高浓度化工废水处理工程实例

作者简介：秦继华（1979-），男，中级工程师，籍贯：江苏省南京市玄武区，学士学位，研究方向为水污染治理，从事环境影响评价和咨询类工作，E-mail：[e-mail]。高浓度化工废水处理工程实例秦继华靳辉樊健胡昌旭（南京大学环境规划设计研究院股份公司，江苏南京210009）摘要：针对某化工企业工艺废水污染物浓度高、成分复杂等特点，采用“混凝气浮+铁炭微电解+芬顿氧化+水解酸化+A／O生化”的联合处理工艺进行处理。工程实践表明，该组合工艺运行稳定可靠，经处理后尾水中COD、氨氮、甲苯等指标可达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中三级标准要求，满足项目所在地园区污水处理厂的接管要求，且组合工艺工程总投资费用约235万元，运行成本6.8元／吨废水。关键词：化工废水铁炭微电解芬顿氧化A／O生化0前言某化工企业主要生产邻甲基苯氧乙酸钠、苯并呋喃酮等产品，生产中会产生高浓度化工废水，废水具有COD含量高、毒性强、难生化降解等特点［3-4］。本文针对水质特点提出了工艺方案，物化预处理系统采用隔油-混凝气浮-铁炭微电解-芬顿氧化工艺［5-8］，生化系统采用水解酸化-A／O工艺［1-2］，深度处理采用混凝沉淀［9］工艺。工程实际运行情况表明，该工艺处理该类化工废水出水稳定，处理效果良好，可谓同类型的化工企业生产废水处理提供一定的技术支撑和参考价值。1水质水量与排放要求企业工艺废水实际产生量为35t／d，地面冲洗废水、生活污水以及初期雨水合计产生量约50t／d，实际废水总量将近85t／d。考虑到企业后期项目留有余量以及高甲苯废水的处理难度，故物化预处理废水量按照50t／d设计，污水处理站综合处理能力按照100t／d设计。具体工艺废水水质、水量如表1所示。表1工艺废水设计进水水质、水量序号废水来源废水量（t／d）pHCODcr（mg／L）甲醛（mg／L）甲苯（mg／L）全盐（mg／L）污染物1邻甲基苯乙酸钠产品206-99500／／2100邻甲基苯乙酸、邻甲酚2苯并呋喃酮产品104-616000／30014600甲苯、邻羟基苯乙酸、邻氯苯乙酸3腰果酚环氧固化剂产品56-928000500／4220甲醛备注：园区污水厂接管标准采用《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中三级标准，具体如下：COD≤500mg／L，氨氮≤35mg／L，SS≤300mg／L，甲苯≤0.5mg／L，甲醛≤5.0mg／L，盐分≤7000mg／L。2废水处理工艺设计2.1工艺流程针对废水中含有较高浓度的甲苯等特征污染因子，结合较多的类似化工废水案例［10-13］，本项目废水主要工艺流程采用“混凝气浮+铁炭微电解+芬顿氧化+水解酸化+A／O生化”处理工艺，具体流程如图1所示。2.2主要单元技术参数（1）隔油池：1座，将高甲苯废水收集至隔油池，进行隔油处理。具体尺寸为：L×B×H＝4.5×3.0×3.2m，有效容积为40m3，半地下式钢砼结构，内玻璃钢防腐，水力停留时间21h。配置两台化工自吸泵，Q＝5m3／h、H＝12m、N＝0.75kW，电磁流量计一台。（2）组合气浮池：1座，组合气浮池中投加絮凝剂PAC、PAM，用于进一步去除甲苯。L×B×H＝4.0×1.8×2.0m，材质为Q235A，煤沥青防腐，水力停留时间7h。（3）铁炭微电解罐：1座，利用铁炭之间的电位差破坏化合物之间的碳链和碳环，从而起到提高生化性，降低COD的作用。D×H＝1.8×5.5m，材质Q235A，煤沥青防腐，设备为固定床，使用铁炭烧结填料。（4）芬顿氧化罐：2座，对废水通过投加双氧水和782017年12月高浓度化工废水处理工程实例硫酸亚铁形成Fenton试剂氧化破坏废水中的大分子及有毒有害物质，对电解后的废水进一步降解COD。D×H＝1.8m×4.5m，材质Q235A，内玻璃钢防腐，配置双氧水和硫酸亚铁加药系统，pH在线检测仪。