劉 翊，曹安偉

(1.天津泰達(dá)新水源科技開(kāi)發(fā)有限公司 天津300457；2.南京神克隆科技有限公司 江蘇南京211100)

以生物制藥、化學(xué)材料、印染、化工、造紙等為代表的工業(yè)園區(qū)廢水高效深度處理是業(yè)內(nèi)研究的熱點(diǎn)。綜合工業(yè)園區(qū)廢水不但成分復(fù)雜，有毒物質(zhì)多，而且水量大、水質(zhì)不穩(wěn)定。經(jīng)二級(jí)處理后多為難降解有機(jī)物，可生化性差。對(duì)生化性較差的難降解有機(jī)物的處理，是工業(yè)廢水處理提標(biāo)升級(jí)公認(rèn)的難題[1]。

1 項(xiàng)目背景

天津市某開(kāi)發(fā)區(qū)污水廠一、二期工程設(shè)計(jì)處理水量為5萬(wàn)t/d，污水廠原深度處理采用氣浮+活性炭吸附脈沖澄清池+纖維轉(zhuǎn)盤濾池處理工藝，穩(wěn)定運(yùn)行一年，處理效果只能達(dá)到國(guó)家一級(jí)A標(biāo)的出水要求，對(duì)照天津市新地標(biāo)DB 12/599—2015《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中A標(biāo)的要求(地表類Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn))無(wú)法穩(wěn)定達(dá)標(biāo)[2]。污水廠經(jīng)過(guò)一年的三相催化氧化和兩級(jí)臭氧+炭砂濾池兩種高級(jí)氧化技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)中試，通過(guò)中試效果對(duì)比以及多次專家組評(píng)審，并結(jié)合兩種技術(shù)方案類似工程案例考察結(jié)果，最終選擇了三相催化氧化的工藝技術(shù)應(yīng)用于污水廠深度提標(biāo)改造。

2 工程進(jìn)出水指標(biāo)設(shè)計(jì)及工藝流程

2017 年污水廠生化二沉池出水作為本次提標(biāo)改造工程進(jìn)水水質(zhì)的設(shè)計(jì)依據(jù)，在此基礎(chǔ)上留有一定的余地。設(shè)計(jì)出水執(zhí)行天津市新地標(biāo)DB 12/599—2015《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中A標(biāo)準(zhǔn)，具體進(jìn)、出水指標(biāo)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 提標(biāo)改造工程進(jìn)、出水指標(biāo)設(shè)計(jì)Tab.1 Design of influent and effluent indexes for upgrading and reconstruction project 單位：mg/L

針對(duì)該工業(yè)園區(qū)污水廠廢水中難降解COD的處理[3]，本次提標(biāo)工程確定選用三相催化氧化工藝作為深度處理的主體工藝，具體工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 提標(biāo)改造工程工藝流程圖Fig.1 Flowchart of upgrading and reconstruction project

污水廠生化二沉池出水由提升泵提升至三相催化氧化反應(yīng)器，經(jīng)雙催化反應(yīng)器斷鏈開(kāi)環(huán)后進(jìn)入雙氧化反應(yīng)器，進(jìn)行催化氧化反應(yīng)、催化縮合反應(yīng)，把大部分有機(jī)物分解為二氧化碳、水或簡(jiǎn)單的小分子物質(zhì)；經(jīng)三相催化氧化反應(yīng)器處理后的水自流進(jìn)入調(diào)節(jié)穩(wěn)定池，在調(diào)節(jié)穩(wěn)定池內(nèi)將廢水中殘留的、難降解的、水溶性小分子污染物進(jìn)一步氧化，同時(shí)進(jìn)行催化縮合反應(yīng)，并形成一些可被絮凝的物質(zhì)，提高混凝性和沉降性，有利于后續(xù)固液分離；最后進(jìn)入污水廠脈沖澄清池進(jìn)行固液分離，出水可達(dá)標(biāo)排放。

