工業污水處理工藝方案研究

劉天寶

(安徽水利水電職業技術學院，安徽 合肥 231603)

近年來，我國工業化進程發展迅速，工業污水量增加較快，工業生產產生的污水具有成分復雜，難降解、難處理等特點，污水如未能達標處理會對水生態、水環境造成影響，甚至影響人們正常生活。因此對于工業污水需根據污水中各種污染物指標和濃度進行全面綜合分析，并制定相應的水處理工藝措施，通過適合工業污水處理設備處理后才可達標排放。鑒于工業廢水的復雜性，本文通過研究污染物可生化性來了解工業污染物質能否在生物作用下去除到環境所允許的程度。

1 污水可生化性分析

常規的二級處理工藝只能處理可生化性較好的污水，對于生化性一般的工業污水必須采用多級處理工藝，處理過程中需在生化池增加水解酸化池與臭氧接觸氧化工藝，以確保工業污水處理安全,工藝流程如圖1所示。

圖1 工業污水處理工藝流程示意圖

1.1 可生化指標

(1) BOD5/COD 。生化需氧量表示水體在微生物存在下生化降解所需的氧量，可表示污水受有機物污染的程度，最常用的是5天生化需氧量，用BOD5表示。化學需氧量COD是指在一定條件下，用強氧化劑處理水樣時所消耗氧化劑的量。污水中通過BOD5/COD指標反映能生物降解有機污染物和有機污染物總量之間的比值，比值越大，體現污水越好生物處理，結合已有成果來評價污水的可生物降解性能見表1所列。本工程工業污水處理系統設計進水水質CODCr280mg/L，BOD580 mg/L，BOD5/CODCr=0.35，屬于可生化性一般的污水。

表1 污水可生化性評價參考數據

(2) BOD5/總氮。研究該指標的目的是為了使微生物在污水中吸收均衡的營養，保證其正常生長，便于污水處理效果更好，同時BOD5/總氮指標也是鑒別采用生物脫氮的處理效果的方式。反硝化細菌脫氮的原理是通過分解有機物過程來完成的，反應過程中要有足夠的碳源 (有機物)，才能保證反硝化的順利進行，正常情況下BOD5/總氮>4，即可認為達到預期處理效果，本工程 BOD5/總氮=80/40=2(進水TN以40mg/L計)，可知在采用生物脫氮處理前需要增強污水的可生化性。

(3) BOD5/總磷。BOD5/總磷指標是生物除磷效果分析的關鍵指標。進水中的BOD5是作為營養供除磷菌活動的基質，BOD5/總磷正常情況下大于20適合生物除磷，比值越大，生物除磷效果越明顯。分析該污水處理廠進水水質，本工程 BOD5/TP=80/3.5=23，生物除磷工藝適宜。

1.2 可生化性分析

通過上述分析，污水主要污染物指標中，CODcr、總磷和總氮則主要靠生物處理的方法解決，而該廠處理的工業污水可生化性一般，常規的二級生物污水處理方案不能達到處理效果，處理后的指標達不到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A類排放標準。

2 污水可生化性改良工藝分析

考慮到常規的二級處理工藝難以滿足工業污水處理要求，結合目前工業污水處理工藝中增強污水處理可生化性的工藝進行分析研究，分別對水解酸化處理工藝與臭氧接觸氧化工藝進行研究分析。

2.1 水解酸化工藝

由于污水處理廠處理系統工業污水進水BOD5濃度低，可生活性差，需要在二級生化污水處理前設置水解酸化池。水解酸化前污水需通過預處理系統，一般包括粗、細格柵、沉砂池等，如圖2所示，主要去除大顆粒懸浮物、砂礫等，預處理出水進入水解反應器，去除懸浮物、提高污水可生化性，經水解反應器處理后的出水進入后續處理設備。水解酸化池屬于傳統污泥床改進型設備，主要用于對低濃度工業污水的處理，停留時間約4-8h，適應正常氣溫下的運行，運行中無沼氣產生，降解有機物時只需要較低的消耗。

水解酸化工藝特點如下：

(1)能高效的去除各類有機物，且能耗較低。該工藝比以往的工藝對去除難以降解的有機物更加高效，其中去除SS、COD、BOD分別達到68%、27%、22%，使后續處理構筑物的負荷得到降低，高效、低能耗分解了其中的有機物，與常規工藝相比節能約25%。

(2)污泥量減少，且相對穩定。該工藝較以往常用污水處理方案產生的污泥量減少15～30%。結合缺氧處理工藝，在處理污水的過程中同時使泥污得到減容處置，對以往處理流程進行了簡化，池內污泥穩定，便于處置。

(3)造價低，便于運轉管理。常規初沉池還需水下設備維護，本次推薦工藝省去了該環節，一次性投入建設成本較以往初沉池投入費用低，且處理污染物效果好，管理方便。

2.2 O3接觸氧化工藝

O3接觸氧化工藝作為水處理環節中的一個操作程序，如圖1所示，其工作原理主要利用臭氧強氧化性，與污染物發生氧化反應，將復雜的污染物轉換為簡單的物質。O3在水中的分解速度很快，分解過程中能有效去除色、濁、嗅、味，去除污水中硫化物、氰、酚、農藥和石油類等污染物。O3接觸氧化過程發生如下兩種反應：一種是易于與苯酚等化合物、胺、乙醇等反應；另一種是由O3衰減產生的·OH自由基是水中存在的最強氧化劑，其氧化性可使水中的有機物迅速降解，幾乎無選擇性地和污水中所有的污染物發生反應，徹底氧化為 CO2和 H2O。而不能直接徹底氧化的有機物則轉化為可生化的簡單有機物，可通過后生化處理進一步去除。污水經過臭氧催化氧化處理后，再進入曝氣生物濾池進行生物降解。

3 結束語

本文分析了工業污水在生物作用下處理工藝方案，常規的二級處理工藝只能處理可生化性較好的污水，對于生化性一般的工業污水難以到達處理要求，為了使污水處理達到預期效果，文中推薦了處理效果較好的水解酸化池與臭氧接觸氧化工藝，這兩種工藝對工業污水處理效果較好，處理后的污水可以達到污水排放標準要求，可為同類型污水處理廠工藝選取提供參考。