曾佳俊

（廣東省環(huán)境保護(hù)工程研究設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510030）

引言

近年來(lái)，丁腈手套因其優(yōu)異的防護(hù)性、拉伸強(qiáng)度、貼手舒適性和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域等特性，顯現(xiàn)出長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展?jié)摿?，成為醫(yī)療及防護(hù)手套各品類(lèi)中增速最快的高端品種。在醫(yī)療領(lǐng)域，丁腈手套發(fā)揮了重要作用，全球市場(chǎng)對(duì)丁腈手套的需求尤其旺盛。而丁腈手套的生產(chǎn)必然會(huì)帶來(lái)生產(chǎn)廢水，若不經(jīng)處理直接排放，將嚴(yán)重污染周邊水體和土壤[1-2]。

1 項(xiàng)目概況

某丁腈手套廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水為15 000 m3/d，為響應(yīng)國(guó)家相關(guān)環(huán)保及節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的政策，在生產(chǎn)廠區(qū)內(nèi)建設(shè)了廢水處理設(shè)施，使生產(chǎn)廢水經(jīng)處理后，一部分能夠達(dá)標(biāo)排放，其余部分達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)后回用于生產(chǎn)。

2 工程規(guī)模與水質(zhì)特點(diǎn)

2.1 工程規(guī)模

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的廢水處理規(guī)模為15 000 m3/d，其中高濃度廢水2 000 m3/d，中低濃度廢水13 000 m3/d。

2.2 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

根據(jù)相關(guān)資料并結(jié)合同類(lèi)型生產(chǎn)企業(yè)廢水的水質(zhì)情況綜合考慮，本工程設(shè)計(jì)的進(jìn)水水質(zhì)情況見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

2.3 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

根據(jù)當(dāng)?shù)匾蠹皬V東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》（DB 44/26-2001）第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的排放要求，出水水質(zhì)見(jiàn)表2。

表2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

此外，本工程要求產(chǎn)生的9 000 m3/d回用水回用于廠區(qū)生產(chǎn)車(chē)間，回用水水質(zhì)須滿(mǎn)足電導(dǎo)率小于1 00 μs/cm的要求。

2.4 廢水特性分析

丁腈手套生產(chǎn)廢水具有水量大、懸浮物濃度高、色度高且具有一定的生物毒性的特點(diǎn)[2]，具體特性如下：（1）廢水溫度為50～55 ℃，在預(yù)處理階段需設(shè)置冷卻塔對(duì)其進(jìn)行降溫。（2）廢水中含有一定濃度的懸浮物，在預(yù)處理階段可考慮通過(guò)加藥氣浮去除。（3）高濃度廢水中的難降解有機(jī)物較多，可生化性較差，生化處理需考慮提高廢水的可生化性。（4）廢水中含有較高濃度的硝酸鹽，需投加碳源調(diào)節(jié)碳氮比，生化處理段需著重考慮脫氮。（5）出水標(biāo)準(zhǔn)對(duì)COD要求較高，需考慮在生化處理段投加藥劑（粉末活性炭）去除COD。（6）廢水中含有難降解的有機(jī)物，在生化處理后增加臭氧氧化工藝進(jìn)一步去除廢水中的難降解有機(jī)物。（7）出水標(biāo)準(zhǔn)對(duì)總氮要求較高，因此深度處理工藝可著重考慮對(duì)TN有較好去除效果的工藝，以保證出水的TN達(dá)標(biāo)。（8）部分廢水處理后需要回用，所以應(yīng)合理選擇深度處理技術(shù)，以使回用水滿(mǎn)足生產(chǎn)用水要求。（9）廢水中含有一定濃度的鹽分，主要包括鈉、鐵、鈣、氯、硫酸根等離子，這些離子不屬于廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》（DB 44/26-2001）中的污染物指標(biāo)，可忽略，廢水處理達(dá)標(biāo)后即可排放[3]。

3 工藝流程與去除率分析

3.1 工藝流程

本工程主體工藝采用缺氧+好氧工藝，具體工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 廢水處理工藝流程圖

3.2 各級(jí)水質(zhì)去除效率分析

各級(jí)水質(zhì)去除效率分析詳見(jiàn)表3。

表3 各階段主要污染物處理效率預(yù)測(cè)

4 主要處理單位 及設(shè)計(jì)參數(shù)

4.1 預(yù)處理單元

（1）格柵：廢水中含有生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的殘?jiān)?，本?xiàng)目采用格柵用于去除廢水中的殘?jiān)?，保護(hù)后續(xù)處理單元設(shè)備。高濃度廢水設(shè)計(jì)流量：2 000 m3/d；中低濃度廢水設(shè)計(jì)流量：13 000 m3/d。

