工程概況

貴州某公司采用造紙法生產(chǎn)煙草薄片，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量高濃度的有機(jī)廢水。為解決生產(chǎn)廢水外排造成的環(huán)境污染問題，該企業(yè)投資2 000 多萬元建設(shè)1 座廢水處理站，用于處理生產(chǎn)廢水和生活污水。處理工藝采用預(yù)處理-厭氧好氧生化-深度處理的組合工藝，處理出水可達(dá)到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級A標(biāo)準(zhǔn)的要求，有效地解決了廢水排放造成的污染問題，取得了較好的社會效益和環(huán)境效益。

2 廢水水質(zhì)與水量

企業(yè)的廢水量為4 000 m3/d，其中生產(chǎn)廢水量為3 800 m3/d，生活污水量為200 m3/d，平均廢水量約為170 m3/h，設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。

3 廢水處理工藝

3．1 處理工藝選擇

常規(guī)的厭氧-好氧生化法無法使廢水達(dá)到GB18918—2002 中的一級A 標(biāo)準(zhǔn)的要求。在現(xiàn)有的研究及工程實(shí)例中，一般采用“預(yù)處理－厭氧好氧生化法－深度處理”的方法，預(yù)處理可以消除廢水中有毒有害物質(zhì)及高濃度SS 對生化系統(tǒng)的危害，再采用以厭氧、好氧為主體的生化工藝對廢水中生化性良好的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行去除，并將厭氧產(chǎn)出的沼氣加以利用，回收投資成本，最終輔以深度處理工藝，對廢水色度及殘余CODCr進(jìn)行去除，以達(dá)到排放或回用標(biāo)準(zhǔn)的要求。

IC 厭氧技術(shù)的核心是借助反應(yīng)器內(nèi)所產(chǎn)沼氣的提升作用實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)，達(dá)到強(qiáng)化過程傳質(zhì)、提高基質(zhì)轉(zhuǎn)化效率的作用。廢水基質(zhì)濃度愈大，沼氣產(chǎn)生量愈大，內(nèi)循環(huán)作用愈強(qiáng)，傳質(zhì)過程愈強(qiáng)烈，基質(zhì)轉(zhuǎn)化效率愈高，故IC 厭氧特別適用于高濃度有機(jī)廢水處理。李志建利用IC 厭氧反應(yīng)器處理造紙綜合廢水時，在CODCr負(fù)荷為18 kg/(m3·d)、HRT 為8 h 的條件下，CODCr的去除率可達(dá)到62．8％，BOD5的去除率可達(dá)到78％。

卡魯塞爾2000 氧化溝是在傳統(tǒng)的卡魯塞爾氧化溝中增加了一道橫向分隔墻（形成了前置反硝化區(qū)），它具有A/O 工藝的特點(diǎn)，而獨(dú)特的水力設(shè)計(jì)又使其具有很高的斷面流量（為進(jìn)水流量的30 ～50 倍）和循環(huán)流的特點(diǎn)。該工藝運(yùn)行穩(wěn)定，對沖擊負(fù)荷的承受能力較強(qiáng)�？�魯塞爾2000 氧化溝混合液的回流完全通過溝內(nèi)水流循環(huán)自動完成，最大限度地降低了由抽吸和跌水作用而攜帶溶解氧到缺氧區(qū)的可能性。田旭中等采用以卡魯塞爾氧化溝為主體的二級生物處理工藝處理麥草漿中段廢水時，氧化溝混合液MLSS 的質(zhì)量濃度達(dá)到5 ～ 6g/L，生化系統(tǒng)CODCr的去除率可達(dá)80％以上，且對難生物降解的可吸附有機(jī)鹵化物（AOX）具有較好的去除作用。

Fenton 氧化技術(shù)對絕大多數(shù)污染物具有較強(qiáng)的氧化能力，且反應(yīng)條件較易控制，因而其在廢水的處理和難降解污染物的預(yù)處理、深度處理等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，可用于處理垃圾滲濾液、印染廢水、炸藥廢水以及POPs 等難處理污染物。

因此，本工程選擇采用混凝沉淀－IC 厭氧反應(yīng)器－卡魯塞爾2000 氧化溝－Fenton 氧化組合工藝處理企業(yè)廢水。

3．2 處理工藝及說明

廢水處理工藝流程見圖1。

廠區(qū)生產(chǎn)廢水及生活污水經(jīng)泵提升或重力流入廢水站，經(jīng)過細(xì)格柵篩濾去除大顆粒懸浮物質(zhì)后進(jìn)入集水井，由調(diào)節(jié)池提升泵將廢水提升至調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量，同時投加NaOH 調(diào)節(jié)pH 值至7 ～ 8以提高混凝沉淀效率。廢水重力自流入混凝沉淀池，通過投加高效聚合氯化鋁及高分子絮凝劑等藥劑對廢水進(jìn)行預(yù)處理，在混凝沉淀池中去除大部分SS。由于廢水溫度為45 ～65 ℃，十分適合廢水的厭氧生化處理，因此無需對廢水進(jìn)行再次加熱。

