蔡芬芬， 馬振英

（1.棗莊市市中生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心， 山東 棗莊 277000； 2.山東綠源工程設(shè)計研究有限公司， 山東 棗莊 277000）

1 工程概況

某公司主要從事氯堿化工及精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)， 主導(dǎo)產(chǎn)品包括燒堿、 聚氯乙烯、 水泥、 三氯乙烯等， 目前該公司發(fā)展成為集氯堿化工、 熱電、 建材、 精細(xì)化工為一體的循環(huán)經(jīng)濟生產(chǎn)制造企業(yè)。 該公司采用懸浮聚合工藝生產(chǎn)聚氯乙烯產(chǎn)品， 在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量母液廢水， 該廢水具有可生化性較差， 有機物難降解， 氨氮含量低， 溫度高， 堿度低等特點［1］， 屬于低濃度化工廢水。 因該企業(yè)排放污染物當(dāng)量指標(biāo)有限， 廢水不能直接外排， 為保證企業(yè)的正常生產(chǎn)， 同時解決廢水的環(huán)保問題， 通過多方比選， 最終確定采用前臭氧氧化-水解酸化-接觸氧化-過濾-后臭氧氧化工藝對廢水進行處理，出水達到GB／T 19923—2005《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》表1 中敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水標(biāo)準(zhǔn)后全部回用。

2 設(shè)計規(guī)模及水質(zhì)

聚氯乙烯裝置產(chǎn)生的PVC 離心母液廢水是采用脫鹽水在聚合反應(yīng)中作為分散介質(zhì)， 并不參與聚合反應(yīng)， 將氯乙烯（VCM）分散成液滴、 溶解分散劑， 最終以母液的形式外排， 其設(shè)計規(guī)模為200 m3／h。 廢水主要包含懸浮性的顆粒， 以及加入的一些特殊性化學(xué)物質(zhì)。 經(jīng)處理后， 出水水質(zhì)需達到GB／T 19923—2005 表1 中敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水標(biāo)準(zhǔn)。 設(shè)計進出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 設(shè)計進出水水質(zhì)指標(biāo)Tab. 1 Design influent and effluent water quality

3工藝流程

目前針對該類廢水， 國內(nèi)處理技術(shù)相對成熟，工程和可研成果均較多， 有電化學(xué)氧化法［1］、 MBR膜生化法， 還有常規(guī)的生化處理法。 目前主流工藝是采用水解酸化-接觸氧化的常規(guī)生化處理工藝對有機污染物進行去除， 將出水回用至冷卻塔進行循環(huán)利用［2］， 出水TDS 比常規(guī)循環(huán)冷卻水補充水會低很多， 具有非常好的循環(huán)冷卻水補充水優(yōu)勢。

根據(jù)實測結(jié)果， 本項目進水COD 濃度相比其他同類型企業(yè)偏高， 水質(zhì)波動也較大。 根據(jù)來水可生化性較差及最終出水要求高的特點， 確定采用冷卻塔-前臭氧氧化預(yù)處理工藝來提高廢水的可生化性， 之后采用水解酸化-生物接觸氧化二級生化工藝， 對廢水中的大部分有機污染物進行降解去除，最后通過多介質(zhì)過濾-后臭氧氧化深度處理工藝，進一步去除廢水中殘留的有機污染物、 懸浮物及濁度。 工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程Fig. 1 Process flow

離心母液廢水通過壓力管道進入冷卻塔降低廢水溫度， 保證出水溫度不超過35 ℃。 冷卻塔出水重力自流進入前臭氧氧化池， 臭氧通過微孔曝氣頭分散在水中， 利用臭氧的強氧化作用將高分子難降解有毒有害有機物降解為各種易降解的有機物， 并降低廢水的毒理性， 提高廢水可化生性［3］。 出水經(jīng)泵提升進入生物選擇池， 在厭氧環(huán)境下， 培養(yǎng)出優(yōu)勢的厭氧菌種， 提高微生物選擇性和可識別性。

之后廢水自流進入水解酸化池， 通過脈沖布水器使污泥和廢水充分接觸， 廢水中大分子有機物在兼氧菌及厭氧菌的作用下轉(zhuǎn)化為小分子易降解的有機物［4-6］， 同時水中有機氮逐步轉(zhuǎn)化為氨氮。 出水自流入生物接觸氧化池， 生物接觸氧化池內(nèi)懸掛填料， 懸浮在水中的活性污泥菌膠團逐步附著在填料上， 形成更加高效的菌膠團及微生物膜， 能有效提高好氧池中活性污泥濃度， 廢水中的有機物被降解成CO2和H2O。 接觸氧化池泥水混合物自流進入二沉池進行泥水分離， 大部分污泥回流至水解酸化池和生物接觸氧化池前端， 剩余污泥排至污泥儲池。

二沉池出水自流入中間水池， 再經(jīng)提升泵提升至多介質(zhì)過濾器， 利用壓力作用使廢水由濾料上部向下部流動， 懸浮物被截留在濾料上部， 保證出水懸浮物及濁度達標(biāo)。 濾料上部截留的懸浮物通過反洗排至反洗廢水池， 出水溢流到后臭氧氧化池， 利用臭氧的強氧化作用將水中剩余的有機物進行氧化分解并將水中細(xì)菌殺死， 保證出水COD 達標(biāo)， 出水通過回用水泵回用至廠區(qū)作為冷卻塔補充水。

4 主要工藝單體及設(shè)計參數(shù)

