn)廢物綜合處置場(chǎng)污水處理零排放的呼聲越來(lái)越高。筆者以國(guó)內(nèi)某危險(xiǎn)廢物處置場(chǎng)污水處理工程為例，從污水水質(zhì)、處理工藝及污水處理零排放等方面進(jìn)行分析和探討，以期為同類(lèi)項(xiàng)目的建設(shè)提供借鑒和參考。

1 污水來(lái)源及污水水質(zhì)

1.1 污水來(lái)源及污水特點(diǎn)分析

危險(xiǎn)廢物綜合處置場(chǎng)產(chǎn)生的污水主要由工藝排水（焚燒工藝排水、物化工藝排水及安全填埋場(chǎng)的滲瀝液）、沖洗排水（沖洗地面、車(chē)輛、收集容器）、化驗(yàn)排水、初期雨水以及生活污水等組成。

1）焚燒工藝排水：焚燒工藝主要處理廢礦物油、有機(jī)溶劑等熱值較高的危險(xiǎn)廢物以及含可燃成分較多的廢渣等，其排水主要來(lái)自于濕法脫酸洗滌塔排水，還有部分來(lái)自于刮板出渣機(jī)排水、鍋爐排污以及軟化水站排污等，該工藝排水主要含較高濃度鹽分，以及部分COD、BOD。

2）物化工藝排水：物化工藝主要處理含重金屬?gòu)U液、廢酸、廢堿、廢乳化液以及含氰廢液等含水率高，熱值低，不能直接填埋的危險(xiǎn)廢物，其排水主要來(lái)自于氧化、還原、中和等物化反應(yīng)后的廢水，該工藝排水含高濃度的COD、BOD和鹽分，以及部分廢油類(lèi)污染物。

3）安全填埋場(chǎng)滲瀝液：安全填埋場(chǎng)主要接納熱值比較低的，不適宜采用其他方式處理的廢物，以及焚燒工藝產(chǎn)生的廢渣，固化工藝產(chǎn)生的固化塊等。填埋場(chǎng)滲瀝液污染物濃度較高，主要為COD、重金屬等。

4）收集容器沖洗水：危險(xiǎn)廢物運(yùn)輸車(chē)輛卸料后容器必須沖洗才能再次使用。沖洗容器廢水中主要含有石油類(lèi)、懸浮物、重金屬、有機(jī)物等。

5）洗車(chē)廢水：由于危廢運(yùn)輸均是采用桶裝容器運(yùn)輸，車(chē)輛比較干凈，洗車(chē)廢水含少量懸浮物。

6）地面沖洗水：生產(chǎn)中的污染物拋灑、泄露和煙氣污染物在車(chē)間內(nèi)的沉降，車(chē)間地面沖洗排水含有部分懸浮物和少量重金屬。

7）化驗(yàn)排水：由于化驗(yàn)室的特點(diǎn)，造成此部分水量復(fù)雜多變，污染物濃度較高，廢水中的污染物主要為COD、重金屬、石油類(lèi)、病毒性物質(zhì)等。

8）初期雨水：根據(jù)相關(guān)規(guī)范，處置場(chǎng)初期雨水須經(jīng)過(guò)處理才能外排。在廠內(nèi)設(shè)置初期雨水收集池，雨水收集后送污水處理站處理達(dá)標(biāo)后才能外排。該部分污水含有部分懸浮物和少量重金屬。

9）生活污水：場(chǎng)內(nèi)與生產(chǎn)無(wú)關(guān)的排水，包括食堂、辦公、淋浴、宿舍、廁所排水。主要污染物為有機(jī)污染物，這部分廢水適宜于生物降解。

1.2 污水水質(zhì)預(yù)測(cè)

由于危廢處理工藝不同，所產(chǎn)生的污水水質(zhì)差異較大，不同來(lái)源的污水水質(zhì)預(yù)測(cè)如表1所示。

表1 污水水質(zhì)預(yù)測(cè)結(jié)果mg/L

2 污水處理工藝的確定

危廢處置場(chǎng)污水水質(zhì)復(fù)雜，除含有有機(jī)物外，還含有重金屬離子，采用單一的生化處理工藝很難處理達(dá)標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)典型的危廢處置場(chǎng)污水處理工藝有：①氣浮+氧化還原+曝氣生物濾池+砂濾/活性炭過(guò)濾器［2］；②氣浮+氧化還原+膜生物反應(yīng)器［3］。上述2種典型工藝在國(guó)內(nèi)均有運(yùn)行案例，處理出水均能達(dá)到相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。但是隨著危廢種類(lèi)的日益增多，產(chǎn)生的污水含鹽量增加，如焚燒工藝產(chǎn)生的排水TDS高達(dá)18 000 mg/L，如要達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)，后端須增加深度處理工藝——NF/RO。

