王睿，閆東杰(北京云水浩瑞環(huán)境科技有限公司，北京 100195)

0 引言

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：物理/化學(xué)處理、穩(wěn)定化/固化處理、焚燒處理、安全填埋處理[1]。由于危險(xiǎn)廢物種類繁多、處理工藝流程多樣化，因此危廢處置中心產(chǎn)生的廢水具有水量變化大、污染物成分復(fù)雜的特點(diǎn)，且含有大量鉻、鉛、汞、銅、鋅等重金屬離子，處理難度較大[2]。目前國(guó)內(nèi)典型的危廢處置場(chǎng)污水處理工藝包括“物化+生化+過濾”組合工藝[3]，生化部分采用的主要工藝有A2O、MBR[4]等，處理效果良好，處理后均能滿足《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行再生利用。本文以某危險(xiǎn)廢物處置中心的廢水處理工程為例，從廢水水質(zhì)、處理工藝和單體構(gòu)筑物設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了分析和探討，以期為同類項(xiàng)目的建設(shè)提供借鑒和參考。

1 工程概述

1.1 項(xiàng)目概況

危廢處置中心分兩期建設(shè)，廢水處理設(shè)施為一、二期共用，在危廢處置中心一期建設(shè)時(shí)一次性建成。由于生產(chǎn)廢水水質(zhì)較復(fù)雜，且水質(zhì)波動(dòng)較大，初期雨水發(fā)生在項(xiàng)目所在地頻率低，故考慮將生產(chǎn)廢水和初期雨水分置處理。生活污水則作為碳源補(bǔ)充在生產(chǎn)廢水生化系統(tǒng)中，以改善生產(chǎn)廢水的可生化性。

1.2 設(shè)計(jì)規(guī)模

通過水量平衡計(jì)算，本項(xiàng)目主要廢水水量如表1所示，廢水處理站預(yù)測(cè)水量為719.49 m3/d，廢水處理站設(shè)計(jì)規(guī)模確定為750 m3/d。

表1 主要廢水產(chǎn)生量一覽表

1.3 廢水水質(zhì)

一期廢水來源主要為焚燒車間堿液循環(huán)排污水、暫存庫廢水、預(yù)處理車間廢水、車間地面沖洗水、生活污水及廠區(qū)受污染的初期雨水。二期廢水來源新增物化車間廢水，物化車間廢水為經(jīng)過處理后的外收廢液。本項(xiàng)目的生產(chǎn)廢水、初期雨水和生活污水主要含重金屬、SS、BOD5和CODCr。根據(jù)本工程特點(diǎn)，并結(jié)合我公司國(guó)內(nèi)外同類工程經(jīng)驗(yàn)，廢水處理站廢水設(shè)計(jì)水質(zhì)如表2所示。

表2 廢水水質(zhì)一覽表

1.4 設(shè)計(jì)處理要求

廢水處理出水達(dá)到GB/T 19923—2005中工藝與產(chǎn)品用水指標(biāo)后全部回用不外排。其中一類污染物執(zhí)行GB 8978—1996。

2 廢水處理工藝流程

由于生產(chǎn)廢水水質(zhì)、生活污水和初期雨水水質(zhì)不同，因此采用不同的污水處理系統(tǒng)。

生產(chǎn)廢水：除了重金屬超標(biāo)外，其有機(jī)物濃度較高，需生化處理，因此生產(chǎn)廢水采用“物化處理+生化處理+反滲透系統(tǒng)”工藝。

生活污水：主要污染物為有機(jī)物，且生化性較好，將其作為碳源加入生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)中，采用生化處理工藝。反滲透產(chǎn)生的濃縮液進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸發(fā)冷凝水與反滲透產(chǎn)水回用于生產(chǎn)。蒸發(fā)殘?jiān)馕盥裉幚怼?/p>

初期雨水：主要是重金屬、油脂、有機(jī)物及SS超標(biāo)，初期雨水采用“物化處理(沉淀池) +強(qiáng)氧化+過濾+膜系統(tǒng)”工藝；若經(jīng)物化強(qiáng)氧化處理后初期雨水CODcr仍較高，可進(jìn)入生產(chǎn)廢水生化系統(tǒng)處理和過濾后，再進(jìn)入膜系統(tǒng)。

