四、工程實例二

河北省某化工企業(yè)主要生產(chǎn)有機顏料，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量有機顏料廢水。本工程基于顏料生產(chǎn)企業(yè)的要求，以及段云霞等的研究成果，根據(jù)不同水質(zhì)特點分別采取了鐵碳微電解、Fenton氧化、光合細(xì)菌、生化反應(yīng)等工藝對污水進(jìn)行治理，在保證達(dá)標(biāo)排放的前提下，降低了運行成本。工程調(diào)試完成后，整個污水治理系統(tǒng)運行穩(wěn)定，各項出水指標(biāo)優(yōu)于預(yù)期要求。

1、水質(zhì)水量分析

河北省某化工企業(yè)主要生產(chǎn)有機顏料，廢水來源主要是工藝廢水、廢氣吸收廢水、地面沖洗水、生活污水等。廢水按水質(zhì)可以分為4大類：

1類為高濃度廢水A（COD高、鹽分低），主要來源于精制廢水、濾洗廢水、粗品車間廢水，主要污染物為COD、苯系物等;

第2類為高濃度廢水B（COD高、鹽分高），主要來源于結(jié)晶過濾廢水、濾洗廢水、精餾塔頂流出液、廢氣吸收廢水、粗品車間廢水、母液，主要污染物為COD、苯系物、二氯乙烷、二甲基甲酰胺、水合肼、鹽分等;

第3類為低濃度廢水C，主要來源于消化廢水、水沖泵廢水、地面沖洗廢水、蒸餾放料槽廢水、蒸汽尾水、生活污水，主要污染物為COD、SS、氨氮、總磷、苯系物等;

第4類為稀廢水D，主要來源于產(chǎn)品洗水，主要污染物為COD、SS等。根據(jù)廢水水質(zhì)不同先分質(zhì)處理，再合并處理。處理出水執(zhí)行《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ 343—2010)的B等級標(biāo)準(zhǔn)。

2、工藝分析

采取不同的方式進(jìn)行處理，混合進(jìn)入生化系統(tǒng)。高濃度廢水A首先匯入1#集水池，然后經(jīng)提升泵進(jìn)入1#池進(jìn)行氧化預(yù)處理，隨后進(jìn)入調(diào)節(jié)池。低濃度廢水C直接進(jìn)入調(diào)節(jié)池。高濃度廢水B首先匯入2#集水池，然后經(jīng)提升泵進(jìn)入鐵碳微電解池。鐵碳微電解工藝主要是利用設(shè)備中填充的鐵碳微電解填料中鐵和碳產(chǎn)生的“原電池”效應(yīng)治理廢水，適合化工廢水的處理，尤其對于廢水中的氨基等難降解物質(zhì)，能起到破環(huán)斷鏈，將難降解物質(zhì)變?yōu)槿菀捉到馕镔|(zhì)，增強廢水的可生化性。高濃度廢水B的pH在2.2左右，不需提前酸化，可以直接進(jìn)入鐵碳微電解池。鐵碳微電解池內(nèi)安裝高質(zhì)量鐵碳填料，在處理過程中不產(chǎn)生板結(jié)和鈍化。鐵碳微電解池出水含大量的Fe2+，進(jìn)入2#Fenton池后加入H2O2可以發(fā)生Fenton氧化反應(yīng)，進(jìn)一步去除廢水中的污染物，然后匯入調(diào)節(jié)池。3類廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池混合后進(jìn)入?yún)捬醭兀瑢⒏叻肿游镔|(zhì)斷鏈和開環(huán)，進(jìn)一步提高廢水的可生化性，對COD也有一定的去除率。