采用NF/RO深度處理工藝，能夠確保處理出水達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)，但是又產(chǎn)生了難以處理的濃縮液。濃縮液處理目前在國(guó)內(nèi)尚無(wú)成功運(yùn)行案例，并且處理運(yùn)行費(fèi)用及總投資較高。根據(jù)危廢處置場(chǎng)的用水特點(diǎn)，固化工藝用水對(duì)水質(zhì)要求不高，可采用濃縮液，但是用水量不大，因此工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須盡量減少濃縮液的產(chǎn)生量。

通過(guò)危廢處置場(chǎng)污水來(lái)源及水質(zhì)分析可以看出，有機(jī)物濃度及含鹽量均較高的污水只有焚燒排水、物化排水、填埋場(chǎng)滲瀝液以及收集容器沖洗排水，其他廢水如地面沖洗水、初期雨水等有機(jī)物和含鹽量均較低。如果將所有污水統(tǒng)一收集，統(tǒng)一處理，勢(shì)必增加污水處理總投資和濃縮液產(chǎn)生量。為了盡量減少項(xiàng)目總投資和濃縮液產(chǎn)生量，針對(duì)不同水質(zhì)污水分開(kāi)收集，分開(kāi)處理，盡量減少NF/RO進(jìn)水量，進(jìn)而減少濃縮液產(chǎn)生量。

根據(jù)污水來(lái)源及水質(zhì)將整個(gè)污水系統(tǒng)分3套工藝線處理。第1套工藝系統(tǒng)處理填埋場(chǎng)滲瀝液、物化、焚燒、收集容器沖洗、化驗(yàn)排水，第2套工藝系統(tǒng)處理洗車(chē)排水、地面沖洗排水以及初期雨水，第3套工藝系統(tǒng)處理生活污水。3套處理工藝流程如圖1所示。填埋場(chǎng)滲瀝液、物化、焚燒、收集容器沖洗、化驗(yàn)排水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，經(jīng)均和水質(zhì)水量后進(jìn)入氣浮池去除油類(lèi)和懸浮物，然后由泵送入還原反應(yīng)池、中和反應(yīng)池和絮凝沉淀池，依次投加HCl、FeSO4、NaOH、PAC、PAM，去除六價(jià)鉻和其他二價(jià)金屬離子，以及SS和色度。沉淀后出水由泵送入內(nèi)置式MBR系統(tǒng)，MBR系統(tǒng)由缺氧池、好氧池和超濾膜池3格組成，去除可生化降解有機(jī)物，用膜分離技術(shù)（超濾）替代了常規(guī)生化工藝的二沉池，實(shí)現(xiàn)固液分離。MBR系統(tǒng)出水經(jīng)過(guò)NF/RO系統(tǒng)進(jìn)一步去除有機(jī)物及溶解性總固體，處理出水進(jìn)入回用水池，經(jīng)過(guò)消毒后回用，NF/RO濃縮液回用到固化車(chē)間用水點(diǎn)。該條工藝系統(tǒng)物化處理單元工作時(shí)間每天8 h，生化處理單元工作時(shí)間每天24 h。

圖1 污水處理工藝流程

洗車(chē)廢水、地面沖洗排水首先也進(jìn)入調(diào)節(jié)池，經(jīng)均和水質(zhì)水量后由泵送入還原反應(yīng)池、中和反應(yīng)池和絮凝沉淀池，依次投加HCl、FeSO4、NaOH、PAC、PAM，去除六價(jià)鉻和其他二價(jià)金屬離子，以及SS和色度。沉淀后出水送入砂濾器，進(jìn)一步去除SS和色度后進(jìn)入回用水池，加氯消毒回用。該條工藝系統(tǒng)正常情況下工作時(shí)間每天2～4 h，在有初期雨水情況下，工作時(shí)間每天24 h。

生活污水經(jīng)過(guò)化糞池后進(jìn)入集水井，通過(guò)泵提升至生活污水一體化處理設(shè)施去除大部分有機(jī)物，處理出水經(jīng)過(guò)混凝沉淀過(guò)濾后進(jìn)入回用水池，加氯消毒回用。

3 污水處理工藝設(shè)計(jì)

3.1 污水量

國(guó)內(nèi)某危險(xiǎn)廢物處置場(chǎng)危廢處理工藝主要有焚燒、物化、填埋以及固化。其污水產(chǎn)生量如表2所示。

表2 某危險(xiǎn)廢物處理場(chǎng)污水量統(tǒng)計(jì)m3/d

按照第3節(jié)污水分系統(tǒng)處理的原則，第1套工藝系統(tǒng)處理水量60 m3/d，第2套工藝系統(tǒng)處理水量20 m3/d（有初期雨水時(shí)182 m3/d），第3套工藝系統(tǒng)處理水量8.0 m3/d。