（2）調(diào)節(jié)池：本項(xiàng)目生產(chǎn)廢水的水量不均勻且溫度高，所以選用調(diào)節(jié)池配備冷卻塔，用于調(diào)節(jié)廢水水量、pH值及水溫，避免因水質(zhì)、水量波動(dòng)而對(duì)水處理系統(tǒng)造成影響。高濃度廢水調(diào)節(jié)池：設(shè)計(jì)流量：2 000 m3/d，水力停留時(shí)間：12 h，池容：1 000 m3。中低濃度廢水調(diào)節(jié)池：設(shè)計(jì)流量：13 000 m3/d，水力停留時(shí)間：9 h，池容：4 875 m3。

（3）高效淺層氣?。簹飧》ㄊ抢眉訅嚎諝庠谒行纬筛叨确稚⒌奈⑿馀荩掣綇U水中疏水基的固體或液體顆粒，形成水-氣-顆粒三相混合體系，顆粒粘附氣泡后，表觀密度小于水的絮體上浮到水面，形成浮渣層被刮除，實(shí)現(xiàn)固液或者液液分離的過(guò)程[4]。

高濃度廢水高效淺層氣?。涸O(shè)計(jì)流量：2 000 m3/d，處理水量：8 5 m3/h，池內(nèi)徑：5 m，有效水深：600～800 mm，溶氣水量：25 m3/h。中低濃度廢水高效淺層氣?。涸O(shè)計(jì)流量：17 000 m3/d，處理水量：700 m3/h，池內(nèi)徑：13 m，有效水深：600～800 mm，溶氣水量：200 m3/h。

4.2 厭氧處理單元

高濃度廢水具有部分難降解有機(jī)物、生化性較差、總氮濃度高的特點(diǎn)，而項(xiàng)目對(duì)出水有機(jī)物及總氮的要求較高。所以本項(xiàng)目在生化處理階段選用水解酸化池，將厭氧發(fā)酵階段控制在水解與產(chǎn)酸階段，而在池內(nèi)設(shè)置填料、增大生物濃度可使污水中難降解的大分子有機(jī)物分解為較易降解的小分子有機(jī)物，在去除部分有機(jī)物的同時(shí)可以將SS中的有機(jī)物部分轉(zhuǎn)化為溶解性有機(jī)物，明顯改善污水的可生化性。設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量：2 000 m3/d，停留時(shí)間：12 h，池容：1 000 m3。

4.3 兩級(jí)A/O處理單元

本工程對(duì)于高濃度廢水采用兩級(jí)A/O工藝，生化出水與經(jīng)預(yù)處理的中低濃度廢水混合后進(jìn)入綜合廢水2#兩級(jí)A/O池?？紤]廢水生化處理所需的碳氮比過(guò)低，將分別在一級(jí)缺氧池、二級(jí)缺氧池投加碳源，調(diào)整廢水碳氮比，同時(shí)一級(jí)好氧池的硝化液通過(guò)混合液回流泵回流至一級(jí)缺氧池，保證脫氮效果。若進(jìn)水濃度發(fā)生波動(dòng)，本單元考慮在生化出水端投加活性炭，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行有效吸附。由于廢水會(huì)產(chǎn)生泡沫，本單元還需設(shè)置消泡系統(tǒng)[5]。

4.3.1 高濃度廢水兩極A/O處理單元

一級(jí)缺氧池：設(shè)計(jì)流量：2 000 m3/d，停留時(shí)間：3 d，有效容積：1 000 m3；一級(jí)好氧池：設(shè)計(jì)流量：2 000 m3/d，停留時(shí)間：12 h，有效容積：1 000 m3，污泥濃度：4 g/L。

二級(jí)缺氧池：設(shè)計(jì)流量：2 000 m3/d，停留時(shí)間：24 h，有效容積：2 000 m3；二級(jí)好氧池：設(shè)計(jì)流量：2 000 m3/d，停留時(shí)間：3 h，有效容積：250 m3，污泥濃度：4 g/L。

二沉池：表面負(fù)荷：1.0 m3/（m2·h），池邊水深：4 m。中間水池：設(shè)計(jì)流量：2 000 m3/d，停留時(shí)間：0.5 h，有效容積：42 m3。

4.3.2 綜合廢水兩級(jí)A/O處理單元

一級(jí)缺氧池：設(shè)計(jì)流量：19 000 m3/d，停留時(shí)間：8 h，有效容積：6 334 m3；一級(jí)好氧池：設(shè)計(jì)流量：19 000 m3/d，停留時(shí)間：8 h，有效容積：6 334 m3，污泥濃度：4 g/L。

二級(jí)缺氧池：設(shè)計(jì)流量：19 000 m3/d，停留時(shí)間：4 h，有效容積：3 167 m3；二級(jí)好氧池：設(shè)計(jì)流量：19 000 m3/d，停留時(shí)間：2 h，有效容積：1 584 m3，污泥濃度：4 g/L。

