化工废水处理工艺

Posted 2023-01-15 水处理

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灌云县临港产业园区总体规划面积140 km2，主要有化工、炼钢、造纸、港口机械、船舶修造、制药、木材加工等高耗能、大体量项目，截至2006 年底临港产业区累计入园项目100 个。随着产业区内企业的建成及投运，排放的污水量迅速增加，且废水中的污染物成分复杂，有机物、苯胺、挥发酚和硝基苯类含量高，难以生物降解，可生化性较差。

该产业园区污水处理厂一期工程总投资2 500 万元，设计处理规模10 000 t/d，设计24 h 连续运行。据统计，有4 股废水年排放量均超过300 000 t，分别来自氧化蒽醌、H 酸、包装纸、荧光增白剂生产企业。为增加废水的可生化性，一并处理少量生活污水。进水水质由业主提供的实测数据确定，出水水质要求执行GB 8978—1996《污水综合排放标准》的二级标准，见表1。

1 工艺设计

1.1 工艺流程

该项目采用厌氧水解—接触氧化—混凝气浮工艺。因产业园区内多为化工类企业，废水的B/C 较低，并含有难好氧降解的大分子有机污染物以及固体悬浮物。采用前置厌氧池进行厌氧水解，通过后置气浮池将残存的有机物捕集、吸附去除，保证出水水质，最后加入二氧化氯进一步降低出水色度，去除残余的有机物以确保出水达标。具体工艺流程见图1。

1.2 主要构筑物

（1）集水池。1 座，主要起缓冲水量作用，内设格栅以隔除漂浮杂物，有效容积300 m3，在进口处设置加碱罐作为企业排酸水的应急措施，蓄积到一定水量时通过提升泵泵至初沉池。

（2）初沉池。1 座，有效容积1 200 m3，HRT=6 h。投加PAC 使大颗粒物（主要为无机物）重力沉降。在初沉池进水时运转刮泥机，每天排泥2 h，上清液回流至调节池进一步均质。

（3）调节池。1 座，有效容积6 000 m3，HRT=6 h。底部设有空气搅拌设备，曝气强度好。上部设有酸碱调节罐，保持废水pH 波动不大，一般维持在7.0～8.0左右，使其处于微生物适应范围内，利于后续生物稳定处理。

（4）厌氧池。并联2 座，有效容积4 000 m3，HRT=20 h。池内设机械搅拌，通过兼性厌氧菌将大分子有机物开环断链转变成小分子有机物，改善废水的可生化性有利于后续好氧生物处理。

（5）接触氧化池。并联2 座，有效容积5 000 m3，HRT=25 h。池内采用鼓风曝气，池中微生物在好氧环境中氧化水中的有机物，将一部分有机物氧化成CO2和H2O，另一部分用于合成微生物的胞内物质，保证污泥营养和增殖，溢流进入二沉池。

（6）二沉池。1 座，有效容积1 200 m3。刮泥机在二沉池进水时运转，上清液进入气浮池。

（7）气浮池。1 座，有效容积200 m3。加入PAC、PAM 使悬浮颗粒物凝聚沉淀，加入二氧化氯用于氧化、脱色。

（8）污泥池。1 座，有效容积200 m3。主要接收初沉池、二沉池的污泥，由压滤机压滤后外运处置，上清液回流至集水池重新处理。

2 工程调试

由于该工程废水多为难生物降解化工有毒废水，为使系统稳定运行，重点调试厌氧池、好氧池两个单元。

2.1 厌氧污泥的培养驯化

厌氧池接种污泥取自三得利污水处理厂，接种量为15 g/m3 以上（以厌氧池容积计）。将接种污泥通过污泥回流泵均匀分布到厌氧池中，放置2 d 后开始驯化。厌氧污泥驯化时控制进水COD 在500～1 000 mg/L 左右，逐次提高进水COD，最后至接近2 000 mg/L，期间补充氮源、磷源和适量微量元素，使m（COD）∶m（N）∶m（P）=200∶5∶1，当出水COD 去除率始终为50%以上时，连续稳定15 d 即可认定污泥驯化成功，可转入启动阶段。

2.2 好氧污泥的培养驯化

接触氧化池接种污泥量按MLVSS 1.5 kg/m3 以上计算，将好氧活性污泥均匀投加到接触氧化池中（以池容的1/10～1/5 为宜），投泥时开启曝气系统，避免好氧池出水夹杂污泥过多。连续曝气24～48 h后，检测活性污泥颜色及上清液COD 的变化，确定是否进入系统启动阶段。当活性污泥颜色变为黄褐色，污泥沉降性能较好，接触氧化池填料上附着污泥（显微镜下可看到生物膜），上清液COD 低于100mg/L 时，可转入启动阶段。

2.3 其他工艺调试

混凝气浮工艺的调试主要是确定混凝剂的最佳投加量。该工艺选用的药剂为碱式氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）。因PAM 在pH>10 时才可充分发挥作用，故向原水中投加石灰将pH 调整至9～11 之间。以质量分数为0．1％的PAM 溶液，分3 组投加（5、10、15 mg/L）确定PAM 和PAC 的最佳投加量，结果表明PAM 为10 mg/L、PAC 为60 mg/L 为最佳药剂组合。

3 运行情况

系统调试完毕后投入运行，由当地环保监测站连续监控产业园区排放废水的水质，结果表明出水水质达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》二级标准要求。部分出水水质监测数据见表2。

4 经济分析

该污水处理厂工程总投资2 500 万元，总处理费用为2.22 元/m3。其中电费1.15 元/m3，药剂费用0.85 元/m3，人工费0.22 元/m3。

5 设计运行经验总结

（1）微生物的生长需按一定比例摄取碳、氮、磷及其他微量元素。但此类化工废水中营养物质含量不足，因此需定期向废水中投加氮、磷等物质以提供微生物代谢所需要的生长元素。。

（2）由于新增化工生产企业数家，废水的氨氮波动较大，因此可以考虑将接触氧化池中的污泥混合液回流至厌氧池，适当增加厌氧池的水力停留时间，增加对氨氮的脱除效率。

（3）该类化工废水处理工艺设计时应该考虑初期雨水的处理并制定事故应急措施。

6 结论

采用厌氧水解—接触氧化—混凝气浮工艺处理化工废水是经济、有效、可靠的，出水可稳定达到GB8978—1996《污水综合排放标准》中的二级排放标准要求。