高难度化工废水处理工程实例 6页

第25卷第4期污染防治技术Vol．25，No．42012年8月POLLUTIONCONTROLTECHNOLOGYAug．，2012高难度化工废水处理工程实例吴志坚，宋旭，胡大锵，胡睦周，李佳(浙江环耀环境建设有限公司，浙江杭州310000)摘要:针对化工废水COD、TN、盐分含量高的特点，该工程采用了“微电解－催化氧化－混凝沉淀”预处理、两级A/O生化及ABFT专效脱氮工艺，实际应用结果表明，COD去除率高达94%，出水各项指标均低于地方纳管标准，为高难度化工废水的处理提供了工程实例。关键词:高难度废水;微电解;催化氧化;A/O工艺;ABFT工艺中图分类号:X703．1文献标识码:AACasestudyonChemicalWastewaterTreatmentProjectwithHighDifficultyWUZhi－jian，SONGXu，HUDa－qiang，HUMu－zhou，LIJia(ZhejiangHuanyaoEnviromentConstructionCo．，Ltd，Zhejiang，Hangzhou310000，China)Abstract:Inthisstudy，thewastewaterwithhighconcentrationsofCODCr，totalnitrogenandsaltwastreatedby“Micro－elec-trolysis－catalyticoxidation－Coagulationsedimentation”pretreatmentproces，twostageA/OandspecialnitrogenremovalprocessABFT，theresultsofpracticalapplicationshowedthatCODCrremovalratewasmorethan94%，allindicatorsoftheeffluentarelow-erthanthelocalsewagenetworkstandards，providinganengineeringexamplefortreatmentofchemicalwastewaterswithhighdiffi-culty．Keywords:wastewatertreatmentwithhighdifficulty;micro－electrolysis;catalyticoxidation;aerobic/anaerobicproces;aera-tionbiologicalfluidizedtankprocess浙江嘉化工业园投资发展有限公司是一家基1000mg/L、NH4Cl约2000～2500mg/L;(4)其3础化工原料、公用工程配套和精细化工共同发展的他生产废水，水量530m/d，主要含甲砜甲苯等污综合性企业，应市场需求，公司于2011年初建设3染物，COD约5000mg/L、NH3－N约200mg/L、含万t/a邻对位项目，为贯彻环保“三同时”制度，同盐量约1～2%;(5)低浓度废水，主要为冷却循环3时配套建设废水处理站一座，设计处理量3000水、地面冲洗水、初期雨水等，水量1820m/d，3m/d，工程于2011年10月调试成功，出水达到嘉COD≤1000mg/L、NH3－N≤30mg/L。兴港区污水处理厂纳管标准。通过对废水污染源强分析，本项目废水分为两类:(1)高浓度生产废水(硝基苯废水、二氯甲烷废1废水来源及水质水、氯化铵废水及其他生产废水)，含有硝基苯、甲砜该公司邻对位项目投产后，主要产品有邻/对甲苯、二氯甲烷等有机污染物，特点是间歇式排放，甲苯磺酰氯、邻/对甲苯磺酰胺、对甲砜基甲苯等，水质水量波动大，有机物浓度高、总氮高、含盐量高;3生产废水包括:(1)硝基苯废水，水量300m/d，(2)低浓度废水，主要含有少量物料、部分悬浮物。浓度高，主要含硝基苯、甲苯等污染物，COD约12000mg/L、NH3－N约100mg/L、含盐量约3～2工程设计34%;(2)二氯甲烷废水，水量50m/d，浓度高，主2．