摘要：針對(duì)鹽城市某化工企業(yè)生產(chǎn)有機(jī)胺和香料2種產(chǎn)品產(chǎn)生的化工廢水，采用在2個(gè)工段各鋪設(shè)2套管網(wǎng)對(duì)每個(gè)工段產(chǎn)生的高低COD廢水進(jìn)行分類收集、處理，利用“鐵炭微電解+Fenton催化氧化+中和+絮凝沉淀”工藝處理高COD廢水，其出水與低COD廢水混合，再通過“水解酸化+A/O+MBR+ 氧化池(應(yīng)急用)”組合工藝處理。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，出水COD為465mg/L，SS、、NH4+-N、TP、TN、甲醛、甲苯的質(zhì)量濃度分別為350、45、1.7、52、0.08、0.1mg/L，各指標(biāo)均優(yōu)于《關(guān)于〈鹽城市沿海化工園區(qū)環(huán)境影響評(píng)價(jià)與環(huán)境保護(hù)規(guī)劃報(bào)告〉的批復(fù)》(蘇環(huán)管[2003]90號(hào))中園區(qū)污水處理廠的接管標(biāo)準(zhǔn)，處理費(fèi)用為9.37元/m3。

    我國(guó)化工行業(yè)飛速發(fā)展，對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，截至2016 年底，化工企業(yè)在全國(guó)工業(yè)企業(yè)中比例已達(dá)到7%[1]。但隨著大量化工產(chǎn)品的生產(chǎn)產(chǎn)生大量的化工廢水，如未經(jīng)處理直接排放到水體中，不僅會(huì)造成水體污染，而且嚴(yán)重危害周圍環(huán)境，危及人們的身體健康。化工廢水含有大量難降解的有機(jī)物，且水質(zhì)波動(dòng)大，對(duì)微生物具有毒害作用，單工藝處理效果往往達(dá)不到預(yù)期效果，因此一般采用“預(yù)處理+ 二級(jí)生化處理”的聯(lián)合處理工藝，出水直接排放或接入城鎮(zhèn)污水處理廠。

1 工藝流程

    鹽城市某化工有限公司以生產(chǎn)有機(jī)胺和香精香料等精細(xì)化學(xué)品為主，廢水排放量為600t/d。廠內(nèi)實(shí)現(xiàn)分質(zhì)分流，在2個(gè)工段各鋪設(shè)2套污水管網(wǎng)，對(duì)產(chǎn)生的廢水分高低COD 進(jìn)行收集：2種產(chǎn)品生產(chǎn)工藝廢水、設(shè)備沖洗廢水、有機(jī)胺生產(chǎn)中產(chǎn)生的45t/d鹽質(zhì)量濃度115g/L 經(jīng)三效蒸發(fā)除鹽預(yù)處理后收集的廢水等為高COD廢水，合并收集至調(diào)節(jié)池1，廢水中主要含有揮發(fā)酚、酯類、甲苯、乙酸等污染物，產(chǎn)生量為500t/d;車間地面沖洗水、初期雨水以及生活污水等為低COD廢水，合并收集至調(diào)節(jié)池2，產(chǎn)生量為100 t/d。其廢水水質(zhì)如表1。工程出水水質(zhì)執(zhí)行“蘇環(huán)管[2003]90號(hào)”文件中園區(qū)污水處理廠的接管標(biāo)準(zhǔn)(表1)。

    根據(jù)廢水水質(zhì)和水量特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際工程情況和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用“鐵炭微電解+Fenton 催化氧化+中和+ 絮凝沉淀”進(jìn)行預(yù)處理，并與低COD廢水混合，通過“水解酸化+A/O+MBR池+ 氧化池(應(yīng)急用)”進(jìn)行處理。如圖1所示。

2 裝置與設(shè)計(jì)參數(shù)

    2.1 三效蒸發(fā)除鹽系統(tǒng)