3.2 主要建（構(gòu)）筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

1）調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)池設(shè)2座，停留時(shí)間為24 h，有效容積分別為70m3和25m3，材質(zhì)為鋼筋混凝土，內(nèi)襯玻璃鋼。池內(nèi)各設(shè)1臺(tái)潛水?dāng)嚢铏C(jī)，N=1.5kW；1臺(tái)寬為0.6 m的回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)，N=1.5 kW；2臺(tái)潛水泵（1用1備），Q=10m3/h，H=18m，N=1.5kW。

2）氣浮池：采用1臺(tái)鋼制CAF渦凹?xì)飧](méi)備，處理能力為10m3/h，長(zhǎng)為3.05m，寬為1.23m，有效水深為1.23 m，材質(zhì)為鋼襯PE。

3）還原反應(yīng)池：還原反應(yīng)池設(shè)2座，材質(zhì)為鋼筋混凝土，內(nèi)襯玻璃鋼，反應(yīng)時(shí)間按30～60 min計(jì)，有效容積為4.5 m3，池內(nèi)各設(shè)攪拌機(jī)1臺(tái)，N=4.0 kW。

4）中和反應(yīng)池：中和反應(yīng)池設(shè)2座，材質(zhì)為鋼筋混凝土，內(nèi)襯玻璃鋼，反應(yīng)時(shí)間按30～60 min計(jì)，有效容積為4.5 m3，池內(nèi)各設(shè)攪拌機(jī)1臺(tái)，N=4.0 kW。

5）混合反應(yīng)池：混合反應(yīng)池設(shè)2座，材質(zhì)為鋼筋混凝土，內(nèi)襯玻璃鋼，反應(yīng)時(shí)間按小于30 min計(jì)，有效容積為2.85 m3，池內(nèi)各設(shè)攪拌機(jī)1臺(tái)，N=4.0 kW。

6）絮凝沉淀池：絮凝沉淀池設(shè)2座，采用斜板沉淀池，材質(zhì)為鋼筋混凝土，內(nèi)襯玻璃鋼，沉淀池表面水力負(fù)荷1.0 m3/（m2·h），每座沉淀池分2格，每格尺寸2.0 m×2.0 m×3.3 m，其中泥斗深度1.4 m，斜板凈距80 mm，斜板長(zhǎng)度1.0 m，水平傾角為60°。

7）中間水池：中間水池設(shè)3座，分別用于儲(chǔ)存第1套和第2套工藝系統(tǒng)絮凝沉淀池出水，以及生化池出水，有效容積均為48 m3，材質(zhì)為鋼筋混凝土，內(nèi)襯玻璃鋼，每座中間水池配套干式泵2臺(tái)（1用1備），Q=10 m3/h，H=18 m，N=2.2 kW。干式泵放置于污水處理車(chē)間。

8）內(nèi)置式MBR系統(tǒng)：內(nèi)置式MBR系統(tǒng)由缺氧池、好氧池及MBR膜池組成，污泥濃度6～8 g/L，污泥產(chǎn)率系數(shù)0.25kg，混合液回流比200%～500%［4］，水力停留時(shí)間缺氧池為1d，好氧池3d，缺氧池，好氧池及MBR膜池有效容積分別為49、210、56m3，缺氧池內(nèi)設(shè)1臺(tái)潛水?dāng)嚢铏C(jī)，N=1.5kW，好氧池內(nèi)設(shè)曝氣器90套，MBR膜池內(nèi)設(shè)22支浸入式膜組件，單支膜面積22 m2，超濾膜通量采用11 L/（m2·h），配套鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)（1用1備），Q=8.37m3/min，H=5m，N=11 kW，回流泵1臺(tái)，Q=20 m3/h，H=10 m，N=1.0 kW。

9）NF/RO系統(tǒng)：NF膜和RO膜設(shè)計(jì)膜通量均為15 L/（m2·h），經(jīng)計(jì)算過(guò)濾所需膜面積185 m2，采用5支NF膜和RO膜，單膜面積均為37 m2/支。

10）砂濾器：選用2臺(tái)鋼制過(guò)濾器，采用石英砂濾料，尺寸?1 200 mm×2 400 mm（有效高度），過(guò)濾面積1.13 m2。

11）生活污水一體化處理設(shè)施：選用1臺(tái)半地下式生活污水一體化處理設(shè)施，Q=10 m3/h，功率（4.0+1.1）kW，材質(zhì)Q235A和玻璃鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)。

