楊 娟,陳欣超,韓 亮,童 波
(江蘇三一環(huán)境科技有限公司,湖南 長沙 410000)
西北某危險廢物處置中心,接收的危廢類型包括:病毒性類;有毒、劇毒類;可燃、易燃類;腐蝕性類和化學反應性類廢物。處置方式包括焚燒處理、物化處理、固化/穩(wěn)定化處理、填埋處理[1~3]。危險廢物處理處置過程中產(chǎn)生的污水及滲濾液中含有大量的Cr6+、Pb2+、Hg、Ba2+、Zn2+等重金屬離子,其中Cr6+屬劇毒、強致突變物質(zhì),汞可導致神經(jīng)中樞失調(diào),過量的鉛、鋇、鋅也會對人體有毒害作用[4~6],所以,若該危險廢物處置中心的生產(chǎn)廢水不經(jīng)處理而直接排入自然環(huán)境,必將造成極大的污染。現(xiàn)以該危險廢物處置中心為案例,探索原水水質(zhì)、出水標準、處理工藝、處理效果、回用方式、建構(gòu)筑物、主要設備、管道材質(zhì)等,以期為我國類似生產(chǎn)污水的處理提供有益經(jīng)驗。
西北某危廢處置中心產(chǎn)生的污水主要有車間地面沖洗水、運輸車輛沖洗水、化驗室排水、焚燒車間設備排水、物化處理車間排水、填埋場滲濾液和生活污水等。生產(chǎn)污水中含有大量Cr6+、Pb2+、Hg、Zn2+等重金屬離子和COD、油類等污染物。
1.化驗室廢水?;炇乙驗槠鋵傩蕴攸c,造成此部分水質(zhì)水量復雜多變,主要含重金屬、COD、石油類、病毒性物質(zhì)等。
2.處置場沖洗水。由于運輸中的拋灑和煙氣污染物進入大氣后的擴散沉降,場內(nèi)道路、場地沖洗排水,含有大量懸浮物和少量重金屬。
3.洗車廢水。危險廢物運輸車輛卸料后、離場前必須沖洗,還有場內(nèi)運輸車輛及包裝桶的清洗,可以采用回用水進行沖洗。廢水中主要含有懸浮物、石油類、重金屬、有機物等。
4.初期雨水。該部分污水含有少量重金屬和大量懸浮物,其水質(zhì)與沖洗地面排水相似,可以將廠區(qū)化驗不合格的初期雨水與生產(chǎn)廢水合并處理。
5.處理工藝廢水。固化設備等清洗水以及部分廢油自然存放分層后排出的廢水,這部分水主要含有重金屬、石油類和少量有機物。
6.堆存物料排水。進場物料堆存或包裝不當時,將造成廢水的外溢,這部分水量、水質(zhì)與管理水平相關,變化大、濃度高。在半固、液態(tài)危險廢物存放區(qū)域設置相應的集水池分類收集。
7.外來廢液。對于某些以重金屬、石油類污染物或中低濃度的有機物為主的廢液,首先去物化處理車間處理,然后送至污水處理站處理。外來廢液經(jīng)歸納,主要有以下幾種類型:(1)廢酸堿:液態(tài)類含雜質(zhì)的廢酸堿;(2)廢油水混合物:比含油廢水中的含油量高,但又不利于直接焚燒;(3)有機廢水:含有機物和其它雜質(zhì)的;(4)重金屬廢液:主要污染物為重金屬;(5)含鉻廢液:主要污染物為六價金屬;(6)含鉛廢液:主要污染物為鉛;(7)填埋場滲濾液:主要污染物為重金屬。
8.生活廢水。場內(nèi)與生產(chǎn)無關的排水,包括食堂、辦公、淋浴、宿舍、廁所排水。主要污染物為有機污染物,這部分廢水宜采用生物處理。
針對該工程廢水的特點,生產(chǎn)廢水主要由沖洗汽車、沖洗地面、物化車間排水及焚燒系統(tǒng)排水等組成,廢水中含有較高的無機污染物及重金屬離子,而生活污水主要含有有機污染物。
處置中心生活污水的處理規(guī)模為20 m3/d,由一體化處理設施單獨處理,生產(chǎn)廢水的處理規(guī)模為140 m3/d。實際污水量統(tǒng)計情況見表1。
表1 污水量統(tǒng)計表 m3/d
處置中心污水經(jīng)過處理后,正常生產(chǎn)情況下,全部回用于固化車間、焚燒系統(tǒng)及填埋場降塵,實現(xiàn)零排放。當有初期雨水等情況時,經(jīng)化驗合格或者處理后合格的水就近排入附近水體。
各種污水水質(zhì)見表2。
表2 廢水來源及處理前水質(zhì)表 mg/L
污水處理車間對生產(chǎn)廢水和生活污水處理達到《城市污水再生利用城市 雜用水水質(zhì)》(GB/T 18920-2002)和《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T 19923-2005)的相應標準后,全部回用于固化穩(wěn)定化處理工序和焚燒工序,多余部分可用于道路沖洗、綠化等,不外排。污水處理車間出水水質(zhì)見表3。
表3 回用水水質(zhì) mg/L