廢水經(jīng)過厭氧池處理后進(jìn)入PSB(photosynthetic bacteria)反應(yīng)池，利用光合細(xì)菌進(jìn)一步降低廢水中的COD和氨氮。光合細(xì)菌在自然界中分布廣，既可以在有光照射無氧環(huán)境中生存，也可以在無光照有氧環(huán)境中生存。PSB反應(yīng)池是通過投加特殊的光合細(xì)菌對污水進(jìn)行處理，對高濃度有機廢水具有明顯的優(yōu)勢。在PSB反應(yīng)池中安裝大夾片填料利于光合細(xì)菌固著生長，可減少其流失。本工程廢水含鹽量很高，可以發(fā)揮PSB耐高鹽的特點，在無光照有氧環(huán)境中對廢水進(jìn)行治理。PSB反應(yīng)池出水經(jīng)A/O池進(jìn)一步去除有機物和氮元素，然后與稀廢水D混合進(jìn)入接觸氧化池。接觸氧化池出水達(dá)標(biāo)排放，進(jìn)入城市下水道。

3、主要構(gòu)筑物與設(shè)備參數(shù)

（1）集水池

集水池2座，鋼砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯防腐材料。1#集水池有效容積50 m³，2#集水池有效容積100 m³。每池安裝污水提升泵2臺(1用1備)，型號IHF65-50-125，P=3 kW;池底布設(shè)穿孔曝氣管1套，安裝電磁流量計1臺。

（2）鐵碳微電解池

鐵碳微電解池1座，鋼砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯防腐材料，有效容積40 m³。池內(nèi)安裝鐵碳微電解填料25 m³，池底安裝曝氣管道，與生化系統(tǒng)共用風(fēng)機，鼓風(fēng)量450 L/min。

（3）Fenton氧化池

Fenton氧化池2座，鋼砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯防腐材料。1#Fenton池有效容積20 m³，2# Fenton池有效容積40 m³。兩池共用酸、堿、硫酸亞鐵、雙氧水、PAM投加設(shè)備。

4、調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池1座，鋼砼結(jié)構(gòu)，有效容積1 200 m³。污水提升泵2臺(1用1備)，型號IHF80-65-125，P=5.5 kW;池底安裝穿孔曝氣管1套。

5、厭氧池

厭氧池1座，鋼砼結(jié)構(gòu)，有效容積1 600 m³。潛水?dāng)嚢杵?/span>4臺，型號QJB7.5/12，P=7.5 kW，轉(zhuǎn)速480 r/min。

6、厭氧沉淀池

厭氧沉淀池1座，鋼砼結(jié)構(gòu)，有效容積75 m³，水力停留時間4.2 h，水力表面負(fù)荷1.2 m³/(㎡˙h)。安裝污泥回流泵2臺(1用1備)，型號80ZW65-25，P=7.5 kW。

7、PSB反應(yīng)池

PSB反應(yīng)池4座，鋼砼結(jié)構(gòu)，總有效容積1 760 m³。安裝大夾片填料1 100 m³。HSR125型三葉羅茨鼓風(fēng)機4臺，池底安裝穿孔曝氣管道。

8、PSB沉淀池

PSB沉淀池1座，鋼砼結(jié)構(gòu)，有效容積100 m³，水力停留時間3.7 h，水力表面負(fù)荷1.4 m³/(㎡˙h)。安裝污泥回流泵2臺(1用1備)，型號80ZW65-25，P=7.5 kW。

9、A池

A池2座，鋼砼結(jié)構(gòu)，有效容積600 m³。HSR150型三葉羅茨鼓風(fēng)機3臺(2用1備)，與O池共用，安裝大夾片填料360 m³。

10、O池

O池2座，鋼砼結(jié)構(gòu)，有效容積480 m³。鼓風(fēng)機與A池共用，安裝小夾片填料300 m³。

11、二沉池

二沉池1座，鋼砼結(jié)構(gòu)，有效容積120 m³，水力停留時間4.5 h，水力表面負(fù)荷1.36 m³/(㎡˙h)。安裝污泥回流泵2臺(1用1備)，型號80ZW65-25，P=7.5 kW。

