物化法+A2/O生化法聯合工藝處理企業生產廢水運行分析

聶秀金

（沃威沃水技術（中國）有限公司， 上海 201203）

0 引言

TFT-LCD 企業產生的廢水種類多，成分復雜，高銅，高磷，高COD，有機氮和色度也較高。有機廢水的有機氮含量為80-150mg/L，COD 含量為800-1000mg/L；含磷廢水TP 含量為800-1200 mg/L，COD 含量為300-500 mg/L；彩膜廢水的COD 含量為2500-3000mg/L；含銅廢水是高銅和高COD 廢水，而且銅以絡合銅形式存在，處理難度較大，銅含量為100-200mg/L，COD含量為1000-1500mg/L。COD 值越高，說明水的污染程度越高，直接排入水中，一方面造成水富營養化破壞水體生態系統平衡，另一方面通過食物鏈進入人體，對人體機能造成損傷，危害人類健康。因此，工業高氨氮，高COD廢水，高磷及重金屬的如何進行有效處理，成為我國水環境改善的關鍵。

1 工藝與水質

廢水中的無機污染物一般采用的處理方法為物化法，高COD 廢水的處理方法包括物理法、化學法、生物法以及聯合處理法[1]。本文針對TFT-LCD 企業產生廢水的特點，采用物化法+A2/O 生化法相結合的方法處理TFT-LCD企業產生的廢水。

1.1 工藝流程設計

分析TFT-LCD 企業生產廢水特性，種類較多，污染物濃度高，不適合直接全部混合處理，而是對每股廢水進行針對性處理，將特定污染物去除后，再混合生化處理去除COD 和TN。具體流程如下：

圖1 物化處理工藝流程圖

1.2 物化處理階段

彩膜廢水含有高色度及高COD，若直接排至生化系統，會造成系統有機負荷過高，色度也會影響最終出水水質，最后導致系統出水無法做到達標排放。因此先對彩膜廢水進行物化處理，通過添加酸、堿、PAC 和PAM 藥劑, 調節pH，在PAC 的作用下形成膠體顆粒，PAM 的吸附架橋作用將膠體顆粒捕捉形成較大的繁花，經沉淀池固液分離，上清液的色度降低。

含銅廢水含有較高濃度的銅和COD，若直接排至生化系統，銅會使微生物中毒，導致生物相不健全，從而系統出水無法做到達標排放。先對含銅廢水進行物化處理，通過添加酸，堿，調節pH，在最佳的pH 條件下添加除銅劑，與銅形成固體沉淀物，再添加PAC 和PAM 藥劑，形成膠體顆粒，PAM的吸附架橋作用將膠體顆粒捕捉形成較大的繁花，經過沉淀池固液分離，從上清液的顏色可以看出，大部分銅已經被去除。

含磷廢水含有較高濃度的磷和COD，磷的量遠超出微生物生長所需要的碳磷比，因此不能直接排至生化系統，須先對含磷廢水進行除磷處理，通過添加Ca(OH)2，一方面用于調節pH，另一方面Ca 與P 形成Ca10(PO4)6(OH)2沉淀物，再添加PAC 和PAM 藥劑，形成膠體顆粒，PAM 的吸附架橋作用將膠體顆粒捕捉形成較大的繁花，經過沉淀池固液分離，絕大部分P 在此段得以去除，上清液帶有少部分P 進入生化系統作為微生物的磷營養，使生物相更健全。

1.3 A2/O 生化處理階段

無機廢水經過預處理后與有機廢水混合，統一進行生化處理，因為廢水中含有較高濃度的有機氮和COD，同時考慮節省運行費用及提高去除率，因此采用A1O1A2O2工藝，O 池的主要功能是將有機氮進行氨化，降解COD 及去除氨氮，A 池的主要功能是硝態氮轉變成氮氣，即反硝化，真正達到除氮效果[2]。從O1池將混合液回流至最前面的A1池，使其充分利用進水的COD 作為碳源進行反硝化,節省運行費用的同時提高去除率。廢水再進入第二階梯的A2O2進行深化降解、硝化、反硝化作用，進一步去除COD 和TN，A1O1A2O2工藝，最大程度提高TN 和COD 的去除率。

1.4 水質要求

企業的廢水處理站要求處理后的排放標準如下：

表1 廢水處理站處理排放標準

2 主要構筑物及其參數

2.1 彩膜廢水系統的反應池及沉淀池

彩膜廢水系統的處理能力為1560m3/d，所有構筑物為鋼筋混凝土結構，內襯FRP 防腐，反應池的水力停留時間36min，反應池尺寸為：3.65m x 1.8m x 6.8m，有效水深6m，每個反應池配置頂入式攪拌機，功率3.5kw，化學藥劑與污染物充分反應形成沉淀物；沉淀池9m x 9m x 6.8m，有效水深6m，刮泥機0.55kw x 1 臺，水力負荷0.8m3/m2.d。