廢水處理工藝流程如圖1所示，濃水部分工藝流程如圖2所示。

圖1 廢水處理工藝流程圖

圖2 反滲透濃水蒸發(fā)工藝流程圖

3 主要設(shè)計(jì)參數(shù)與設(shè)備選型

廢水處理站設(shè)計(jì)處理能力確定為750 m3/d。其中生產(chǎn)廢水物化處理能力540 m3/d，生化處理處理能力550 m3/d，初期雨水物化處理能力180 m3/d，超濾系統(tǒng)的處理能力180 m3/d。反滲透系統(tǒng)的處理能力500 m3/d，蒸發(fā)系統(tǒng)處理能力60 m3/d。

(1)生產(chǎn)廢水調(diào)節(jié)池及提升泵。設(shè)生產(chǎn)廢水調(diào)節(jié)池一座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸11 m×5 m×5 m，有效水深4.5 m，停留時(shí)間12.1 h。提升泵選用WQ20-10-2.2型潛水 污水泵2臺(tái)(一用一備)，Q=22 m3/h，H=10 m，N=2.2 kW。

(2)污染區(qū)初期雨水收集池。設(shè)污染區(qū)雨水收集池1座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸33.6 m×20 m×4.5 m， 有 效 水 深3 m。V有效=2 016 m3(其 中 含 初 期 雨 水 1 260 m3+消防事故水756 m3)，提升泵選用WQ10-15-1.5型潛水污水 泵2臺(tái)(一用一備)，Q=10 m3/h，H=15 m，N=1.5 kW。

(3)廢水物化處理系統(tǒng)一(供生產(chǎn)廢水用)。處理能力：540 m3/d =22.5 m3/h；包括：加酸反應(yīng)池、氧化反應(yīng)池、加堿反應(yīng)池、DTCR反應(yīng)池、絮凝反應(yīng)池和斜板沉淀池。

①加酸反應(yīng)池。設(shè)加酸反應(yīng)池1座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸2.5 m×2.5 m×2.7 m，有效水深2.2 m，配ZJ-700型攪拌機(jī)1臺(tái)，轉(zhuǎn)速85 r/min，功率N=3.0 kW。

②氧化反應(yīng)池。設(shè)氧化反應(yīng)池1座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸2.5 m×2.5 m×2.7 m，有效水深2.2 m，配ZJ-700型攪拌機(jī)1臺(tái)，轉(zhuǎn)速85 r/min，功率N=3.0 kW。

③斜管沉淀池一。設(shè)斜管沉淀池1座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸8 m×2.5 m×5.0 m，表面負(fù)荷1 m3/(m2·h)，斜管長(zhǎng)L=1 000(傾角60°)，沉淀時(shí)間120 min。

④加堿反應(yīng)池。設(shè)加堿反應(yīng)池1座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸2.5 m×2.5 m×2.7 m，有效水深2.2 m，配ZJ-700型攪拌機(jī)1臺(tái)，轉(zhuǎn)速85 r/min，功率N=3.0 kW。

⑤ DTCR反應(yīng)池。設(shè)DTCR反應(yīng)池1座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸2.5 m×2.5 m×2.7 m，有效水深2.2 m，配ZJ-700型攪拌機(jī)1臺(tái)，轉(zhuǎn)速85 r/min，功率N=3.0 kW。

⑥絮凝反應(yīng)池。絮凝反應(yīng)池1座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸2.5 m×2.5 m×2.8 m，有效水深2.3 m，配絮凝攪拌機(jī)1臺(tái)，外緣線速度0.7～0.8 m/s，N=0.55 kW。

⑦斜管沉淀池二。設(shè)斜管沉淀池1座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸8 m×2.5 m×5.0 m，表面負(fù)荷1 m3/(m2·h)，斜管長(zhǎng)L=1 000(傾角60°)，沉淀時(shí)間120 min。

(4)廢水物化處理系統(tǒng)二(供初期雨水用)。處理能力：180 m3/d =7.5 m3/h；包括：加堿反應(yīng)池、DTCR反應(yīng)池、絮凝反應(yīng)池和斜板沉淀池。

①加堿反應(yīng)池。設(shè)加堿反應(yīng)池1座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸2.0 m×2.0 m×2.0 m，有效水深1.7 m，配ZJ-700型攪拌機(jī)1臺(tái)，轉(zhuǎn)速85 r/min，功率N=3.0 kW。

②DTCR反應(yīng)池。設(shè)DTCR反應(yīng)池1座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸2.0 m×2.0 m×2.0 m，有效水深1.7 m，配ZJ-700型攪拌機(jī)1臺(tái)，轉(zhuǎn)速85 r/min，功率N=3.0 kW。