1设计水质、水量要含二氯甲烷、有机氮等污染物，COD约12000～15000mg/L、二氯甲烷约15000mg/L、TN约收稿日期:2012－02－07;修订日期:2012－07－133000～4000mg/L;(3)氯化铵废水，水量300作者简介:吴志坚(1985—)，男，安徽黄山人，助理工程师，主3m/d，COD约5000mg/L、NH3－N约600～要从事水处理工程设计及管理工作。\n·36·吴志坚等.高难度化工废水处理工程实例第25卷第4期3设计水量为3000m/d，24h/d运行，综合考工程设计进出水水质见表1:虑各生产废水源及处理后排入港区污水处理厂，该表1设计进出水水质Tab1Designinfluentqualityandeffluentquality项目COD/(mg·L－1)BOD/(mg·L－1)NH－N/(mg·L－1)含盐量/(mg·L－1)二氯甲烷/(mg·L－1)pH/无量纲53进水≤6000≤1000≤200≤10000≤2502．0～4．0出水≤500≤300≤35//6．0～9．02．2废水处理工艺流程废水处理工艺流程见图1。图1废水处理工艺流程Fig．1Flowchartofwastewatertreatmentprocess2．3工艺流程说明氧化、分解为小分子物质，难降解物质被转化为易根据废水排放情况及特性采取分别收集的方降解物质，废水的可生化性大幅提高。其出水至中式，高浓度生产废水(硝基苯、二氯甲烷、氯化铵废和曝气池，在池内投加液碱至pH=8．5～9．5，投加水)进入调节池1，其他生产废水进入调节池2，低助凝剂PAM，形成大颗粒“矾花”后进入沉淀池2浓度废水进入调节池3(在各调节池内均质均量)，内进行泥水分离，出水自流至中间水池2。然后由泵提升至沉淀池1去除大部分砂粒等无机低浓度废水由泵提升至反应池，投加絮凝剂杂质，出水自流至中间水池1，投加液碱或硫酸调PAC、助凝剂PAM，进行曝气反应，废水中的大部分整pH至3．0～4．0，再提升至铁碳塔，采用下进上悬浮物、胶体脱稳凝聚并在沉淀池3中进行泥水分出方式，底部设布水管，顶部从锯齿型三角堰出水，离，出水自流至中间水池2，出水汇集至中间水池2内置新型烧结铁碳填料，规格为φ80．0×8．0mm后，投加液碱或硫酸调整pH至7．0～9．0，再提升阶梯环结构，并设曝气装置用于充氧，HRT约2h，至水解池。出水至催化氧化池，曝气充氧，氧化剂按3kg/t废通过水解酸化，将大分子有机物分解为小分子2+水投加，利用铁碳塔出水中Fe与H2O2形成Fen-有机物，提高废水可生化性，水解池出水进入由厌ton试剂，产生氧化力极强的OH·(羟基自由基)，氧池、好氧池组成的一级A/O系统(前置反硝化生HRT约3h，废水中硝基苯、二氯甲烷等苯环类、卤物脱氮)，出水进入二沉池进行泥水分离，再进入代烃类复杂有毒物质经“铁碳———催化氧化”后被由兼氧池、接触氧化池组成的二级A/O系统，出水\n2012年8月吴志坚等.高难度化工废水处理工程实例·37·进入终沉池进行泥水分离，二沉池、终沉池设置污=12m，一用一备)，控制方式为手动/远控，远控泥回流、接触氧化池设置混合液回流系统，废水中时由超声波液位计信号远程控制，设电磁流量计有机物在缺氧环境下被反硝化菌作为碳源利用，与一套。－－此同时硝化液中的NO3、NO2在反硝化细菌的作(4)沉淀池1用下转化成N2被除去，在好氧环境下废水中的有半地下式钢筋混凝土结构，尺寸:5．0m×5．0机物被微生物进一步生化降解，同时废水中的氨态m×5．0m，两座，内涂环氧树脂防腐，有效容积175－－3氮在硝化菌的作用下转化成NO3、NO2。为确保m，HRT=3．5h，主要作用是去除原水中沙粒等无32废水氨氮达标排放，终沉池出水进入专效脱氮机杂质，表面负荷1．