2.2 含銅廢水系統的反應池及沉淀池

含銅廢水系統的處理能力為3600m3/d，所有構筑物為鋼筋混凝土結構，內襯FRP 防腐，反應池的水力停留時間32min，反應池尺寸為：3.65m x 3.65m x 6.8m，有效水深6m，每個反應池配置頂入式攪拌機，功率5.5kw，化學藥劑與Cu 充分反應形成沉淀物；沉淀池9m x 9m x 6.8m，有效水深6m，刮泥機0.55kw，水力負荷1.8m3/m2.d。

2.3 含磷廢水系統的反應池及沉淀池

含磷廢水系統的處理能力為2160m3/d，所有構筑物為鋼筋混凝土結構，內襯FRP 防腐，反應池的水力停留時間26min，反應池尺寸為：3.65m x 1.8m x 6.8m，有效水深6m，每個反應池配置頂入式攪拌機，功率3.5kw，化學藥劑與P 充分反應形成沉淀物；沉淀池9m x 9m x 6.8m，有效水深6m，刮泥機0.55kw，水力負荷1.1m3/m2.d。

2.4 有機廢水系統的生化池及沉淀池

有機廢水系統的處理能力為12000m3/d，分兩條線，每條線處理6000 m3/d，所有構筑物為鋼筋混凝土結構，內襯FRP 防腐，pH 調節池的水力停留時間18min，pH 調節池尺寸為：3.5m x 3.5m x 6.8m，有效水深6.3m，配置頂入式攪拌機，功率5.5kw，使酸堿充分反應；缺氧池的總停留時間為7h，缺氧池尺寸為：19.6m x 7.1m x 6.8m x 2 個x 2 列，有效水深6.3m，每個缺氧池配置2 臺潛水式攪拌機，功率5.5kw x 2 臺x 2 列；好氧池的總停留時間為15h，好氧池尺寸為：(19.6m x 22m x 6.8m + 19.6m x 12m x 6.8m)x 2 列，有效水深5.8m，好氧池配置微孔曝氣盤和鼓風機，風機功率110kw x 5 臺，好氧池設置混合液回流泵至缺氧池，2 倍回流比；沉淀池19.6m x 19.6m x 6.8m x 2列，有效水深5.7m，刮泥機0.55kw x 2 臺，配置污泥泵進行排泥及回流污泥，回流比為1，水力負荷0.65m3/m2.d。

3 運行效果分析

3.1 色度去除效果

彩膜廢水的特點是高COD 和高色度，預處理主要是去除色度，運行效果表明，通過物化法可以將色度從2000 降至100 以下，但PAC 或氯化鐵的加藥量是常規加藥量的10 倍。

3.2 TP 去除效果

目前除磷的最佳方法是物化法，把磷酸根轉化成磷酸鈣沉淀，采用一段化學混凝法，可將TP=1000mg/L 降至小于5mg/L，因為去除率較高，故Ca的加藥量會過量較多，因此，若去除率要求較高，又需要控制運行成本，一般建議采用兩段化學混凝法，其出水TP 可以小于1mg/L。

3.3 Cu 去除效果

TFT-LCD 企業產生的銅廢水，一般以絡合態形式存在，所以不能單純調節pH 來去除銅，需先考慮破絡，將絡合銅轉化成銅離子，再調節pH 轉化成Cu（OH）2沉淀，或者直接采用專用的除銅劑，可以直接將絡合銅轉成沉淀物。采用一段化學混凝法，可將Cu=100mg/L 降至小于2mg/L，若要求更低濃度的出水，建議采用兩段化學混凝，甚至可以采用螯合樹脂，既能節省運行成本，出水水質也較好。

3.4 TN/NH3-N/COD 去除效果

有機廢水中的氮，均以有機氮的形式存在，而且氮的濃度很高，從運行成本來考慮，生化法最為適中。有機廢水先在好氧池中進行COD 分解，轉化成CO2 和H2O；有機氮進行氨化，將有機氮轉化成氨氮；氨氮進行硝化，即氨氮轉化成硝態氮，好氧池這個過程可以將COD 處理至達標要求。通過混合液回流，將好氧池的硝態氮回流至缺氧池，在缺氧池中利用進水的COD 碳源或額外添加碳源，使硝態氮轉化成N2，實際上，AOAO 工藝進行了兩個階梯的COD 和TN 處理，通過沉淀池的固液分離，上清液的出水可以達到COD <150mg/L,NH3-N<20mg/L，TN<50mg/L。

4 成本分析

該項目每天消耗的10%PAC 456kg/d(500 元/t)，PAM 干粉 22kg/d(8800 元/t)，石灰4.65t/d(200 元/t)，除銅劑3.5t/d(22000 元/t)，電費1.9 元/m3 水，折合噸水的運行費用5.96 元/t。

5 結語

該污水處理廠，根據每股廢水的特性，對污染物進行針對性的預處理，將相應的污染物預處理完畢后，再與有機廢水混合統一進行生化處理，有效的去除Cu，TP,色度，COD，TN，NH3-N 的同時給生化系統的生物相穩定提供了條件，確保了系統的穩定運行。物化法+AOAO+沉淀池的組合工藝，去除Cu，TP,色度，COD，TN，NH3-N 效果顯著，出水達到排放要求。