12）污泥池：污泥池有效容積48 m3，材質(zhì)為鋼筋混凝土，內(nèi)襯玻璃鋼，池內(nèi)設(shè)1臺(tái)潛水?dāng)嚢铏C(jī)，N=1.5 kW。配套氣動(dòng)隔膜泵2臺(tái)（1用1備），Q=10 m3/h，H=50 m，板框脫水機(jī)1臺(tái)，過(guò)濾面積50 m2，N=4.0 kW。

13）回用水池：回用水池有效容積105 m3，材質(zhì)為鋼筋混凝土，內(nèi)襯玻璃鋼，配套回用水泵2臺(tái)（1用1備），Q=18 m3/h，H=30 m，N=3.0 kW（變頻控制），二氧化氯發(fā)生器1套，Q=100 g/h，N=0.5 kW。

14）濃縮液池：濃縮液池有效容積48 m3，材質(zhì)為鋼筋混凝土，內(nèi)襯玻璃鋼，配套濃縮液泵2臺(tái)（1用1備），Q=6 m3/h，H=30 m，N=1.5 kW。

15）污水處理車(chē)間：污水處理車(chē)間平面尺寸為35.20 m×10.80 m，層高5.40 m，框架結(jié)構(gòu)。主要包括NF/RO膜車(chē)間、污泥脫水機(jī)房、鼓風(fēng)機(jī)房及泵房、消毒間、加藥間、配電間、控制室、值班室等。

工程設(shè)計(jì)中將還原反應(yīng)池、中和反應(yīng)池、混合反應(yīng)池以及絮凝沉淀池合建，將中間水池、MBR池、污泥池、回用水池以及濃縮液池合建，以節(jié)省占地，使污水處理站布局更加緊湊合理。

4 回用水及濃縮液去向

采用上述工藝處理后的廢水，出水水質(zhì)可達(dá)到GB/T 19923—2005城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，回用水可用于場(chǎng)區(qū)內(nèi)沖洗地面，汽車(chē)及收集容器，澆灑道路，綠化，焚燒工藝濕法脫酸洗滌塔用水等，濃縮液回用于固化車(chē)間用水，實(shí)現(xiàn)污水處理零排放。

5 結(jié)論

1）根據(jù)危廢處置場(chǎng)污水來(lái)源及水質(zhì)特點(diǎn)，將不同水質(zhì)污水分開(kāi)收集，分開(kāi)處理，盡量減少NF/RO進(jìn)水量，進(jìn)而減少濃縮液產(chǎn)生量。

2）采用3套處理工藝系統(tǒng)確保污水處理出水水質(zhì)達(dá)到GB/T19923—2005要求。

3）處理達(dá)標(biāo)后出水回用于場(chǎng)區(qū)沖洗地面，汽車(chē)及收集容器，澆灑道路，綠化，焚燒工藝濕法脫酸洗滌塔用水等，濃縮液回用于固化車(chē)間用水，真正意義上實(shí)現(xiàn)污水處理零排放。

［1］謝亨華，鄧志文，魏娜．工業(yè)危險(xiǎn)廢物處理與處置工程的設(shè)計(jì)實(shí)踐［J］．有色冶金設(shè)計(jì)與研究，2003，24（3）：78-81．

［2］王琦，劉淑玲，黃之全．危險(xiǎn)廢物處置場(chǎng)的廢水處理工程設(shè)計(jì)［J］．中國(guó)給水排水，2007，23（22）：35-37．

［3］馬東兵，岳崢，曲衛(wèi)國(guó)，等．氣浮/還原/絮凝沉淀/MBR/炭濾處理危廢處置廢水［J］．中國(guó)給水排水，2013，29（12）：86-88．

［4］葉雅麗，尹愛(ài)瓊，陳舉烽，等．氧化還原+生化處理工藝處理危險(xiǎn)廢物處置場(chǎng)廢水［J］．環(huán)境工程，2014，32（S）：141-143．

Process Design of Wastewater Treatment in the Hazardous Waste Comprehensive Disposal Site

Wang Hongli1，Ding Ximing2
（1.Tianjin Branch of China Urban Construction Design&Research Institute Co.Ltd.，Tianjin300192；2.North China Municipal Engineering Design&Research Institute Co.Ltd.，Tianjin300074）

According to the sources of wastewater and water quality characteristics，the sewage of the different water quality was collected and treated separately.The quality of effluent after treatment can meet the requirements of the Reuse of Urban Recycling Water--Water Quality Standard for Industrial Uses（GB/T 19923—2005）and reuse，which can achieve zero discharge ofwastewater.

hazardouswaste；wastewater treatment；NF/RO；zero discharge

X703

B

1005-8206（2017）02-0033-04

王紅麗（1984—），工程師，主要從事給排水設(shè)計(jì)及規(guī)劃。

E-mail：wanghongli_1984@163.com。

2016-10-20