    化工廠產(chǎn)生的高含鹽廢水主要污染物為鹽類和有機(jī)物，且有機(jī)物中大部分屬大分子類。該廢水收集進(jìn)入三效蒸發(fā)除鹽系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)處理，使水和非揮發(fā)性的溶解物(鹽類，大分子有機(jī)物)相分離，降低廢水鹽度，提高其可生化性，為后續(xù)處理提供有利條件。

    設(shè)計(jì)參數(shù)：蒸發(fā)處理能力2t/h;占地面積l×b=1.5m×4.0m;設(shè)備數(shù)量：蒸發(fā)器3臺(tái)，預(yù)熱器1臺(tái)，冷凝器1臺(tái)，冷卻器1臺(tái);配套設(shè)備：成套，含蒸發(fā)分離器準(zhǔn)1.0m×6.5m、預(yù)熱器準(zhǔn)0.7m×2.6m，混合式冷凝器準(zhǔn)0.7m×26m，冷卻器準(zhǔn)0.5m×2.4 m，熱壓泵，真空泵，物料泵，平衡槽，離心結(jié)晶，電控箱，工作臺(tái)，及所有管路、閥門等，單套總運(yùn)行功率22kW。

    2.2 調(diào)節(jié)池1

    調(diào)節(jié)池1，1座，收集2個(gè)工段產(chǎn)生的工藝廢水、設(shè)備沖洗水等高COD廢水以及經(jīng)三效蒸發(fā)脫鹽廢水。為避免水質(zhì)水量不均勻?qū)е绿幚硇屎吞幚矸€(wěn)定性降低，設(shè)置具有調(diào)節(jié)功能的調(diào)節(jié)池，以保證后續(xù)處理工序長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)節(jié)池內(nèi)加入硫酸，調(diào)節(jié)廢水pH至2～4，為后續(xù)的微電解工藝提供酸性條件，內(nèi)置曝氣攪拌裝置，防止SS 沉降發(fā)臭。

    規(guī)格：l×b×h=11m×5.2m×3.3m，有效容積170m3，設(shè)計(jì)體積流量qV=500 m3/d;停留時(shí)間8.2 h;地下鋼砼結(jié)構(gòu)，玻璃鋼防腐。

    2.3 微電解池

    微電解池，2套。接受來自調(diào)節(jié)池廢水。在酸性條件下，微電解起到吸附絮凝和氧化還原的作用，可降低廢水中的色度、SS、COD，使廢水中的芳香化合物斷鏈、開環(huán)，便于被進(jìn)一步氧化，并降低其毒性提高廢水的可生化性。現(xiàn)有微電解裝置選用成套設(shè)備，出水自流進(jìn)入Fenton 氧化池。微電解池底部設(shè)有進(jìn)水管和曝氣管，上部設(shè)溢流口。

    規(guī)格：準(zhǔn)3m×6m。有效容積85m3。停留時(shí)間4.1h。

    碳鋼結(jié)構(gòu)，玻璃鋼防腐。

    2.4 芬頓氧化池

    芬頓試劑(H2O2和FeSO4混合制劑)具有較強(qiáng)的氧化性，可充分氧化廢水中經(jīng)微電解處理后斷鏈、開環(huán)的部分難降解的有機(jī)物，進(jìn)一步提高廢水的可生化性。芬頓氧化池，1 座，采用2 點(diǎn)進(jìn)雙氧水，前段處理已調(diào)節(jié)廢水pH至2～4，不需再調(diào)節(jié)pH，出水進(jìn)入絮凝沉淀池。

    規(guī)格：5.3m×1.6m×2.3m，有效容積19.5m3。鋼砼結(jié)構(gòu)，玻璃鋼防腐。

    2.5 絮凝沉淀池

    絮凝沉淀池，1座，接納來自芬頓氧化處理廢水。通過投加NaOH 溶液調(diào)節(jié)廢水pH，為了改善絮體的沉降效果，向加堿后的廢水中投加助凝劑PAM，絮凝沉淀后降低廢水中的膠體COD和色度。