图1废水处理工艺流程图（5）混凝沉淀池：1座，混凝沉淀池采用斜管沉淀，利用Fe2+、Fe3+的絮凝作用，并投加少量的液碱、PAM等，利用絮凝作用进一步去除铁泥、悬浮物等。L×B×H＝4.5×1.8×3.5m，材质Q235A，煤沥青防腐，设有碱液和PAM加药设施，同时内设2台搅拌机进行混合搅拌，下设泥斗。（6）水解酸化池：1座，去除部分有机物的同时提高废水的可生化性。有效容积200m3，L×B×H＝9.6×4.0×6.0m，半地下式钢砼结构，水力停留时间为55h。池内新增组合填料-10＃槽钢-12＃螺纹钢，并配备2套12点布水器，Φ700*600mm。（7）A／O池：1座，通过微生物降解废水中的有机污染物，并通过硝化、反硝化脱除废水中的氮。缺氧池L×B×H＝6.3×3.0×5.5m，好氧池L×B×H＝9.6×3.0×5.5m，半地下式钢砼结构，其中缺氧池、好氧池内均配备组合填料-10＃槽钢-12＃螺纹钢，潜水搅拌机2台，功率1.5kW。好氧池内配备一套PIK260微孔曝气头，UPVC管路。（8）二沉池：1座，对经生化系统处理后的废水进行固液分离，上清液自流进清水池，污泥回流或进污泥池。L×B×H＝3.0×3.0×5.5m，有效容积45m3，半地下式钢砼结构，水力停留时间12h。配置1套中心筒及出水堰板，两台不堵塞排污泵，Q＝10m3／h，H＝10m，N＝0.75kW。（9）混凝沉淀池：1座，对二沉池出水投加混凝剂，进一步去除废水中的悬浮物。结构参数L×B×H＝4.5×1.8×3.5m，有效容积25m3，材质Q235A，煤沥青防腐，水力停留时间7h。（10）污泥浓缩池：1座，接收系统产生的污泥，由螺杆泵送入板框压滤机污泥脱水。L×B×H＝3.0×3.0×3.2m，有效容积25m3，钢筋混凝土结构，配备1台板框压滤机（利旧），2台螺杆泵，G30-1，Q＝5m3／h，H＝60m，N＝2.2kW。2.3工艺特点说明（1）废水分质收集、分类处理：高浓度废水主要为两股，高甲苯废水利用甲苯难溶于水的性质，先进入隔油池-混凝气浮池预处理后，在混合高甲醛废水进入物化处理工段，厂内初期雨水、生活污水直接进入物化段后的综合调节池，与高浓废水混合，进行配水，减少物化工段运行压力。（2）强化针对性的处理措施：采用“铁炭微电解-芬顿氧化-混凝沉淀”物化工段，对高浓废水中甲苯、甲醛等有机物进行断链、氧化分解，以利于后续综合生化处理。（3）强化生化处理：采用“水解酸化-A／O”生化工段，水解酸化池体内设有点对点布水，潜水搅拌机，同时水解酸化池、缺氧池、好氧池内均设有组合填料，在生物膜的作用下，废水更容易得到充分净化。（4）深度处理：采用“二沉池-混凝反应-斜板沉淀池”1套系统，对生化出水进行泥水分离，确保SS、COD等因子稳定达标。3运行效果及成本分析该工程建设完毕后，经过1个月左右时间的驯化，好氧池内污泥浓度稳定在3000mg／L左右，工艺废水已陆续接入污水站中，并后续通过环保部门的验收。依据现场实际测定，整个系统可以维持稳定运行，出水水质各项参数及指标均能满足园区污水处理厂的接管要求。3.1运行效果（1）物化预处理对COD的去除效果本工艺物化预处理采用“隔油+混凝气浮+铁炭微电解+芬顿氧化+混凝沉淀”工艺，系统稳定运行期间后每天都对预处理前后水质进行检测，进水COD在14000～18000mg／L时，混凝沉淀池出水COD在6000～8000mg／L，去除率稳定在53％左右。实际运行及工段前后处理效率如图2所示。（2）生化处理对COD的去除效果经过物化处理后的生产废水和其它废水在调节池中进行配水调节，控制进入生化系统COD在3000～3500mg／L，减少水质变动对生化系统带来的冲击，生化系统经过调试后，整体运行稳定，近一个月的水质出水COD稳定在380～450mg／L，去除率稳定后可达87％左右，具体处理效果如图3所示。