③絮凝反應(yīng)池。設(shè)絮凝反應(yīng)池1座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸2.0 m×2.0 m×2.0 m，有效水深1.7 m，配絮凝攪拌機(jī)1臺(tái)，外緣線速度0.7～0.8 m/s，N=0.55 kW。

④斜管沉淀池。設(shè)斜管沉淀池1座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸5.0 m×2.0 m×5.0 m，表面負(fù)荷0.75 m3/(m2·h)，斜管長(zhǎng)L=1 000(傾角60°)，沉淀時(shí)間120 min。

(5)均質(zhì)池。設(shè)均質(zhì)池1座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸5.0 m×2.5 m×5.0 m，有效水深3.8 m。提升泵選用CDL20-3型超濾進(jìn)水泵2臺(tái)(一用一備)，Q=22.5 m3/h，H=28 m，N=4.0 kW。

(6)生化處理系統(tǒng)。處理能力：550 m3/d =22.9 m3/h；包括：厭氧池、缺氧池、好氧池、混凝沉淀池及MBR池。

①厭氧池。厭氧池2座合建，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，每座設(shè)計(jì)尺寸14.0 m×7.0 m×5.0 m，有效水深4.3 m，總有效容積842.8 m3，水力停留時(shí)間36.8 h。

②缺氧池。缺氧池2座合建，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，每座設(shè)計(jì)尺寸7.0 m×7.0 m×5.0 m，有效水深4.2 m，總有效容積411.6 m3，水力停留時(shí)間18 h。每池配QJB2.2/6-260/3-980/C/S型潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺(tái)，葉片轉(zhuǎn)速980 r/min，葉片直徑260 mm，電機(jī)功率N=2.2 kW。設(shè)缺氧池回流泵2臺(tái)，Q=23 m3/h，H=12.5 m，N=3 kW。

③好氧池。好氧池2座合建，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，每座設(shè)計(jì)尺寸16 m×7.0 m×5.0 m，有效水深4.1 m，總有效容積910.2 m3，水力停留時(shí)間40 h。設(shè)好氧池回流 泵2臺(tái)，Q=50 m3/h，H=15 m，N=7.5 kW。容 積 負(fù)荷0.5 kgBOD5/(m3·d)，采用立體彈性填料，填料總?cè)莘e555 m3，配羅茨鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)，兩用一備，每臺(tái)Q= 8.09 m/min，H=53.9 kPa，N=15 kW。汽水比46∶1。

④混凝沉淀池。設(shè)加酸反應(yīng)池2座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸2 m×2 m×2.3 m，有效水深1.8 m，配絮凝攪拌機(jī)1臺(tái)，外緣線速度0.7～0.8 m/s，N=0.55 kW。

設(shè)斜管沉淀池2座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸5.0 m× 2 m×5.0 m，表面負(fù)荷1 m3/(m2·h)，斜管長(zhǎng)L=1 000 (傾角60°)，沉淀時(shí)間120 min。

⑤MBR反應(yīng)池。選用MBR膜生物反應(yīng)池2座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，每座設(shè)計(jì)尺寸：L×B×H=7 000 mm× 4 000 mm×5 000 mm，有效水深3.5 m，停留時(shí)間8.6 h；供氣量18 m3/min；平板膜設(shè)計(jì)膜通量10 L/(m2·h)，總膜面積2 100 m2，配抽吸泵2臺(tái)，(1用1備)Q=24 m3/h，H=10 m，N=4 kW。配回流泵1臺(tái)Q=20 m3/h，H=10 m，N=3 kW。

(7)超濾系統(tǒng)(供初期雨水用)。處理能力：180 m3/d= 7.5 m3/h；包括：多介質(zhì)過濾器、超濾正洗水箱、超濾反洗水箱和自動(dòng)投藥系統(tǒng)。

①多介質(zhì)過濾器。設(shè)ID1500×4020型多介質(zhì)過濾器1臺(tái)，石英砂濾層厚度1.35 m，白煤濾層0.5 m，運(yùn)行流速4.2 m/h；配反洗水泵1臺(tái)，Q=65 m3/h，H=20 m，N=11 kW。

②超濾裝置。選用中空纖維，膜材質(zhì)：PVDF(聚偏氟乙烯)，膜絲過濾形式：外壓式，膜通量(L/(m2·h))= 30 L/(m2·h)，膜表面積：40 m2，取7支。

UF清洗水箱1座，設(shè)計(jì)尺寸：ID1100×1365 mm，UF清 洗水泵1臺(tái)，配CDL30-20-2型 清洗泵1臺(tái)，Q=24 m3/h，H=27 m，N=3 kW。

