某分散染料化工廢水的處理工程實例

某染料化工企業年生產規模為14000t，通過監測發現其生產廢水具有水質水量變化大、污染物濃度高、成分復雜、鹽度大、抑菌性物質含量高等特點，屬于典型的高濃度、高鹽分、難降解類廢水。為滿足工業園區污水處理廠進水水質要求，廢水采取“中和-MVR 除鹽-電解-氧化-混凝沉淀-水解酸化-A/O-二沉池-混凝沉淀-BAF 池”組合的主體工藝來處理生產廢水，使其最終出水水質能滿足園區污水廠接管標準（《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996 ），即pH為6～9、CODCr ≤500 mg/L、SS ≤400 mg/L、NH3-N≤50mg/L 和苯胺≤5 mg/L。

1 廢水水質水量

某染料化工企業日產廢水1600m3/d，按廢水的污染性質可分為高鹽廢水、高濃度廢水和低濃度廢水。其中，高鹽廢水來源于工藝廢水，高濃度廢水來源于工藝廢水、廢氣噴淋排水、設備沖洗水等；低濃度廢水主要來源于地面沖洗水、初期雨水和生活污水等。企業廢水生產周期不一、產品較多、水質水量不穩定、污染物濃度高、成分復雜、廢水中含有大量苯胺類、硝基苯類等有毒有害物質，且廢水中含有大量的硫酸，水質呈酸性，色度高，具有一定鹽含量。設計出水要求需滿足污水處理廠對納管廢水的水質要求。

2 廢水處理工藝流程及說明

2.1 廢水處理工藝流程

根據進水水量和水質情況，考慮一定處理余量，廢水處理站設計水量為2000m3/d，處理工藝如圖1 所示。

圖1 廢水處理工藝流程圖

2.2 主要工藝說明

2.2.1 高鹽廢水脫鹽處理

（1）中和釜

高鹽廢水中含有大量硫酸，通過投加NaOH 使廢水呈中性后，接入MVR 除鹽設施中進行廢水脫鹽。

（2）MVR 除鹽設施

MVR 是蒸汽機械再壓縮技術，重新利用其二次蒸汽對廢水進行加熱，廢水加熱產生的蒸汽經冷凝后進入污水處理站物化處理裝置，剩余的殘渣（廢鹽）作為危險廢物委托相關單位處置。

2.2.2 高濃度廢水預處理

（1）高濃廢水池

廠區高濃度廢水和除鹽后的廢水進入高濃廢水池，通過曝氣實現對水質水量的均質調節，保障后續物化處理設施穩定有序進行。

（2）電解池

廢水進入電解池內，電解池內放置鐵碳填料，形成電位差對廢水中的污染物進行微電解處理，廢水中的硝基苯類等污染物得到有效轉化，部分難降解和毒性污染物得到有效分解，有利于后續的氧化和生化處理。此階段廢水pH 約為2～4，鐵碳填料中Fe 轉化為Fe2+。

（3）氧化池

通過向氧化池中投加H2O2，并利用電解池產生的Fe2+，形成芬頓試劑，產生的羥基自由基對污染物有較強的氧化分解能力，使難生物降解有機物氧化分解為易降解的污染物，廢水生物毒性大幅度降低，可生化性得到提高，便于后續生化處理。此階段廢水pH 約為3～5，廢水中Fe2+轉化為Fe3+，廢水中的苯胺類等污染物在羥基自由基的氧化作用下得到大幅度去除。

（4）混凝沉淀池

向廢水中投加NaOH、Ca(OH)2將pH 調節至7～8 后，通過投加PAC 和PAM，并利用Fe3+的混凝原理，在沉淀區內將污染物進行沉淀處理，出水進入生化處理階段，沉淀污泥排至污泥處理系統。

2.2.3 混合廢水綜合處理

（1）水解酸化池

經預處理的染料廢水和低濃度廢水經中間水池混合后進入水解調節池，通過水解酸化菌的作用，將剩余大分子污染物進一步降解為小分子污染物，從而提高廢水的可生化性。

（2）A/O 生化池-二沉池

由于廢水中含有高濃度有機物、有機氮和氨氮，因而選用A/O 生化工藝作為廢水處理的好氧生化工藝。經水解酸化后的小分子有機物在A/O 池中進一步分解為CO2和水；同時在A池的缺氧條件下將廢水中的NO3-還原為分子態氮（N2），在O池的好氧條件下將廢水中的NH3-N 氧化為NO3-，同時通過控制回流，將好氧池內的硝化液回流至缺氧池，實現廢水的脫氮。

A/O 生化池出水進入二沉池內進行沉淀處理，沉淀的污泥部分回流至A/O 生化池，保障生化池內污泥濃度，剩余污泥進入污泥處理系統。

（4）混凝沉淀池-BAF 生物濾池

為進一步降低污染物的負荷，保障廢水的達標處理，在污水處理末端采用“混凝沉淀+BAF 生物濾池”進行深度處理。廢水經二沉池沉淀后，進入混凝沉淀進一步去除剩余顆粒物和膠體類物質后，進入BAF 生物濾池進一步降低COD 和氨氮等指標，出水排入園區污水處理廠。

2.2.4 污泥處理系統

混凝沉淀池、二沉池產生的剩余污泥經污泥泵送入污泥濃縮池進行濃縮，分離的上清液回流到中間水池重新處理；濃縮后的污泥采用板框壓濾機進行脫水，其濾液回流到中間水池重新處理，泥餅作為危險廢物外運處置。

3 處理效果分析

3.1 工程運行情況

根據當地環保部門取樣測試和企業日常取樣測試，結果表明企業廢水經處理后，綜合進出水水質情況，本工藝對污染物去除率較高，COD、SS、NH3-N 和苯胺類的總去除率分別為91.8%、96.6%、94.2%和98.6%，經處理后的出水水質可滿足園區污水處理廠對廢水進水水質的要求。

3.2 經濟分析

本項目分散染料化工廢水處理工程總投資2330 萬元，運行費用包含蒸汽費用、藥劑費、電費和人工費用等，但通過采用低能耗的MVR 除鹽等措施，廢水的處理成本有所降低，廢水處理成本約為10.31 元/m3。

4 結語

染料化工廢水由于其高濃度、高毒性、高鹽分和難降解的特點，導致處理達標困難、處理成本高昂。本處理工藝采用分質分流的方法，將高鹽廢水單獨采用“中和-MVR 脫鹽”工藝，出水與其他高濃度廢水混合進入“電解-氧化-混凝沉淀”工藝進行物化處理，物化處理后的出水再采用“水解酸化-A/O-混凝沉淀-BAF 生物濾池”進行綜合處理，經實際運行結果表明，廢水經以上處理后出水水質穩定，處理效果良好，其中COD、SS、NH3-N 和苯胺類的總去除率分別可達91.8%、96.6%、94.2%和98.6%，出水COD、NH3-N、苯胺的水質分別為409 mg/L、29 mg/L、7mg/L、4mg/L，滿足了園區污水處理廠對納管廢水的水質要求。本處理工藝通過采用MVR等節能工藝降低處理成本，采用水解酸化-A/O-BAF 生物濾池的多段生化工藝保障處理達標，處理效果和成本都可被企業接受，對同類染料化工廢水的處理有著一定參考意義。