物化預(yù)處理-UASB-好氧工藝處理化工廢水工程實(shí)例

戴希羽，徐君航，胡輝露，紀(jì) 振，朱建梅

(常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州 213164)

某公司主要從事三氯吡碇醇鈉、間苯二酚、三氯乙酰氯、對氯苯甲醛等化學(xué)品的研發(fā)和生產(chǎn)。廢水中主要含有鄰二氯苯、無機(jī)鹽等，其COD、鹽含量較高。

1 廢水水質(zhì)和水量

公司主要產(chǎn)品生產(chǎn)過程中排放的工藝廢水按照水質(zhì)可分為高濃度廢水、低濃度廢水，總排放量為141150 m3/a，按年生產(chǎn)300 d計(jì)，則日處理水量為471 m3，考慮到企業(yè)今后的發(fā)展需要，設(shè)計(jì)處理能力為550 m3/d，工程設(shè)計(jì)廢水水質(zhì)和水量見表1。

表1 廢水水質(zhì)和水量

注：“-”代表未檢測或不作要求。

2 工藝流程

本工程選擇工藝流程時需考慮：(1)廢水種類繁多，特別是高濃度廢水中含有氯化物、總磷和氨氮等特征污染物，COD高達(dá)數(shù)萬mg/L，需進(jìn)行分質(zhì)預(yù)處理，即要先除鹽[]；廢水中鄰二氯苯含量較高，較難生化，可以采用鐵碳微電解、Fenton氧化進(jìn)行預(yù)處理[2-3]。(2)由于綜合廢水COD約為6000 mg/L，還必須采用厭氧-好氧聯(lián)合處理技術(shù)即可達(dá)到接管標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)廢水的水質(zhì)水量情況，最終確定采用物化預(yù)處理+UASB+好氧生化工藝[4]處理企業(yè)廢水，工藝流程見圖1。

各車間的高鹽分廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池1混勻后由泵提升至蒸餾系統(tǒng)進(jìn)行除鹽處理。出水進(jìn)入中和池，加入硫酸同時利用空氣攪拌將pH調(diào)節(jié)至2.5左右，而后流入調(diào)節(jié)池2，與其它高濃度廢水混合。經(jīng)泵提升進(jìn)入鐵炭微電解池，通過鐵炭微電解降解廢水中的有機(jī)物。出水自流進(jìn)入芬頓氧化池，投加雙氧水、硫酸對廢水中難降解有機(jī)物進(jìn)行氧化分解。出水自流進(jìn)入混凝沉淀池，投加氫氧化鈣調(diào)節(jié)pH值至8～9，并加PAM絮凝，出水進(jìn)入中間水池。

中間水池廢水經(jīng)泵提升進(jìn)入UASB進(jìn)行厭氧發(fā)酵。出水進(jìn)入兼氧池，同時低濃度廢水也進(jìn)入兼氧池。兼氧池出水自流進(jìn)入中沉池進(jìn)行泥水分離。出水進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧生物處理，好氧池出水一部分回流進(jìn)入兼氧池，一部分自流進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，二沉池出水自流進(jìn)入清水池計(jì)量排入園區(qū)污水處理廠。

圖1 工藝流程

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

(1)調(diào)節(jié)池1。1座，地下式，鋼砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯玻璃鋼防腐。尺寸為：12.0 m×9.875m×2.8 m，有效水深2.0 m，有效容積為237 m3，HRT為18.2h。

(2)蒸餾系統(tǒng)。1套，選用搪玻璃反應(yīng)釜做加熱蒸發(fā)器，帶錨式攪拌器，為成套定型設(shè)備，蒸發(fā)能力為311.5t/d。

(3)調(diào)節(jié)池2。1座，地上式，鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯玻璃鋼防腐。尺寸為：2.0 m×2.0m×3.0 m，有效水深2.5 m，有效容積為122.5 m3，HRT為7.5h。

(4)鐵碳微電解池。2座，一座尺寸為D 3.4m×8.5 m，地上碳鋼結(jié)構(gòu)(內(nèi)壁防腐)，有效水深5.86m，有效容積為53 m3，一座尺寸為D 2.6m×7.5 m，地上碳鋼結(jié)構(gòu)(內(nèi)壁防腐)，有效水深5.5m，有效容積為29 m3，總水力停留時間約5 h，均內(nèi)置鐵碳填料和曝氣系統(tǒng)，配備pH自動控制器，加藥計(jì)量泵。