12、接觸氧化池

接觸氧化池4座，鋼砼結(jié)構(gòu)，有效容積1 200 m³。HSR150型三葉羅茨鼓風(fēng)機2臺，安裝大夾片填料750 m³。

13、終沉池

終沉池2座，鋼砼結(jié)構(gòu)，有效容積150 m³，水力停留時間4.2 h，水力表面負(fù)荷0.68 m³/(㎡˙h)。安裝污泥回流泵2臺(1用1備)，型號80ZW65-25，P=7.5 kW。

14、污泥濃縮池

污泥濃縮池2座，鋼砼結(jié)構(gòu)，有效容積275 m³。污泥泵3臺(2用1備)，規(guī)格：Q=30 m³/h，H=18 m，P=4 kW。

15、工程調(diào)試及運行結(jié)果

廢水處理工程設(shè)計階段對高濃度廢水進(jìn)行了鐵碳微電解和Fenton氧化小試試驗，綜合考慮成本和排放要求，分別確定了廢水A的COD去除率，廢水B的COD去除率達(dá)到藥劑投加量和反應(yīng)時間，以此指導(dǎo)現(xiàn)場調(diào)試。生化處理部分在廢水處理工程建成后直接現(xiàn)場調(diào)試。

高濃度廢水A加硫酸調(diào)節(jié)pH為3~4后進(jìn)入1# Fenton池，向池內(nèi)投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為硫酸亞鐵和雙氧水，氧化4 h，可以去除COD。

高濃度廢水B本身pH在2.2左右，可以直接進(jìn)鐵碳微電解池，控制微電解反應(yīng)4 h，氣水比3: 1。鐵碳微電解池出水加酸調(diào)節(jié)pH=3后進(jìn)入Fenton氧化池，Fenton氧化4 h。Fenton氧化池出水加石灰調(diào)節(jié)pH=8.5。

廢水A、B、C混合后進(jìn)入?yún)捬醭?，提高廢水的可生化性。調(diào)試過程中控制COD容積負(fù)荷在0.3 kg/(m³˙d)，根據(jù)m(COD): m(N): m(P)-200: 5: 1，適當(dāng)投加營養(yǎng)元素。

企業(yè)購買PSB混合菌種后自行培養(yǎng)馴化。調(diào)試過程中定期投加菌種，補充光合細(xì)菌的流失。調(diào)試初期投加營養(yǎng)劑，增加廢水的可生化性。PSB系統(tǒng)調(diào)試初期進(jìn)水COD控制在1 000 mg/L以下，后續(xù)進(jìn)水COD逐漸提高到6 000 mg/L左右。經(jīng)過2個月的時間，完成了PSB反應(yīng)池的調(diào)試。水力停留時間44 h，進(jìn)水pH控制在7左右。

生化池接種污泥取自城市污水廠脫水后新鮮干污泥。調(diào)試階段，A池投加40 t，O池投加20 t，接觸氧化池投加60 t，共分2次添加。首先將低濃度廢水C和稀廢水D引入系統(tǒng)，并增加少量糞便污水。前3天控制曝氣8 h，停機4 h，后續(xù)逐步減少停機時間直至連續(xù)曝氣，A池溶解氧控制在0.5 mg/L，O池溶解氧控制在2 mg/L。培菌過程中觀察生物相和進(jìn)出水的變化。A/O系統(tǒng)污泥主要回流到A池，根據(jù)污泥濃度變化，污泥也可少量回流到O池。接觸氧化池在調(diào)試期間保持終沉池污泥回流，調(diào)試完成后終沉池污泥不再回流，直接進(jìn)污泥濃縮池。

每天產(chǎn)生的305 t稀廢水D，根據(jù)調(diào)試情況，部分可作為厭氧池或PSB生物反應(yīng)池濃度控制調(diào)配用水。

五、結(jié)論

　　涂料廢水處理采用“二級物化+復(fù)合厭氧+接觸氧化+生物炭濾池”的工藝是可行的。其中，復(fù)合厭氧池結(jié)合UASB和UFB的特點，使之更適合小型污水處理；生物炭濾池采用曝氣生物濾池的原理，改用活性炭作為載體，提高了吸附及處理的效率。