王海棠

預(yù)處理+生化+Fenton氧化+活性炭吸附工藝處理化工園區(qū)混合廢水

王海棠

（江蘇省鹽城市環(huán)境保護新技術(shù)研究中心，江蘇 鹽城 224000）

采用預(yù)處理+生化+Fenton氧化+活性炭吸附工藝處理化工園區(qū)混合廢水。設(shè)計處理水量：物化預(yù)處理210 m3·h-1、生化處理850 m3·h-1、深度處理850 m3·h-1。運行結(jié)果表明，該工藝處理效果良好，出水pH6～9，COD≤50 mg·L-1，NH3-N≤5(8) mg·L-1，總磷≤0.5 mg·L-1，總氮≤15 mg·L-1，苯胺類≤1 mg·L-1，硝基苯類≤2 mg·L-1，出水水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計指標(biāo)要求。

預(yù)處理；生化處理；深度處理；化工園區(qū)混合廢水

某沿海工業(yè)園區(qū)污水處理廠為綜合工業(yè)污水處理廠，主要收集園區(qū)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)廢水。企業(yè)類型涵蓋精細(xì)化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料中間體和生物化工制品等行業(yè)，企業(yè)排水污染物成分復(fù)雜，水質(zhì)、水量波動較大。個別行業(yè)包括醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等，此類企業(yè)廢水毒性高、懸浮物，難降解污染物濃度較高，對這幾類廢水的處理，經(jīng)分類收集后，進(jìn)行針對性的預(yù)處理。此外，企業(yè)在排入污水廠前大部分已經(jīng)過包括生物二級處理在內(nèi)的處理，廢水中的易降解 COD 大幅下降，B/C值較低，水中含有較多的難生物降解或不可生物降解的物質(zhì)，難以滿足直接生物降解的要求，污水廠通過采用水解酸化技術(shù)，提高其可生化性。

根據(jù)國內(nèi)各園區(qū)污水處理的工程案例，廢水經(jīng)傳統(tǒng)生化工藝處理后，COD，TN難以達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)要求，因此，生化后廢水設(shè)深度處理單元，以保證能達(dá)標(biāo)排放。因此本項目針對來水的復(fù)雜性，采用“預(yù)處理+水解酸化+MBR 生化+Fenton 氧化+曝氣生物濾池+活性炭吸附”組合工藝，通過調(diào)試運營，取得了很好的處理效果。

1 工藝流程及主要設(shè)計參數(shù)

1.1 廢水水質(zhì)及排放要求

污水廠設(shè)計規(guī)模2.0萬 m3·d-1。從各企業(yè)排水毒性檢測情況看，農(nóng)藥類廢水較其他類型廢水毒性大，對生化系統(tǒng)的影響大，本次提標(biāo)改造針對農(nóng)藥廢水及部分醫(yī)藥廢水進(jìn)行單獨收集單獨預(yù)處理，預(yù)處理規(guī)模定為 5 000 m3·d-1。

根據(jù)大量的實測水質(zhì)資料，本工程以 85%的保證率作為設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)的依據(jù)，確定進(jìn)水水質(zhì)。出水 CODcr、TN、NH3-N、TP 四個主要指標(biāo)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）中的一級 A 標(biāo)準(zhǔn)，其他主要指標(biāo)仍執(zhí)行《化學(xué)工業(yè)主要水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》DB32/939—2006 表 2 中一級標(biāo)準(zhǔn)，項目的設(shè)計進(jìn)水和出水水質(zhì)如表1所示。

表1 設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)要求mg·L-1，pH無量綱

1.2 工藝流程

由圖1可知，在工藝前段設(shè)置預(yù)處理設(shè)施，針對部分企業(yè)（農(nóng)藥、醫(yī)藥）來水實施分質(zhì)預(yù)處理，改善來水中的大分子難生物降解物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，減輕對后續(xù)工藝的沖擊。預(yù)處理后與來水混合進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)，后進(jìn)入水解酸化池，水解酸化把難生化的轉(zhuǎn)化為易生化的，水解酸化后進(jìn)入AO脫氮工藝，進(jìn)行有機物的好氧氧化和硝化作用，通過好氧氧化進(jìn)一步去除有機物，通過硝化作用將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，完成 COD 降解和脫氮，出水進(jìn)入MBR 膜池，含泥污水實現(xiàn)泥水分離。膜池后最終進(jìn)入后續(xù)深度處理系統(tǒng)，污水進(jìn)入曝氣生物濾池，截留懸浮物與生物氧化，通過Fenton系統(tǒng)降解難降解有機物，同時考慮超越管線，當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)較好時，可超越 Fenton 系統(tǒng)，工藝后端增設(shè)活性炭吸附工藝，保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

廢水處理工藝流程見圖1

圖1 廢水處理工藝流程

1.3 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)