(5)芬頓氧化池。1座，地上碳鋼結(jié)構(gòu)(內(nèi)壁防腐)，尺寸為：3.0 m×6.3m×6.0 m，有效水深5.5 m，有效容積為104 m3，HRT為6.4h。

(6)混凝沉淀池。1座，地上鋼砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯玻璃鋼防腐，尺寸為：6.9 m×4.5m×6.0 m，反應(yīng)區(qū)尺寸1.5 m×2.1m×2.0 m，沉淀區(qū)尺寸4.5 m×4.5m×6.0 m，沉淀區(qū)有效水深1.97m，表面負(fù)荷0.80m3/m2.h，有效沉淀時間2.5h。

(7)中間水池。1座，分5格，地下鋼砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯玻璃鋼防腐，其中4格尺寸為：5.0 m×6.0m×2.0 m，1格尺寸為：12.0 m×9.875m×2.8 m，總有效容積417m3，水力停留時間時間25.6h。

(8)UASB。1座，地上鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸為D 13.0m×13.0 m，有效水深12.5m，有效容積1658m3，水力停留時間4.2 d。

(9)調(diào)節(jié)池3。1座，地下鋼砼結(jié)構(gòu)。尺寸為：3.0 m×9.0m×3.0 m，有效容積為67.5 m3，HRT為10.2h。

(10)兼氧池。1座，地上鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸為D 6.5m×12.0 m，有效水深11.0m，有效容積365m3，水力停留時間16h。

(11)中沉池。1座，地上碳鋼結(jié)構(gòu)，尺寸為D4.0m×5.0 m，表面負(fù)荷1.17m3/m2·h，有效水深2.3m。

(12)好氧池。1座，4格，半地下鋼砼結(jié)構(gòu)，單格尺寸為3.0 m×10.0m×6.0 m，有效水深5.5m，有效容積660m3，水力停留時間28.8h。

(13)二沉池。1座，半地下鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸為4.5 m×4.5m×5.5 m，表面負(fù)荷1.13m3/m2·h。

本工程配套設(shè)備還包括污水提升泵、污泥回流泵、羅茨風(fēng)機(jī)、壓濾機(jī)、螺桿泵等。

4 工程處理效果

該工程建成經(jīng)調(diào)試穩(wěn)定運(yùn)行后，對主要處理單元進(jìn)出水水質(zhì)進(jìn)行了驗(yàn)收監(jiān)測，各工藝單元廢水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果見表2。

表2 處理出水水質(zhì)

可以看出物化預(yù)處理工藝(蒸餾-鐵碳微電解-芬頓氧化-混凝沉淀組合工藝)對廢水中COD、氯化物、磷酸鹽、氨氮等有很好的去除效果，去除率分別為90.4%、95.0%、98.0%和64.2%，整個工藝處理出水COD為383 mg/L、氯化物為2744 mg/L、磷酸鹽為0.8 mg/L、氨氮為26mg/L，達(dá)到園區(qū)接管要求(表1)。

該工程總投資為950萬元，其中土建費(fèi)用為390萬元，設(shè)備投資560萬元，基建投資為17273元/m3。運(yùn)行費(fèi)用為17.3元/m3，其中蒸汽費(fèi)為7.40元/m3，電費(fèi)為5.80元/m3，人工費(fèi)為1.20元/m3，藥劑費(fèi)為2.90元/m3。

5 結(jié)論

(1)采用物化預(yù)處理+UASB+好氧工藝處理化工生產(chǎn)廢水，運(yùn)行結(jié)果表明：COD低于500 mg/L，氯化物低于10000 mg/L，磷酸鹽低于8 mg/L，氨氮低于35 mg/L，能達(dá)到園區(qū)接管要求。

(2)采用物化(蒸餾、鐵碳微電解、芬頓氧化、混凝沉淀)分質(zhì)預(yù)處理可有效去除工藝廢水中的COD、氯化物、磷酸鹽和氨氮，有效地降低了生物處理工藝的負(fù)荷。