0m/(m·h)，中心导流筒［1］ABFT池(曝气生物流化池)，ABFT池内投加占φ600mm两套，设液碱、硫酸加药装置各一套，用曝气池容积的40%～60%的高效微生物载体，特于出水调整pH至2．5～3．5。效微生物大量附着并固定在上面，通过鼓风曝气，(5)中间水池1使微生物载体在ABFT池中呈流化状态。附着在半地下式钢筋混凝土结构，尺寸:3．8m×1．03生物载体上的微生物膜从污染水体中吸取可溶性m×5．0m，内涂环氧树脂防腐，有效容积17m，有机物、氨氮、磷化合物等做为其生理活动所需的HRT=20min，主要作用是缓存沉淀池1出水，提营养物质，在代谢过程中将氨氮污染物质分解，使升至铁碳塔。设耐酸碱提升泵3台(50FSB－20，Q3污水得到净化。=27m/h，H=14m，两用一备)，控制方式为手沉淀池1、2、3物化污泥排至污泥储槽，再提升动/远控，远控时由超声波液位计信号远程控制，设至污泥浓缩池，二沉池、终沉池剩余污泥排至污泥在线pH计一套，电磁流量计一套。浓缩池，污泥含水率约从98%下降至96%，再由螺(6)铁碳塔杆泵输送至厢式压滤机进行脱水处理，泥饼(含水Q235结构，尺寸:Φ3．0m×H7．0m，2座，内3率约80%)外运处置，滤液回流至调节池1。衬胶防腐，有效容积90m，HRT=1．8h，主要作用2．4主要构筑物及设计参数是氧化大分子有机物，提高废水可生化性。内置活(1)调节池1性铁120t，设PPR穿孔曝气装置两套。半地下式钢筋混凝土结构，尺寸:15．0m×4．8(7)催化氧化池3m×4．0m，内涂环氧树脂防腐，有效容积266m，半地下式钢筋混凝土结构，尺寸:9．0m×3．83HRT=9．8h，主要作用是调节水质水量，考虑到位m×5．0m，内涂环氧树脂防腐，有效容积160m，差不同，调节池1空气搅拌采用独立风机2台HRT=3．2h，主要作用是收集铁碳塔出水后，投加3(HSR－150C、Qs=11．7m/min、ΔP=53．9kPa、1氧化剂形成Fenton试剂氧化大分子有机物，提高用1备)，气水体积比5:1。设耐酸碱提升泵2台废水可生化性。设PPR穿孔曝气装置一套，氧化3(50FSB－20，Q=27m/h，H=14m，一用一备)，剂加药装置一套。控制方式为手动/远控，远控时由超声波液位计信(8)中和曝气池号远程控制，设电磁流量计一套。半地下式钢筋混凝土结构，尺寸:10．0m×6．23(2)调节池2m×5．0m，有效容积290m，HRT=5．8h，主要作半地下式钢筋混凝土结构，尺寸:15．0m×4．0用是收集催化氧化池出水后，投加液碱调整pH至3m×4．0m，内涂环氧树脂防腐，有效容积222m，8．5～9．5、投加助凝剂PAM进行絮凝反应。设HRT=8．5h，曝气与调节池1风机共用。设自耦PPR穿孔曝气装置一套，液碱、PAM加药装置各一3式排污泵2台(CP52．2－65，Q=22m/h，H=14套，在线pH计一套。m，一用一备)，控制方式为手动/远控，远控时由超(9)沉淀池2声波液位计信号远程控制，设电磁流量计一套。半地下式钢筋混凝土结构，尺寸:5．0m×5．03(3)调节池3m×5．0m，两座，有效容积175m，HRT=3．5h，主半地下式钢筋混凝土结构，尺寸:20．0m×11．0要作用是去除大部分Fe(OH)3、Fe(OH)2等固体，332m×4．0m，内涂环氧树脂防腐，有效容积814m，去除部分COD，表面负荷1．0m/(m·h)，Φ600HRT=10．7h，空气搅拌与调节池1风机共用。设mm的中心导流筒两套。3自藕式排污泵2台(CP55．5－100，Q=76m/h，H(10)反应池\n·38·吴志坚等.高难度化工废水处理工程实例第25卷第4期半地下式钢筋混凝土结构，尺寸:2．0m×4．5地上式钢筋混凝土结构，采用辐流式沉淀池，3m×5．0m，有效容积40m，HRT=30min，主要作尺寸:Φ18．0m×H4．0m，主要作用是去除氧化池32用是投加絮凝剂进行絮凝反应，设PPR穿孔曝气出水中固体悬浮物，表面负荷0．