（3）物化预处理对甲苯的去除效果88江西化工2017年第6期图2物化预处理系统进、出水COD及去除率图3生化处理进、出水COD及去除率废水中甲苯作为主要特征污染因子，进水浓度在300mg／L，经过隔油-混凝气浮处理后，甲苯去除率可以达到85％以上，再经过与其他工艺废水混合后进入铁炭微电解-芬顿氧化-混凝沉淀，甲苯又得到进一步去除，混凝沉淀出来后，甲苯的浓度基本稳定在2-2.4mg／L。整体物化预处理工段去除率可达99％左右，具体处理效果如图4所示：图4预处理阶段进、出水甲苯浓度及去除率（4）生化处理对甲苯的去除效果经过物化处理后的生产废水和其它废水在调节池中进行配水调节，综合调节池内甲苯浓度在0.93-0.98mg／L，生化系统经过调试后，整体运行稳定，近一个月的水质出水甲苯浓度稳定在0.1-0.2mg／L，去除率稳定后可达80％以上，满足接管限值要求。具体处理效果如图5所示。图5生化系统进、出水甲苯浓度及去除率3.2成本分析（1）工程投资本项目工程总投资包括土建费、设备费、设计费、安装费以及调试费，其中土建+设备费用190万，设计费用21万，安装费用15万，调试费用9万，共计235万元。（2）运行费用本项目运行成本主要包括电耗动力费、药剂费、人工费，不含设备折旧费用与污泥处置费用。①动力费本系统动力总装机容量为22.4kW，运行负荷为13.1kW，日耗电量为157.2kW，电费以0.7元／kW核计，日处理水量按85吨计，则单位废水运行费用E1＝175.2×0.7／85＝1.29元／吨。②药剂费本系统药剂消耗主要为PAC、PAM、硫酸、双氧水及液碱，单位废水运行费用为：3.6元。③人工费根据装置特点和工作量，人员编制按总人数3人，其中操作工2人，每班1人，管理人员1人。平均消耗人工为2个工日。按80元／工日计算人工费用。每天废水处理量85吨，则单位立方米废水运行费用1.9元。综上，废水处理系统日常运行吨水处理费用为6.8元／吨，主要污染物COD每天削减量0.57t／a，环境效益显而易见。5结语通过工程实践表明，经过“混凝气浮+铁炭微电解+芬顿氧化+水解酸化+A／O生化”组合工艺处理后，对COD、甲苯等污染因子具有明显的去除效果，出水指标稳定且满足污水综合排放标准及当地接管要求。参考文献［1］周世毅，毛俊琦，黄天寅.强化缺氧酸化工艺途径的探讨［J］.给水排水，2003，29（2）：42-44.［2］李萌，海热提，杨林燕，等.碳纤维水解酸化-A／O组合工艺处理制药废水研究［J］.水处理技术，2013，39（11）：63-68.982017年12月高浓度化工废水处理工程实例［3］朱乐辉，孟祥超，蒋旭华，等.医药中间体生产废水处理工程实践［J］.工业水处理，2014，34（6）：81-83.［4］吴昊，宋海龙.工业废水处理工程设计实例［J］.广东化工，2015，42（305）：190-192.［5］鲁秀国，王林妹，刘艳，等.水解酸化-铁炭微电解-好氧生化工艺处理印染废水［J］.环境污染与防治，2009，31（3）：99-101.［6］许晓毅，李泊娇，胡丹，等.微电解联合Fenton氧化-混凝沉淀法预处理医药中间体废水的小试实验［J］.水处理技术，2012，38（10）：62-64.［7］TekinH，BilkayO，AtaberkSS，etal.UseofFentonox-idationtoimprovethebiodegradabilityofapharmaceu-ticalwastewater［J］.JournalofHazardousMaterials，2006，136（2）：258-262.［8］YangDeng，JamesDEnglehardt.TreatmentoflandfillleachatebytheFentonprocess［J］.WaterResearch，2006，40（20）：3683-3694.［9］张显球.中和-水解酸化-生物接触氧化-混凝气浮-吸附处理山梨酸生产废水［J］.水资源保护，2008，24（2）：89-91.［10］杨晓丽.高浓度有机废水的生化处理研究［J］.化学工业与工程技术，2008，29（3）：35-36.［