某化工企業(yè)高濃度有機廢水處理工程實例分析

胡林紅

(江西省樟樹市環(huán)境監(jiān)測站，江西 樟樹 331200)

1 引言

有機化工廠和有機助劑廠在石油化工企業(yè)中占據(jù)著重要的地位，其產(chǎn)品主要是化學(xué)試劑、化工中間產(chǎn)品，或者生產(chǎn)合成材料的單體。這類高濃度有機化工污水水質(zhì)復(fù)雜，污染物種類多，污水的COD含量高(多數(shù)可達幾千至十幾萬)，pH值變化大，而且間歇排放，水質(zhì)變化大，難以直接采用單獨的物化或者生化技術(shù)處理。化工行業(yè)產(chǎn)生的高濃度有機廢水，對人們的生活環(huán)境產(chǎn)生較大的影響，因而探究其處理技術(shù)的應(yīng)用具有重要的價值[1]。探究化工行業(yè)高濃度有機廢水的物理、化學(xué)以及生物處理技術(shù)，已為化工行業(yè)的正常生產(chǎn)以及改善人們生活環(huán)境帶來一定的借鑒[2]。

本文以某化工企業(yè)高濃度有機廢水處理工程為例，該企業(yè)在合成高分子物質(zhì)時反應(yīng)產(chǎn)生的廢水成分復(fù)雜、變化大、濃度高，排放時間不均勻容易產(chǎn)生聚合反應(yīng)。

2 實驗部分

2.1 廢水處理要求

處理后廢水中COD、SS、氨氮，全鹽量需滿足該企業(yè)所在園區(qū)污水處理廠的設(shè)計進水標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 設(shè)計工藝流程

此類典型化工高濃度生產(chǎn)廢水，本工程處理的污水中含有部分溶劑，親水性強，采用預(yù)處理+催化氧化+復(fù)合生物降解的工藝，配合智能化操作系統(tǒng)。由于此類廢水前期進水濃度不確定，波動很大，考慮預(yù)處理，物化后上清液可生化性提高，BOD/COD>0.25，利用復(fù)合生物法能有效降解污水中的COD、BOD，且運行費用較低，最后確保出水達所在園區(qū)污水處理廠的設(shè)計進水標(biāo)準(zhǔn)。

該企業(yè)高濃度廢水處理工藝流程如圖1所示，廢水通過集水井提升至調(diào)節(jié)池均衡水質(zhì)水量暫儲存后，將廢液混合勻質(zhì)勻量，同時曝氣，設(shè)潛水提升泵將中和后混合廢液用污水提升泵將調(diào)節(jié)池廢水打入一體化設(shè)備(催化氧化混合反應(yīng)-發(fā)生器)，此處為化學(xué)預(yù)處理的關(guān)鍵設(shè)備。反應(yīng)器內(nèi)裝載著特制的催化劑，反應(yīng)器頂部進水并加入反應(yīng)藥劑以誘發(fā)空氣催化氧化反應(yīng)，底部以氣水比為20：1的量鼓入空氣，在少量反應(yīng)藥劑的誘發(fā)下進行常溫常壓條件下的空氣為主的催化氧化反應(yīng)。反應(yīng)的pH值在5，HRT=6h，反應(yīng)中一部分有機污染物被氧化成小分子或CO2和水，部分有機物則發(fā)生氧化偶合反應(yīng)生成疏水性的大分子(將在后續(xù)的混凝反應(yīng)步驟內(nèi)除去)。混凝反應(yīng)廢水調(diào)節(jié)pH至7.5，此時廢水經(jīng)過催化劑作用，在內(nèi)含三相分離器中內(nèi)除去固體懸浮物和上層的有機物質(zhì)。經(jīng)第一次催化氧化和混凝反應(yīng)后，可使COD的去除率達80%，石油類的去除率達90%，SS的去處率達90%，主要是去除石油類、苯類、鹽分和其他親水性有機物物質(zhì)，同時達到了大幅度降低污染物濃度的效果。

通過物化混凝沉淀后的廢水上清液，自流進入復(fù)合生化系統(tǒng)處理，利用原有生化系統(tǒng)，生化降解處理可采用復(fù)合式三段生化處理裝置。由于此類廢水難生化，建議投加少量營養(yǎng)劑和混合低濃度污水進入復(fù)合生化系統(tǒng)，這樣污水可生化性提高。在保證處理效果的前提下，盡可能減少工程投資和運行費用。因此原則上擬采用活性污泥法工藝，抗沖擊負荷高、運行費用相對比較低、處理流程相對比較簡單，去除污水中的有機物、氨氮和磷效果明顯等優(yōu)點，并可以確保穩(wěn)定出水達標(biāo)。

活性污泥工藝是生化反應(yīng)的核心階段，復(fù)合生化法的實質(zhì)是微生物在缺氧、兼氧與好氧的情況下分解水中的有機物，水中的有機物一部分被微生物降解，另一部分則轉(zhuǎn)為微生物自身繁殖所需物質(zhì)，從而使廢水得到凈化。復(fù)合生化系統(tǒng)運行過程中生長有大量的微生物，這些微生物是利用污水中的有機物作為自身新陳代謝的養(yǎng)料。污水中的有機物在微生物的新陳代謝過程中，或合成微生物的細胞體而被分離，或被氧化成二氧化碳和水。因此，微生物在其生命活動的同時，也完成了對有機物的降解。廢水中的大部分有機物CODcr和BOD5在生化段得到大部分去除，從復(fù)合生化池出來的污水流入至清水池，清水池中水通過水泵排至市政污水管網(wǎng)。

圖1 廢水治理達標(biāo)工藝流程圖

3 結(jié)果與討論

3.1 運行結(jié)果分析

該企業(yè)高濃度廢水產(chǎn)生量約為1200噸/年，進出水檢測結(jié)果對比分析，該化工企業(yè)高濃度有機廢水經(jīng)預(yù)處理+催化氧化+復(fù)合生物降解后，廢水排放可達到園區(qū)污水處理廠納管標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果見表1。

表1 生產(chǎn)廢水進出水水質(zhì)檢測結(jié)果一覽表

3.2 討論

電費7萬，藥劑2萬，耗材維護費用3萬，費水1200噸左右，每噸水處理費100元左右，運行費用在企業(yè)可接受的范圍內(nèi)，該措施經(jīng)濟上可行。

4 結(jié)論

有機化工行業(yè)企業(yè)廢水排放具有廢水量發(fā)，水質(zhì)復(fù)雜且變化大，污染物種類多，污水的COD含量高，pH值變化大燈特點，該企業(yè)采用預(yù)處理+催化氧化+復(fù)合生物降解處理工藝處理后排放。工程實例結(jié)果表明，采用上述工藝能大幅降低廢水中污染物的排放濃度，做到達標(biāo)排放，設(shè)施運行穩(wěn)定且能夠達到清潔生產(chǎn)的要求。