    中和段l×b×h=1.6m×1.6m×2.3m，絮凝段l×b×h=3.7m×1.6m×2.3m，沉淀區(qū)l×b×h=7.3m×5.5m×5.3m，設(shè)計(jì)qV=500m3/d，沉淀區(qū)水力表面負(fù)荷0.52m3/(m2·h)，有效容積220m3。鋼砼結(jié)構(gòu)，池內(nèi)壁玻璃鋼防腐。

    2.6 調(diào)節(jié)池2

    調(diào)節(jié)池2，1座，收集經(jīng)預(yù)處理之后廢水與兩工段產(chǎn)生的車間地面沖洗水、生活污水、初期雨水等低COD廢水的混合廢水。為避免水質(zhì)及水量沖擊導(dǎo)致生化處理穩(wěn)定性降低，設(shè)置具有調(diào)節(jié)功能的調(diào)節(jié)池，以保證后續(xù)處理工序長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

    規(guī)格：l×b×h=8m×5m×5m，有效容積180m3，設(shè)計(jì)qV=600m3/d，停留時(shí)間7.2h。地下鋼砼結(jié)構(gòu)，池內(nèi)壁玻璃鋼防腐。

    2.7 水解酸化池

    水解酸化池，1座，利用異養(yǎng)型兼性細(xì)菌將廢水中難降解的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易降解的小分子有機(jī)物，將不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為溶解性的有機(jī)物，形成有機(jī)酸、醇類和醛類等，提高廢水的可生化性，為后續(xù)的處理工藝創(chuàng)造有利條件。MBR工藝產(chǎn)生的剩余污泥可在厭氧水解池內(nèi)消化，削減生化污泥量，降低污泥處理成本。COD容積負(fù)荷NV=0.58 kg/(m3·d);控制DO的質(zhì)量濃度不高于0.3mg/L。

    規(guī)格：l×b×h=11m×7m×5m，設(shè)計(jì)qV=600m3/d，有效容積350m3。地上鋼砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁玻璃鋼防腐。

    2.8 A/O 池

    缺氧段，1座，進(jìn)一步對(duì)水中有機(jī)物進(jìn)行降解，并通過反硝化菌的作用將回流混合液中的亞硝酸鹽氮及硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)忉尫臢V=0.68kg/ (m3·d);控制DO質(zhì)量濃度不高于0.5 mg/L。

    規(guī)格：l×b×h=11m×7 m×5m，設(shè)計(jì)qV=600m3/d，有效容積350m3。地上鋼砼結(jié)構(gòu)，池內(nèi)壁玻璃鋼防腐。

    好氧段，1 座，采用接觸氧化法，進(jìn)一步去除水中的COD。生物接觸氧化池內(nèi)設(shè)置組合填料，廢水與生物膜接觸過程中，有機(jī)物被微生物吸附、氧化分解和轉(zhuǎn)化形成微生物絮凝體以及填料中生物膜。NV=0.44 kg/(m3·d);控制DO 的質(zhì)量濃度2.0～3.0mg/L。

    規(guī)格：l×b×h=15×m 11m×5m;設(shè)計(jì)qV=600m3/d，有效容積750m3，污泥質(zhì)量濃度900mg/L。地上鋼砼結(jié)構(gòu)。

    2.9 MBR 池

    MBR 池，1座，通過膜的過濾將微生物完全截留在生物反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)污染物去除效率高、脫氮能力強(qiáng)，出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。MBR池選用孔徑在0.08～0.3μm 的浸沒式膜組件，出水經(jīng)濾膜過濾后由泵抽出。從填料上脫落的生物膜，經(jīng)污泥泵打入水解酸化池回用污泥，絮凝沉淀池污泥打入板框壓濾機(jī)，經(jīng)加藥后壓濾。