（1） 冷卻塔。 采用逆流式機械通風(fēng)冷卻塔， 玻璃鋼材質(zhì)， 置于前臭氧氧化池上。 設(shè)計規(guī)模為200 m3／h， 設(shè)計進、 出塔溫度分別不超過60、 35 ℃。

（2） 前臭氧氧化池。 設(shè)計尺寸為11.0 m×5.0 m×6.0 m， 有效水深為5.4 m， 反應(yīng)時間為45 min，緩沖區(qū)停留時間為15 min， 臭氧投加量為1.5 mg／L。 池頂設(shè)置尾氣破壞器分解釋放臭氧尾氣。

（3） 生物選擇池。 設(shè)計尺寸為11.0 m×10.0 m×6.0 m， 有效水深為5.0 m， 停留時間為2.5 h。 設(shè)置潛水?dāng)嚢铏C2 臺， 排泥泵2 臺（1 用1 備）。

（4） 水解酸化池。 4 座， 單座設(shè)計尺寸為13.0 m×8.0 m×7.0 m， 有效水深為6.5 m， 停留時間為13.5 h， 污泥濃度為6 000 mg／L， 污泥負(fù)荷為0.015 kg［COD］／（kg［MLVSS］·d）， 上升流速為0.6 m／h，外循環(huán)比為100%。 設(shè)置脈沖布水器4 臺， 配水罐1 臺， 內(nèi)循環(huán)泵8 臺（4 用4 備）。

（5） 生物接觸氧化池。 2 座， 單座設(shè)計尺寸為28.0 m×12.8 m× 6.5 m， 有效水深為5.8 m， 停留時間為20.5 h， 污泥濃度為3 500 mg／L， COD 容積負(fù)荷為0.27 kg［COD］／（m3·d）， 污泥負(fù)荷為0.076 kg［COD］／（kg［MLVSS］·d）， 填料負(fù)荷為0.521 kg［COD］／（kg［填料］·d）， 氣水比為12 ∶1。 曝氣采用管式微孔曝氣器， 通氣量為6 m3／（m·h）， 服務(wù)面積為1 ～2 m2／支； 拉西環(huán)式組合填料2 000 m3， 規(guī)格φ150 mm， 裝填高度為3 000 mm。

（6） 二沉池。 采用輻流式沉淀池， 中進周出形式。 設(shè)計尺寸為φ19.0 m×4.5 m， 有效水深為4.0 m， 沉淀區(qū)表面負(fù)荷為0.75 m3／（m2·h）， 污泥回流比為100%。 設(shè)置半橋式周邊傳動吸泥機1 臺， 污泥回流泵2 臺， 1 用1 備（兼排放用）。

（7） 多介質(zhì)過濾器。 4 臺， 設(shè)計尺寸為φ3.0 m×4.2 m， 濾速為8 m／h， 氣洗、 水洗強度均為12 L／（m2·s）， 氣洗時間為5 min， 水洗時間為10 min，反洗周期為24 ～48 h（可調(diào)）。 濾料采用石英砂和無煙煤組合， 石英砂粒徑為0.5 ～1.2 mm， 無煙煤粒徑為0.8 ～1.8 mm， 裝填總高度為2.4 m。

（8） 后臭氧氧化池。 設(shè)計尺寸為9.5 m×4.5 m×6.0 m， 有效水深為5.4 m， 停留時間為60 min， 臭氧投加量為2.5 mg／L。 未反應(yīng)完全的臭氧尾氣通過池頂?shù)奈矚馄茐钠鬟M行分解釋放。

5 運行情況

廢水站自2018 年5 月進水調(diào)試， 系統(tǒng)進水量為140 ～190 m3／h， 進水COD 質(zhì)量濃度穩(wěn)定維持在350 mg／L 以下， 進水pH 值維持在6 左右， 進水SS質(zhì)量濃度超過設(shè)計值， 為120 ～150 mg／L。 經(jīng)過2個多月連續(xù)進水運行調(diào)試， 各項出水指標(biāo)均能穩(wěn)定達標(biāo)， 出水COD 的質(zhì)量濃度穩(wěn)定在40 mg／L 以下，濁度穩(wěn)定在3 NTU 以下， 其余各項指標(biāo)均達到GB／T 19923—2005 表1 中敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水標(biāo)準(zhǔn)。 各處理單元處理結(jié)果見表2。

表2 各單元處理效果Tab. 2 Treatment effect of each unit

6 投資及運行費用分析

本工程總投資約為1 800 萬元， 其中土建工程投資1 000 萬元， 設(shè)備及安裝工程投資800 萬元，折算項目噸水投資為4 000 元／m3。 經(jīng)統(tǒng)計實際運行數(shù)據(jù)， 項目折算人工費為0.15 元／m3， 電費為0.63 元／m3， 藥 劑 費 為0.35 元／m3， 生 產(chǎn) 水 費 為0.03 元／m3， 合計直接運行費用為1.16 元／m3。

7 結(jié)語

項目已經(jīng)持續(xù)穩(wěn)定運行2 a 多， 說明采用前臭氧氧化-水解酸化-接觸氧化-過濾-臭氧氧化工藝處理PVC 離心母液廢水是穩(wěn)定可靠的， 出水COD質(zhì)量濃度穩(wěn)定在40 mg／L 以下， 濁度穩(wěn)定在3 NTU以下， 其余各項指標(biāo)均能達到GB／T 19923—2005表1 中敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水標(biāo)準(zhǔn)。 經(jīng)處理后的廢水回用于生產(chǎn)， 既減少了企業(yè)廢水的排放量， 控制了污染物外排， 又為企業(yè)節(jié)約了生產(chǎn)成本， 該處理工藝值得參考和借鑒。