5m/(m·h)，装置一套，PAC、PAM加药装置各一套。HRT为4h，设周边传动刮泥机CG18－C一台，配(11)沉淀池3用电机功率0．75kW，设污泥回流泵3台(G35－3半地下式钢筋混凝土结构，尺寸:4．5m×4．5150，Q=125m/h，H=7m，两用一备)，污泥部分3m×5．0m，四座，有效容积280m，HRT=3．7h，主回流至水解池、好氧池进口处，剩余部分排至污泥要作用是去除大部分絮凝体等固体，去除部分浓缩池。32COD，表面负荷1．0m/(m·h)，Φ600mm的中(17)兼氧池心导流筒四套。地上式钢筋混凝土结构，尺寸:18．0m×11．03(12)中间水池2m×5．5m，有效容积1000m，HRT=8h，主要作3半地下式钢筋混凝土结构，尺寸:8．8m×4．0用是反硝化脱氮。容积负荷≤0．8kgCOD/(m·3m×4．0m，有效容积130m，HRT=1h，主要作用d)，MLSS约10g/L，设潜水搅拌机QJB400/740，是缓存物化预处理出水，均质均量后提升至后续生功率3kW，两台。化系统。曝气与调节池1风机共用，设自耦式排污(18)接触氧化池3泵2台(CP57．5－150，Q=125m/h，H=12m，一地上式钢筋混凝土结构，尺寸:18．0m×14．03用一备)，控制方式为手动/远控，远控时由超声波m×5．5m(分2格)，有效容积1250m，HRT=10液位计信号远程控制，设液碱、硫酸加药装置各一h，主要作用是好氧生物氧化和硝化作用，容积负3套，用于调整pH至7．0～9．0，设在线pH计一套、荷≤1kgCOD/(m·d)，MLSS约6g/L，内设BMY电磁流量计一套。－215型微孔曝气装置600套，组合生化填料3(13)水解池Φ180mm约1000m，曝气充氧与好氧池风机共地上式钢筋混凝土结构，尺寸:25．0m×13．0用，实际运行时控制出水溶解氧为2～3mg/L。设33m×6．0m，有效容积1750m，HRT=14h，主要作混合液回流泵三台(G35－150，Q=125m/h，H=7用是水解酸化，分解大分子有机物，降低有毒物质m，两用一备)，出水混合液回流至兼氧池，控制回3对厌氧菌的影响。容积负荷≤1kgCOD/(m·d)流比约200%。设液碱加药装置一套。，MLSS约6g/L，设潜水搅拌机QJB400/740三台，(19)终沉池功率3kW。地上式钢筋混凝土结构，采用辐流式沉淀池，(14)缺氧池尺寸:Φ18．0m×H4．0m，主要作用是去除接触氧32地上式钢筋混凝土结构，尺寸:25．0m×9．0m化池出水中固体悬浮物，表面负荷0．5m/(m·3×6．0m，有效容积1250m，HRT=10h，在厌氧h)，HRT为4h，设周边传动刮泥机CG18－C一微生物的作用下废水中部分有机物得到去除，有机台，配用电机功率0．75kW，设污泥回流泵2台33氮进行氨化。容积负荷≤2．5kgCOD/(m·d)，(G35－150，Q=125m/h，H=7m，一用一备)，污MLSS约10g/L，设潜水搅拌机QJB400/740两台，泥部分回流至兼氧池、接触氧化池进口处，剩余部功率3kW。分排至污泥浓缩池。(15)好氧池(20)ABFT池地上式钢筋混凝土结构，尺寸:25．0m×24．0地上式钢筋混凝土结构，尺寸:35．5m×10．533m×6．0m(分4格)，有效容积3500m，HRT=28m×5．0m(分2格)，有效容积1690m，HRT=h，主要作用是好氧生物氧化和硝化作用，容积负13．5h，主要作用是通过附着在生物载体上的特殊3荷≤1kgCOD/(m·d)，MLSS约6g/L，内设BMY生物酶在曝气下进行硝化。内设BMY－215型微－215型微孔曝气装置1800套，微孔曝气采用独孔曝气装置940套，生物填料支架一套，Q235结323立风机三台(S41－250、Qs=65m/min、ΔP=68．6构，三层填料拦截网1360m，生物载体850m，生kPa、2用1备)，实际运行时控制出水溶解氧为2～物酶950kg。