1.3.1 預(yù)處理設(shè)施

建5 000 m3·d-1分質(zhì)預(yù)處理設(shè)施，采用臭氧氧化工藝。臭氧作為一種強氧化劑，其氧化作用主要依靠臭氧分子的直接作用和臭氧分解產(chǎn)物·OH的間接氧化作用，從而實現(xiàn)直接或間接地降解污水中的有機物，對污水中的COD、總氮去除效果較好。臭氧氧化可以提高污水的可生化性，特別是新興污染物的降解[1-3]。采用臭氧對進(jìn)水中的有機污染物進(jìn)行氧化處理，改變污染物的分子結(jié)構(gòu)，利于后續(xù)的生物處理。

1）分質(zhì)預(yù)處理收集池

收集分質(zhì)預(yù)處理企業(yè)的來水，進(jìn)行均質(zhì)、均量的調(diào)節(jié)作用。設(shè)計水量：=210 m3·h-1，停留時間：HRT=6 h，結(jié)構(gòu)形式：鋼砼，半地上，數(shù)量：1 座。

2）臭氧氧化池

臭氧氧化塔內(nèi)為氣、水兩相反應(yīng)區(qū)。配套尾氣破壞系統(tǒng)。設(shè)計水量：=210 m3·h-1，停留時間HRT=2.0，臭氧投加量：100 mg·L-1。

1.3.2 主體生化工藝

1）生化池 1 座，規(guī)模為 2.0 萬 m3·d-1，平面尺寸75.4 m×67.6 m，水深 4.5 m，混合液回流比為 400%。分為 2 組，平行布置，每組之間由隔墻隔開，可獨立運行。

污水首先進(jìn)入缺氧區(qū)，缺氧區(qū)為脫氮的主要場所，水力停留時間6.0 h，分為兩級，污水與從好氧池回流的含硝態(tài)氮混合液充分混合，實現(xiàn)反硝化反應(yīng)，達(dá)到脫氮的功能?；旌弦夯亓鞅仍O(shè)置為 200%~400%。污水由缺氧區(qū)進(jìn)入好氧區(qū)，好氧區(qū)主要完成去除有機物、氨氮硝化、吸收磷的過程，好氧區(qū)停留時間 20 h?；钚晕勰辔⑸镌诤醚鯒l件下去除有機物，完成COD降解。

2）膜池

MBR 膜池是反應(yīng)池內(nèi)含泥污水實現(xiàn)泥水分離的場所，膜截留了反應(yīng)池中的微生物，池中活性污泥濃度高達(dá) 8~10 g·L-1。中空纖維膜組成的膜組件浸放于膜池內(nèi)，0.1 μm的孔徑阻止細(xì)菌通過。高濃度的污泥回流至生化反應(yīng)池好氧區(qū)，可使好氧區(qū)污泥濃度接近 10 g·L-1，大大提高了生化反應(yīng)池抗沖擊負(fù)荷能力。膜池內(nèi)的曝氣裝置完成兩種功能，既進(jìn)行膜的氣水振蕩清洗，保持膜表面清潔，又繼續(xù)在該段進(jìn)行生物降解，生物降解后的水在抽吸泵的作用下通過超濾膜，經(jīng)MBR 集水管匯集到清水池排出。膜系統(tǒng)正常運行所需要的出水池、清洗池與膜池合建。膜池主要設(shè)計參數(shù)如下：設(shè)備安裝規(guī)模2.0 萬 m3·d-1，膜池停留時間：1.0 h，供氣量：23 m3·min-1，膜通量：15 L/m2·h-1。

1.3.3 深度處理工藝

1）曝氣生物濾池

進(jìn)一步去除有機物、SS硝化、脫氮除磷的作用，其最大優(yōu)點是集生物氧化與截留懸浮物于一體[4]。采用上向流濾池形式，一座，處理能力 2.0萬·d-1。共分4格，濾料體積總計896 m3，單格尺寸：8.0 m×8 m，濾池總高=7.3 m，半地下鋼砼結(jié)構(gòu)。尺寸規(guī)格：××=40.0 m×18.3 m×7.3 m，有效深度 6.0 m結(jié)構(gòu)形式：鋼砼，半地下數(shù) 量：1 座設(shè)計水量：=2.0萬m3·d-1，水力負(fù)荷：＝4.0 m3/ m2·h-1。

2）活性炭吸附

（a）工藝原理及布置

吸附工藝采用鋼制罐，共12套，=2.0萬m3·d-1，為生化后深度處理單元，處理達(dá)一級 A 標(biāo)后出水直接排海。每組上有出水槽及三角堰，池內(nèi)裝煤質(zhì)破碎顆粒活性炭。每組一個配水用電動堰門。原水經(jīng)變徑進(jìn)水管及吸附器底部的布水器，由下向上通過活性炭床，經(jīng)吸附過濾處理后從吸附池上部三角堰槽匯集排出。吸附過程中，通過設(shè)在吸附器底部的空氣泵，將被污染的活性炭提到吸附器頂部的洗炭器，洗去 SS 后，凈炭靠自重返回炭床，含泥廢水自廢水管排至廢水井，自流入廠區(qū)污水泵站。