3 工程構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

①提升池：提升污水以滿足后續(xù)處理流程豎向銜接的水力要求，尺寸為13.5m×9m×4.5m，有效容積為500m3，安裝提升泵3臺(tái)(2用1備)。

②三相催化氧化反應(yīng)器：廢水經(jīng)雙催化反應(yīng)器斷鏈開(kāi)環(huán)后又進(jìn)入雙氧化反應(yīng)器，進(jìn)行催化氧化反應(yīng)、催化縮合反應(yīng)，把大部分有機(jī)物分解為二氧化碳、水或簡(jiǎn)單的小分子物質(zhì)，尺寸為直徑3.5m、高12m，單座有效容積為110m3，安裝雙催化反應(yīng)器5座，雙氧化反應(yīng)器1座。

③調(diào)節(jié)穩(wěn)定池：經(jīng)三相催化氧化反應(yīng)器處理后的水自流進(jìn)入調(diào)節(jié)穩(wěn)定池，在調(diào)節(jié)穩(wěn)定池內(nèi)將廢水中殘留的、難降解的、水溶性小分子污染物進(jìn)一步氧化，同時(shí)進(jìn)行催化縮合反應(yīng)，并形成一些可被絮凝的物質(zhì)，提高混凝性和沉降性，有利于后續(xù)固液分離，確保出水COD、色度和總磷等達(dá)標(biāo)，尺寸為60m×24m×7.5m，有效容積為4200m3，安裝磁懸浮風(fēng)機(jī)2臺(tái)，1用1備。

④脈沖澄清池：經(jīng)完全反應(yīng)且調(diào)堿后進(jìn)入脈沖澄清池進(jìn)行固液分離，確保出水SS達(dá)標(biāo)，分為1座兩組，總尺寸25.7m×22m×4.65m，污泥層面積為440m2，污泥層沉降速率為3.1m/h，安裝鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)(1用1備)，真空泵2套。

4 工程調(diào)試運(yùn)行情況及經(jīng)濟(jì)分析

工程調(diào)試運(yùn)行情況：2017年11月，三相催化氧化深度處理系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)水加藥，開(kāi)機(jī)初期主要檢查加藥系統(tǒng)是否滲漏、自控系統(tǒng)是否穩(wěn)定。2018年1月正常調(diào)試后生化二沉池出水通過(guò)提升泵直接進(jìn)入三相催化氧化系統(tǒng)進(jìn)行處理。

三相催化氧化系統(tǒng)自開(kāi)機(jī)調(diào)試運(yùn)行以來(lái)已達(dá)標(biāo)穩(wěn)定運(yùn)行14個(gè)月左右，足以證明其具備處理效果好、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)一年多的調(diào)試運(yùn)行，針對(duì)污水廠不同水質(zhì)已摸索出較為經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行參數(shù)。

三相催化氧化工藝穩(wěn)定運(yùn)行后，該工程出水水質(zhì)優(yōu)于預(yù)期目標(biāo)。COD去除率高達(dá)50%以上、TP去除率高達(dá)99%以上，出水平均COD＜21mg/L、TP＜0.1mg/L、SS＜4mg/L、色度＜4倍，不僅達(dá)到天津市DB 12/599—2015《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中A標(biāo)的要求，而且有些指標(biāo)甚至優(yōu)于地表水IV類水標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié) 論

①三相催化氧化工藝在工業(yè)園區(qū)廢水提標(biāo)改造工程中去除難降解COD高效穩(wěn)定，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，COD去除率高達(dá)50%以上，出水水質(zhì)能夠達(dá)到且優(yōu)于天津市DB 12/599—2015《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的A標(biāo)準(zhǔn)。

②通過(guò)調(diào)整三相催化氧化運(yùn)行參數(shù)，利用廢酸代替濃硫酸可以降低一定的運(yùn)行費(fèi)用。