曝气充氧与好氧池风机共用。设液3mg/L。碱加药装置一套。(16)二沉池(21)污泥储槽\n2012年8月吴志坚等.高难度化工废水处理工程实例·39·地下式钢筋混凝土结构，尺寸:10．0m×8．5m糖、尿素及过磷酸钙维持系统微生物繁殖、代谢所需3×2．9m，有效容积210m，设污泥转移泵2台的养料，当系统COD去除率逐步由20%提升至3(CP52．2－80，Q=40m/h，H=10m，一用一备)，60%后，开始进水。在整个生化系统的培养驯化过设PPR穿孔曝气装置一套。程中，跟踪监测水质情况，根据变化调整进水负荷、(22)污泥浓缩池控制曝气量等，在处理效果良好情况下，按设计水量地上钢筋混凝土结构，浓缩池采用辐流式浓缩的5%～10%比例，逐步加大废水量，使微生物逐步［3］池，尺寸:Φ10．0m×H4．0m，污泥固体负荷为35适应新的环境。2kg/(m·d)，浓缩时间18h。设中心传动刮泥机物化预处理系统在生化系统污泥培养成熟后CG10－C一台，配用电机功率0．75kW，设螺杆泵开始进行调试。调试中，铁碳进水控制适宜pH并32台(G60－1，Q=16m/h，H=60m，转速520～稳定进水，初期只启用一套装置，催化氧化池内投B710r/min)，厢式压滤机2台(XMY180/1250－U，加氧化剂，中和曝气池内投加液碱及助凝剂PAM，2过滤面积180m，滤室总容量2700L)，运行周期进入沉淀池2进行泥水分离，反应池投加絮凝剂4～6h/d。浓缩池上清液、压滤滤液回流至滤液PAC、助凝剂PAM反应后进入沉淀池3进行泥水池，再输送至调节池1处理。分离，其有机物去除效果、泥水分离状况与进水水质、pH、加药量等有关，调试中反复操作，总结出适3工程调试及运行结果合本工程的最佳运行状况，确定各药剂最佳的投加3．1工程调试量和曝气强度。工程在2011年5月开始调试，先进行生化系统传统A/O工艺处理高氨氮废水很难稳定达标的污泥培养与驯化，污泥采用嘉兴港区污水处理厂排放，ABFT工艺采用专效菌种并创造其生长的最的生化干污泥(含水率约80%)，按设计污泥浓度一佳环境，对氨氮的硝化作用非常有效，结合公司在次性投加，并投加部分粪便水。水解池、缺氧池、兼合成革高氨氮废水的工程实例，该工程在最后环节氧池开启潜水搅拌机，24h运转，搅动底部污泥，使设ABFT池以保障氨氮稳定去除。调试中，投加专之呈悬浮状，增加固、液相接触面积，有利于微生物效菌种，曝气充氧，使微生物大量附着在填料上繁的培养。好氧系统开启罗茨风机供氧、泥水混合，启殖代谢，进行硝化反应。半个月后，系统适应了废动二沉池、终沉池污泥回流泵，24h运转。初期控制水环境，氨氮去除高效稳定。污泥负荷为设计负荷的30%左右，根据微生物细胞3．2运行结果对N、P的吸收规律，适当补充此类营养素，化验组该工程在2011年10月初各系统已稳定运行，3－每天检测各环节pH、COD、NH3－N及PO4指标，10月底进水负荷达到设计量的90%以上，以一周控制好氧系统pH=7．5－8．5，为系统硝化反应提供时间采用工程考核方式与业主完成了工程移交，主有利环境。前半个月内，系统不进水，通过投加葡萄要检测指标见表2。－1表2考核期检测数据(COD/mg·L)Tab2Testingdataofassessmentperiod项目日期原水中间水池1沉淀池2中间水池2缺氧池二沉池终沉池ABFT池去除率/%10．246135585846502852155846136534294．410．256021564245452855153845935733694．410．265956545343692678145544233831994．610．275832539242452573144043932831594．610．285902552442752566148545034633094．410．295933558643042605149545536734694．210．305738527941062506138542933931294．