    規(guī)格：l×b×h=8.2 m×4 m×5 m;設(shè)計(jì)qV=600m3/d，

    有效容積150m3。地上鋼砼結(jié)構(gòu)。

    2.10 氧化池

    氧化池，1座，用于對(duì)MBR池出口的工藝廢水進(jìn)行深度處理，確保出水中NH4+-N 含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)后經(jīng)清水池直接排入園區(qū)污水處理廠。MBR池出水收集進(jìn)入氧化池，通過投加氧化劑(次氯酸鈉等)實(shí)現(xiàn)深度處理，確定出水達(dá)標(biāo)。水質(zhì)完全可以達(dá)到接管要求后，直接排入清水池。

    規(guī)格：l×b×h=2.5m×4m×5m，設(shè)計(jì)qV=600 m3/d，有效容積45m3。鋼砼結(jié)構(gòu)，池內(nèi)壁玻璃鋼防腐。

    2.11 清水池

    清水池，1座，處理出水達(dá)標(biāo)之后，排入清水池，經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門監(jiān)測(cè)并允許后，由泵打入接管園區(qū)污水處理廠。

    規(guī)格：l×b×h=8.2 m×4m×5m，設(shè)計(jì)qV=600m3/d，有效容積150m3。地下鋼砼結(jié)構(gòu)。

3 運(yùn)行情況

    該廢水處理設(shè)施于2016年11月開始運(yùn)行調(diào)試，穩(wěn)定運(yùn)行 年，期間出水水質(zhì)穩(wěn)定，處理效果明顯。經(jīng)當(dāng)?shù)氐?方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)各處理單元的出水進(jìn)行連續(xù)抽樣檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，其主要指標(biāo)均達(dá)到“蘇環(huán)管[2003]90 號(hào)”接管標(biāo)準(zhǔn)。各處理單元水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)如表2所示。

    該項(xiàng)目工程總投資約為480.6萬元，其中構(gòu)筑物土建投資303萬元，主要設(shè)備和裝置投資113.9萬元，其他費(fèi)用63.7萬元。

    動(dòng)力費(fèi)用：污水處理站實(shí)際運(yùn)行功率為96kW，電費(fèi)按江蘇省一般工業(yè)電價(jià)為0.8601元/(kW·h)，處理成本為3.3元/m3;藥劑費(fèi)用：含H2SO4、NaOH、PAM、PAC、H2O2、FeSO4、NaClO等的使用，處理成本為4.59 元/m3;人工費(fèi)用：含工人工資、維修成本、低值易耗成本，處理成本為1.58 元/m3。總運(yùn)行費(fèi)用9.47 元/m3。

4 結(jié)論

    針對(duì)鹽城某化工廠2個(gè)工段產(chǎn)生的廢水水質(zhì)差異大、水量不穩(wěn)定等特點(diǎn)，采用了2套管網(wǎng)對(duì)高COD和低COD廢水進(jìn)行分類收集，高COD 廢水采用鐵炭微電解+Fenton 催化氧化+ 中和+ 絮凝沉淀工藝進(jìn)行預(yù)處理，處理后廢水與低COD 廢水采用水解酸化+A/O+MBR+ 氧化池(應(yīng)急用)工藝處理，混合處理后最終出水COD 為465 mg/L，SS、NH4+-N、TP、TN、甲醛、甲苯的質(zhì)量濃度分別為350、45、1.7、52、0.08、0.1mg/L，各項(xiàng)指標(biāo)均穩(wěn)定達(dá)到“蘇環(huán)管[2003]90 號(hào)”接管標(biāo)準(zhǔn)。

    針對(duì)復(fù)合化工廢水難處理的特點(diǎn)，該廢水處理工藝具有處理效果好、使用壽命長(zhǎng)、系統(tǒng)抗沖擊能力強(qiáng)、出水水質(zhì)穩(wěn)定、社會(huì)效益明顯的優(yōu)點(diǎn)，其運(yùn)行總費(fèi)用為9.37元/m3，可為其他化工行業(yè)廢水處理及提標(biāo)改造提供參考借鑒。