UF反洗水箱1座，設(shè)計(jì)尺寸：ID1100×1365 mm，UF反洗水泵1臺(tái)，Q=8 m3/h，H=23 m，N=1.5 kW。

③自動(dòng)投藥系統(tǒng)。自動(dòng)加藥器4套，制備介質(zhì)：次氯酸鈉、鹽酸、亞硫酸氫鈉和阻垢劑，加藥罐尺寸：ID450×720 mm；配套計(jì)量泵功率：16 W。

(8)卷式RO(反滲透)系統(tǒng)(供生產(chǎn)廢水和生活污水用)。

①中間水箱。中間水箱1座，設(shè)計(jì)尺寸：ID2400× 2500 mm，玻璃鋼材質(zhì)；配RO進(jìn)水泵CDL12-62臺(tái)，1用1備，每臺(tái)Q=22.5 m3/h，H=47 m，N=5.5 kW。

②保安過濾器。設(shè)10 μm型保安過濾器2臺(tái)，配CDL16-12型RO高壓泵1臺(tái)，Q=22.5 m3/h，H=141 m，N=15 kW。

③反滲透裝置。選用卷式抗污染膜，膜規(guī)格： 8 040，膜通量(L/(m2·h))=10 L/(m2·h)，產(chǎn)水率60%，膜表面積：32.5 m2，取64支，2∶1排列。

RO清洗水箱1座，設(shè)計(jì)尺寸：ID1100×1365 mm，RO清洗水泵1臺(tái)，配CDL30-20-2型清洗泵1臺(tái)，Q=36 m3/h，H=16 m，N=3 kW。

④自動(dòng)投藥系統(tǒng)。自動(dòng)加藥器4套，制備介質(zhì)：次氯酸鈉、鹽酸、亞硫酸氫鈉和阻垢劑，加藥罐尺寸：ID 450×720 mm；配套計(jì)量泵功率：16 W。

(9) DTRO(碟管式反滲透)系統(tǒng)。處理規(guī)模：200 t/d， 產(chǎn)水率70%。膜規(guī)格：MFT-SRO90，膜通量(L/(m2·h))= 8.5 L/(m2·h)，每支膜表面積：11.22 m2，取90支。

(10)三效蒸發(fā)系統(tǒng)。蒸發(fā)器蒸發(fā)量：60 t/d。

(11)回用水系統(tǒng)。設(shè)清水回用池1座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸：6.6 m×6.6 m×4.0 m(有效水深3.5 m)。配WQ25-30-5.5型 回 用 水 泵2臺(tái)，1用1備，每 臺(tái)Q=25 m3/h，H=30 m，N=5.5 kW。

(12)污泥處置系統(tǒng)。污泥產(chǎn)量：16 m3/d，設(shè)污泥濃縮池1座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸4.5 m×4.5 m×5.0 m；污泥提升泵選用DFGG30-1型螺桿泵2臺(tái)，1用1備，Q=5 m3/h，H=60 m，N=2.2 kW。

污泥脫水采用XAZ30/800-UK型廂式壓濾機(jī)1臺(tái)，有效過濾面積30 m2，配W-1/7型空壓機(jī)1臺(tái)，Q=1 m3/min，H=0.7 MPa，N=7.5 kW。

(13)回用水系統(tǒng)。設(shè)回用水池一座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸15 m×6 m×5 m，有效水深4.5 m，停留時(shí)間12.6 h。提升泵選用WQ20-10-2.2型潛水污水泵2臺(tái)(一用一備)，Q=35 m3/h，H=30 m，N=7.5 kW。

4 車間布置

廢水處理車間分為廠房和處理水池兩部分。廠房平面尺寸為60 m×30 m，層高7 m，鋼結(jié)構(gòu)。內(nèi)設(shè)加藥間、風(fēng)機(jī)房、壓濾機(jī)房、膜處理車間、值班室、工具間、配電室及廢水處理設(shè)備間等。

5 結(jié)語

(1)本工程工藝設(shè)計(jì)根據(jù)來水性質(zhì)的不同，將生活污水、初期雨水及生產(chǎn)廢水進(jìn)行分別收集及分質(zhì)處理，不僅提高了廢水處理的效率，而且節(jié)約了工程投資。

(2)生產(chǎn)廢水采用“兩級(jí)混凝沉淀+A2O+MBR+RO”工藝，出水達(dá)到GB/T 19923—2005后回用于前端生產(chǎn)工藝，不外排。膜系統(tǒng)產(chǎn)生的濃液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，基本實(shí)現(xiàn)了零排放。