污水處理系統(tǒng)工藝流程圖如圖1所示。
圖1 污水處理系統(tǒng)工藝流程圖
露天布置的裝置污染區(qū)域的初期雨水及各裝置沖洗地面、洗車排水具有與處理物料類似組分的潛在污染,主要含有重金屬離子及無機污染物,故將其作為潛在污染水進入污水處理站處理,生產(chǎn)污水中主要含有油類、有機物和較高的懸浮物,考慮到西北地區(qū)的氣候特點,冬季寒冷,低溫不利于微生物增殖,保溫伴熱則不經(jīng)濟,不適宜采用生化處理,而化學氧化效果穩(wěn)定,對于危廢處置中心水質(zhì)水量變化大的特點有很強的的適應性,對于穩(wěn)定達標回用的保證率高,故采用物化處理工藝及深度處理。生活污水以有機污染物為主,采用生化處理為主的處理工藝,使之達到中水回用的標準。
生產(chǎn)污水進入調(diào)節(jié)池用以均衡水質(zhì)水量,保證后續(xù)處理的穩(wěn)定運行,均和后的污水由泵提升進入渦凹氣浮池去除油類和輕質(zhì)懸浮物。氣浮池出水自流進入還原池,在其中投加硫酸和硫酸亞鐵,發(fā)生亞鐵與六價鉻的氧化還原反應,使得六價鉻還原為三價鉻,再進入氧化池,在其中加入雙氧水,與廢水中有機物發(fā)生氧化反應,然后進入中和反應池,投加NaOH發(fā)生中和反應,并使原廢水中的大多數(shù)重金屬離子(包括鉻、鎳、鉛、銅、鋅等)與OH-發(fā)生沉淀,中和反應池中廢水pH值調(diào)節(jié)在8~9。中和反應池出水自流進入斜管沉淀池的絮凝池,投加聚合氯化鋁(PAC)與陰離子聚丙烯酰胺(PAM),把原水中經(jīng)藥劑捕捉生成的小顆粒沉淀物聚集成大顆粒礬花,保證廢水中懸浮物和色度的去除。原廢水經(jīng)過混凝反應后進入斜板沉淀池的沉淀區(qū),其占地面積小、停留時間短、沉淀效率高,對廢水中形成的沉淀物有非常高的沉淀效果。沉淀池出水自流進入中間水池,經(jīng)泵提升后進入石英砂過濾器和活性炭過濾器,再進入消毒水箱,投加次氯酸鈉消毒后,達到回用標準后進入回用水池。
生活污水經(jīng)收集后進入生活污水調(diào)節(jié)池,進入一體化處理設備,在該設備中進行厭氧、好氧等生化反應后進入MBR膜池,出水投加次氯酸鈉消毒后排入回用水池。
氣浮池產(chǎn)生的浮渣、斜板沉淀池的污泥由泵加壓送至污泥濃縮池,而濃縮池上清液溢流至調(diào)節(jié)池,污泥送至板框壓濾機,壓濾后送固化車間進行固化穩(wěn)定化處理,再安全填埋。
處置中心構(gòu)筑物包括:生產(chǎn)廢水調(diào)節(jié)池、生活污水調(diào)節(jié)池和回用水池。所有設備置于污水處理車間內(nèi)。主要設備包括調(diào)節(jié)池潛污泵、調(diào)節(jié)池攪拌機、渦凹氣浮池、反應箱、斜板沉淀池、中間水箱、過濾提升泵、砂過濾器、活性炭過濾器、消毒箱、反沖洗泵、回用水泵、泥漿泵、污泥濃縮池、污泥輸送泵、全自動廂式壓濾機、電動葫蘆、加藥裝置、安全淋浴器、生活污水提升泵、生活污水一體化處理設備等。
處置中心管道管材選擇:
1.滲濾液管道、生產(chǎn)廢水管、廢水管道、回用水管道、排水管道及加藥管采用UPVC材質(zhì),粘接連接,管道壓力等級為1.0 MPa。
2.污泥管道采用碳鋼襯膠管,法蘭連接,管道壓力等級為1.0 MPa。
3.生產(chǎn)給水管、液堿管、稀硫酸管、初期雨水管、回用水管道及沖洗水管道采用碳鋼管,焊接連接,管道壓力等級為1.0 MPa。
4.壓縮空氣管采用304不銹鋼管,焊接連接,管道壓力等級為1.0 MPa。
5.管道材料標準為:不銹鋼管為GB/T 14976-2002;UPVC給水管道為GB/T 10002-2006;UPVC排水管為GB/T 5836-2006。
危廢處置中心生產(chǎn)廢水包括車間地面沖洗水、運輸車輛沖洗水、化驗室排水、焚燒車間設備排水、物化處理車間排水、填埋場滲濾液??紤]到西北地區(qū)冬季嚴寒,微生物增殖困難,生化處理不適用,且保溫伴熱不經(jīng)濟,主要采用物化處理工藝,化學氧化效果穩(wěn)定,對水質(zhì)水量的波動具有較強適應性,可確保穩(wěn)定達標回用。針對小水量的情況,適用于北方寒冷需供暖的地區(qū)。主要工藝路線為水質(zhì)水量調(diào)節(jié)+渦凹氣?。鶅r鉻還原+有機物氧化+加堿中和+混凝沉淀+過濾+消毒,達到城市污水再生利用、城市雜用水水質(zhì)和工業(yè)用水水質(zhì)的相應標準后,全部回用,不外排,具有較好的環(huán)境效益。