二沉池：表面負(fù)荷：1.0 m3/（m2·h），池邊水深：4 m。

中間提升泵站：設(shè)計(jì)流量：19 000 m3/d，停留時(shí)間：0.5 h，有效容積：396 m3。

4.4 深度處理單元

4.4.1 反硝化陶粒濾池

本工程廢水處理排放標(biāo)準(zhǔn)較嚴(yán)，為使廢水達(dá)標(biāo)排放，在生化處理末端設(shè)置反硝化陶粒濾池，通過(guò)投加適量碳源，去除剩余總氮。反硝化陶粒濾池作為去除總氮和懸浮物的保障措施，使得總氮和懸浮物的出水達(dá)標(biāo)。反硝化陶粒濾池包含廢水池、清水池、廢水提升泵、反沖洗泵及反沖洗風(fēng)機(jī)設(shè)備間。

設(shè)計(jì)工藝參數(shù)：設(shè)計(jì)流量：19 000 m3/d，過(guò)濾速度：3 m/h，有效過(guò)濾面積：264 m2。

4.4.2 臭氧氧化技術(shù)

該技術(shù)是將臭氧化學(xué)氧化、臭氧滅菌消毒、生物氧化降解等技術(shù)合為一體，主要目的是在常規(guī)處理后進(jìn)一步去除水中的有機(jī)污染物，保證凈水工藝出水的化學(xué)穩(wěn)定性和生物穩(wěn)定性。

設(shè)計(jì)工藝參數(shù)：設(shè)計(jì)流量：6 000～9 000 m3/d，有效容積：938 m3，有效水深：7 m，停留時(shí)間：2.5 h。

4.5 回用水處理單元

本項(xiàng)目的回用水水質(zhì)要求較高，目前唯一可靠的工藝只有膜處理技術(shù)。結(jié)合廢水特點(diǎn)，從回用標(biāo)準(zhǔn)、占地、投資、運(yùn)營(yíng)成本等方面考慮，選用超濾+反滲透工藝作為回用水處理工藝。分析如下：濾池出水進(jìn)入超濾及納濾/反滲透裝置，進(jìn)一步去除殘留在廢水中的總氮及有機(jī)污染物，使出水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。

4.5.1 超濾系統(tǒng)

超濾系統(tǒng)作為后續(xù)反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理單元，為全自動(dòng)控制集成設(shè)備，包括完整的外置式超濾膜系統(tǒng)及其配套清洗裝置及CIP在線化學(xué)清洗裝置，設(shè)備根據(jù)設(shè)定工況可全自動(dòng)控制運(yùn)行。設(shè)計(jì)處理能力：13 000 m3/d，出水量：13 000 m3/d。

4.5.2 納濾/反滲透系統(tǒng)

在進(jìn)水電導(dǎo)率沒(méi)有累積的情況下，NF/RO處理系統(tǒng)的產(chǎn)水率正常情況能達(dá)到65～75%左右，生化處理出水剩余污染物的去除率一般可以達(dá)到90%以上，懸浮物的攔截率可達(dá)99%以上。因此，NF/RO系統(tǒng)能保證出水滿(mǎn)足本工程回用水的標(biāo)準(zhǔn)要求。本項(xiàng)目設(shè)置一套NF系統(tǒng)及一套一級(jí)兩段RO系統(tǒng)，保證系統(tǒng)產(chǎn)水率能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。為了降低運(yùn)行成本，應(yīng)將兩套膜系統(tǒng)進(jìn)行靈活搭配運(yùn)行，并根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)調(diào)整NF/RO系統(tǒng)組合不同處理量的配比。設(shè)計(jì)處理能力：13 000 m3/d，設(shè)計(jì)產(chǎn)水率：69%，出水量：9 000 m3/d，濃縮液量：4 000 m3/d。

5 運(yùn)營(yíng)成本分析

本項(xiàng)目投產(chǎn)后的運(yùn)行成本主要由電費(fèi)、藥劑費(fèi)、水費(fèi)、人員工資福利費(fèi)、污泥外運(yùn)處置費(fèi)、設(shè)備與維修費(fèi)及管理費(fèi)組成。按全年365天運(yùn)行計(jì)，廢水處理平均年運(yùn)行成本為5 751.61萬(wàn)元，折合每噸廢水平均成本為10.51元?；赜盟幚硐到y(tǒng)平均年運(yùn)行成本為1 365.68萬(wàn)元，折合每噸水平均成本為2.88元。

6 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目根據(jù)廢水的特點(diǎn)，采用“預(yù)處理-生化處理-深度處理”的組合工藝，工藝具有技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)可行、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)，對(duì)同類(lèi)項(xiàng)目具有一定的借鑒意義。