塔式生物膜反应器在化工废水处理中的工程应用

Posted 2023-01-12 反应器

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采用气浮-絮凝沉淀-厌氧塔式生物膜反应器-好氧塔式生物膜反应器-接触氧化-二沉池工艺处理环氧树脂和双酚A生产综合废水。工程结果表明，废水中的CODCr、酚等污染物均可得到有效去除，出水水质可以达到GB8978—1996《污水综合排放标准》中三级标准的要求。介绍了工艺流程，给出了主要构筑物的设计参数及运行成本。
某化工企业原从事环氧树脂生产，建有环氧废水处理装置1套，采用气浮-絮凝沉淀-石英砂过滤器-HCR反应器-气浮处理工艺，出水可达标排放。现因生产调整，增加了双酚A产品的生产，因此，原有废水处理装置已无法满足现有生产废水处理的需要。为保证生产废水达标排放，对现有工艺进行改造，使其具有处理环氧和双酚A综合废水的能力。本文介绍了废水处理工艺的改造设计，给出了环氧和双酚A综合废水处理的工艺流程，以及主要处理构筑物的设计参数。
1.废水设计水量、水质
废水处理站设计处理能力为500m3/d。其中：环氧废水水量(包括蒸发冷凝水和低浓度清洗水)为300m3/d，双酚A废水水量为100m3/d，初期雨水水量为100m3/d。设计出水水质达到GB8978—1996《污水综合排放标准》中三级标准的要求。设计进、出水水质指标见表1。

环氧废水中主要污染物质是老化树脂、氯化钠、氢氧化钠、环氧氯丙烷、挥发酚、甲苯和二甲苯等；双酚A废水中主要污染物为苯酚等。2种废水混合后水质复杂，处理难度较大。
2.废水处理工艺流程
针对环氧和双酚A综合废水CODCr浓度高，具有生物毒性等特点，设计采用预处理和生化处理的组合工艺。
废水处理工艺流程见图1。

废水进入调节池进行水质、水量的调节后，提升至气浮池除去残留老化树脂，然后自流进入絮凝沉淀池，再次去除原水中的大部分颗粒污染物。向絮凝沉淀池中分别投加氢氧化钠、PAC和PAM，调节废水pH值至中性。综合废水经预处理后，进入生化处理系统去除有机物。废水中含有部分难降解有机物，需通过厌氧及水解来提高废水可生化性，有利于好氧微生物对有机物进行有效去除，处理工艺末端采用接触氧化池对残留有机物及酚进行把关处理，确保出水可满足达标排放要求。
塔式生物膜反应器径深比较小，具有占地面积小，对周围环境噪声小的特点，厌氧和好氧处理采用塔式生物膜反应器。厌氧塔式生物膜反应器和好氧塔式生物膜反应器是利用原有HCR进行改造，池内增加填料，可有效改善污泥易受原水冲击、活性恢复慢的问题。
3.主要处理单元及设计参数
(1)调节池。尺寸为12.0m×12.0m×4.3m，有效水深为4m，钢砼结构，HRT为27h。
(2)气浮池。尺寸为5.7m×3.1m×2.4m，负荷为2.6m3/(m2.h)，钢结构，处理规模为24m3/h。
(3)絮凝沉淀池。尺寸为9.3m×2.0m×3.3m，钢结构，中和及絮凝HRT均为20min，表面负荷为1.8m3/(m2.h)。
(4)厌氧塔式生物膜反应器。尺寸为Φ10.0m×11.0m，钢砼结构，有效容积为820m3，池内设有聚氨酯填料，填充率为50%。设内循环泵2台，每台流量为540m3/h；池内设射流器8套。容积负荷为0.54kg[CODCr]/(m3.d)。
(5)好氧塔式生物膜反应器。尺寸为Φ10.0m×11.0m，钢砼结构，有效容积为820m3，池内设有聚氨酯填料，填充率为50%。设内循环泵2台，每台流量为540m3/h；池内设射流器8套，容积负荷为0.43kg[CODCr]/(m3.d)。
(6)接触氧化池。尺寸为8.0m×8.0m×4.3m，钢砼结构，有效容积为256m3，池内设有离子型酶浮填料，填充率为60%。配套2台三叶低噪声罗茨风机，1用1备，每台风量为8.15m3/min，池内设穿孔管曝气，容积负荷为0.24kg[CODCr]/(m3.d)。
(7)二沉池。尺寸为8.0m×8.0m×4.3m，钢砼结构，配套污泥回流泵2台，每台流量为15m3/h，表面负荷为0.33m3/(m2.h)。
(8)监控水池。尺寸为4.0m×4.0m×3.5m，钢砼结构，有效容积为50m3。设排水泵2台，流量为25m3/h。
(9)污泥浓缩池。尺寸为6.0m×6.0m×4.3m，钢砼结构，有效容积为144m3。设污泥泵2台，每台流量为15m3/h；设带式压滤机1台，带宽为1.0m。
4.处理效果
该工程自2014年6月投入运行以来，处理出水稳定达标，各段处理效率及运行效果见表2。

5.处理成本分析
经运行统计，该工程处理成本见表3(不含设备折旧及污泥处置费)。

6.结语
(1)采用气浮-絮凝沉淀-厌氧塔式生物膜反应器-好氧塔式生物膜反应器-接触氧化-二沉池组合工艺处理环氧及双酚A生产综合废水是有效的，出水水质可稳定达到GB8978—1996中三级标准的要求。
(2)该工艺具有CODCr及酚去除率高，抗冲击性强，排泥量少，占地面积小等特点。