（b）工藝參數(shù)

吸附接觸時間1.2 h；濾速2.2 m·h-1。反洗周期視進(jìn)水 SS 確定，每系列按組自動滾動反洗，反洗廢水回流至生化處理系統(tǒng)前段。根據(jù)本廠進(jìn)、出水 COD濃度，活性炭飽和周期約為120~150 d。

2 工藝流程及主要設(shè)計參數(shù)

2.1 監(jiān)測結(jié)果

監(jiān)測單位對污水廠出水及各主要單元的監(jiān)測結(jié)果如表2所示，監(jiān)測結(jié)果表明，廢水經(jīng)污水處理系統(tǒng)處理后，出水 CODcr、TN、NH3-N、TP 四個指標(biāo)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）中的一級 A 標(biāo)準(zhǔn)。

表2 驗收監(jiān)測結(jié)果mg·L-1，pH無量綱

2.2 達(dá)標(biāo)保障措施

建議通過以下幾點加強污水廠的管理：

1）污水廠進(jìn)水工業(yè)廢水占較大比例，應(yīng)加強對進(jìn)水水質(zhì)的監(jiān)管，對工業(yè)廢水的接入，嚴(yán)格控制接管標(biāo)準(zhǔn)，同時加強對進(jìn)水水質(zhì)的監(jiān)測。

2）對各企業(yè)排入污水處理廠的水量進(jìn)行限制，特別是對廢水排放量較大的企業(yè)，應(yīng)限定其進(jìn)入污水廠的流量范圍，避免由于進(jìn)廠水量的大幅度波動給污水處理廠帶來不利影響。

3）盡量避免可能對生化產(chǎn)生抑制作用的重金屬或有毒物質(zhì)的超標(biāo)進(jìn)入。

4）加強在線監(jiān)控設(shè)施的運維管理，發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)及時上報并聯(lián)系在線監(jiān)控設(shè)施運維單位協(xié)調(diào)處置，盡快排查原因并記錄。

5）加強水解酸化池的運營管理，控制厭氧反應(yīng)在水解酸化階段。

6）由于污水廠進(jìn)水總磷濃度低，總氮濃度較高，可調(diào)整有機負(fù)荷及控制系統(tǒng)污泥齡，使反應(yīng)以硝化反硝化脫氮為主。

3 結(jié)論

1）污水廠采用預(yù)處理+水解酸化+AO生化+MBR 膜+Fenton 氧化+曝氣生物濾池+活性炭吸附+消毒工藝處理化工園區(qū)綜合污水，該工藝可以有效去除廢水中的有害物質(zhì)，利于生化工藝良好運行，深度處理確保尾水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。運行實踐及環(huán)保驗收表明，對接管廢水處理效果總體良好，處理后廢水達(dá)到設(shè)計排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

2）深度處理工段考慮超越管線，當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)較好時，可超越 Fenton 系統(tǒng)，降低運營成本。

［1］張海豐,劉洪鵬,張?zhí)m河,等. 臭氧- 活性炭技術(shù)對膜生物反應(yīng)器膜污染減緩研究[J].化工進(jìn)展,2013,32(2):453-459.

［2］馬靜,買文寧,王娟.臭氧氧化法深度處理纖維板生產(chǎn)廢水的研究[J].環(huán)境污染與防治,2010,12(9):55-57.

［3］潘尋,胡文容.臭氧處理檸檬酸廢水的實驗研究[J].工業(yè)水處理,2007,27(3):31-34.

［4］陳宇等,水解酸化-Biodopp+高效沉淀池+臭氧-BAF+過濾消毒工藝處理化工園區(qū)廢水[J].水處理技術(shù),2020,46(7):136-139.

Treatment of Mixed Wastewater From a Chemical Industry Park by Pretreatment-Biochemistry-Fenton Oxidation-Activated Carbon Adsorption Process

（Yancheng City Environmental Protection New Technology Research Center, Yancheng Jiangsu 224000, China）

Mixed wastewater from a chemical Industry park was treated by the pretreatment-biochemistry-Fenton oxidation-activated carbon adsorption process. Designedtreatment capacity is as follows: pretreatment 210 m3·h-1, biochemical treatment 850 m3·h-1，advanced treatment850 m3·h-1. Running results showed that the treatment effect was good, the water effluent index was as follows: pH=6～9,COD≤50mg·L-1, NH3-N≤5(8) mg·L-1，TP≤0.5 mg·L-1，TN≤15 mg·L-1，anilines≤1 mg·L-1,nitrobenzenes≤2 mg·L-1,the water quality index was superior to the design requirements.

Pretreatment; Biochemistry; Advanced Treatment; Mixed wastewater from chemical industry park

2020-01-26

王海棠（1973-），女工程師，江蘇鹽城人，1997年畢業(yè)于南京化工大學(xué)化工工藝專業(yè)，研究方向：環(huán)境工程。

TQ085+.4

A

1004-0935（2021）03-0310-04