6注:原水为高浓度生产废水检测平均值，中间水池2为高、低浓度废水预处理后混合检测值。由表2可见，出水COD达到了设计要求，此NH3－N稳定在5mg/L左右，去除率达到97%外，检测了NH3－N及其他主要污染因子，出水以上。\n·40·吴志坚等.高难度化工废水处理工程实例第25卷第4期4经济分析(1)采用“铁碳－催化氧化－混凝沉淀”预处2废水处理站总占地面积8000m，工程总投理、两级A/O生化及ABFT专效脱氮工艺处理资1800万元，折合单位投资6000元/t废水。运COD、TN、盐分含量高的化工废水是可行的，尤其行费用包括:保证了氨氮的去除。经处理后出水各项指标均低(1)电费:根据设备的运行时间，耗电约5900于纳管标准，COD去除率大于94%，出水氨氮约5kWh/d，折合处理费用约1．57元/t废水;mg/L。(2)新鲜水费:约10t/d，折合处理费用约(2)物化预处理不仅去除了部分有机物，更为0．008元/t废水;废水的后续生化处理提供了有利条件。一级A/O(3)药剂费:30%工业液碱约10t/d，98%浓硫系统主要是去除有机物，二级A/O系统及ABFT酸用量很少，27%工业双氧水3．54t/d，PAC100池主要是去除氨氮，运行稳定后，特效脱氮菌种投kg/d，PAM6kg/d，ABFT池脱氮专效菌种调试初期加量较少，费用低。用量较大，系统稳定后用量较少，铁碳活性铁118(3)工程自动化程度较高。实际运行中，做好kg/d，折合处理费用约4．90元/t废水;各药剂的投加工作起重要作用，污泥需及时排放并④人工费:三班制，每班三名工人，按月工资2压滤脱水。000元计，折合处理费用约0．20元/t废水;［参考文献］⑤折旧、维修费用约0．3元/t废水;［1］上海市政设计研究总院主编，CECS209－2006，曝气生物流合计运行费用为6．364元/t废水。化池设计规程［S］，北京:中国计划出版社，2006．［2］纪轩主编．废水处理技术问答［M］．北京:中国石化出版社，5结论2003，140～142，226～227．檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺(上接第26页)manganese－oxide－modifieddiatomiteandicroemulsion－mod-［5］王宗霞，曾路，王小波，等．硅藻土在扫描电镜下的微观ifieddiatomite［J］．EnvironmentandPollution，2010，4(41):形貌［J］．电子显微学报，2006，25(S1):345－346．326－335．［6］袁鹏，吴大清．硅藻土在一些高附加值产品中的应用及其［17］顾惕人．表面化学［M］．北京:科学出版社，1994，6．基础研究［J］．矿物岩石，2000，20(1):101－104．［18］党玮．改性硅藻土处理含磷废水的研究［J］．胶体与聚合［7］扬宇翔，王鹏，陈荣三．硅藻土比表面的研究［J］．南京大物，2009，27(4):25－27．学学报，1991，27(4):706－714．［19］WenhuiXiong，JianPeng，YongfengHu．Chemicalanalysisfor［8］翁焕新，沈忠悦，张兴茂，等．硅藻土改性对工业废水降氟效optimalsynthesisofferrihydrite－modiWeddiatomiteusingsoft果的影响研究［J］．硅酸盐学报，2002，30(3):366－372．X－rayabsorptionnear－edgestructurespectroscopy［J］．Phys［9］徐如人，庞文琴．无机合成与制备化学［M］．高等教育出版ChemMinerals，2009，36:557－566．社，2001．［20］Wenhui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