混凝沉淀池出水由IC 提升泵提升至IC 反應(yīng)器，在IC 反應(yīng)器內(nèi)厭氧污泥充分降解廢水中的有機(jī)物，同時產(chǎn)生沼氣，沼氣可以根據(jù)需求合理利用。

IC 反應(yīng)器出水進(jìn)入?yún)捬醭恋沓�，防止在突發(fā)情況下厭氧污泥流失對后續(xù)處理工藝的沖擊，厭氧沉淀池設(shè)有污泥回流設(shè)備，可以在適當(dāng)情況下回流厭氧污泥，使系統(tǒng)抗負(fù)荷沖擊能力增強(qiáng)，可達(dá)到長時間穩(wěn)定運(yùn)行。厭氧沉淀池設(shè)有厭氧出水外回流設(shè)備，可以在適當(dāng)情況下回流厭氧出水，有利于快速安全地調(diào)試工作。

厭氧沉淀池出水進(jìn)入卡魯塞爾2000 氧化溝，由好氧微生物在曝氣狀態(tài)下將廢水中剩余的大部分有機(jī)物質(zhì)完全氧化成CO2和H2O，氧化溝具有同步去除有機(jī)物、脫氮除磷的功能，且穩(wěn)定性良好，自動化程度高。氧化溝出水經(jīng)二沉池進(jìn)行泥水分離。

二沉池出水進(jìn)入深度處理系統(tǒng)，深度處理系統(tǒng)由Fenton 氧化和多介質(zhì)過濾器組成。Fenton 氧化池中，首先投加酸及亞鐵鹽，再投加雙氧水產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的·OH，待反應(yīng)完成后投加堿性藥劑及絮凝劑沉淀，泥水分離后，出水進(jìn)入清水池，視情況決定是否進(jìn)入后續(xù)的多介質(zhì)過濾系統(tǒng)。

4 主要構(gòu)筑物及其工藝參數(shù)

（1）調(diào)節(jié)池。1 座，地下鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸為10m×8 m×5 m。HRT 為24 h。

（2）混凝沉淀池。1 座，尺寸為10 m×10 m×5 m，鋼砼結(jié)構(gòu)，分為混凝區(qū)、沉淀區(qū)、泵池區(qū)3格。混凝池HRT 為1 h，沉淀池表面負(fù)荷為1．5m3/（m2·h），泵池區(qū)容積為200 m3。配置IC 提升泵3 臺，2 用1 備，流量為100 m3/h，揚(yáng)程為15 m，單臺功率為11 kW；自動加藥控制系統(tǒng)2 套，液位控制系統(tǒng)1 套。

（3） IC 反應(yīng)器。2 座，地上鋼結(jié)構(gòu)，單塔Φ13 m×22 m，單池容積為3 000 m3。容積負(fù)荷為8kg/（m3·d），HRT 為1．5 d。

（4）卡魯塞爾2000 氧化溝。1 座，尺寸為64m×25 m×5 m，容積8 000 m3，其中厭氧區(qū)1 000m3，缺氧區(qū)1 500 m3，鋼砼結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)HRT 為2d，容積負(fù)荷為1 kg［CODCr］/（m3·d），有機(jī)負(fù)荷約為0．25 kg［CODCr］/（kg［VSS］·d），DO 的質(zhì)量濃度為1．0 ～ 2．0 mg/L，內(nèi)回流比為150％。池內(nèi)配置微孔曝氣系統(tǒng)1 套，服務(wù)面積1 100 m2；羅茨鼓風(fēng)機(jī)3 用1 備，單臺功率為60 kW；在線溶氧儀1 套；內(nèi)回流泵2 臺，單臺功率為11 kW；潛水推流器10 臺，單臺功率為11 kW。好氧池加蓋，防止氣味造成二次污染，臭氣收集后進(jìn)入噴淋塔噴淋吸收。

（5）二沉池。1 座，設(shè)計(jì)尺寸Φ 20 m×4．5 m，容積為1 400 m3，鋼砼結(jié)構(gòu)，表面負(fù)荷為0．54 m3/（m2·h）。配置污泥泵2 臺，1 用1 備，單臺功率為5．5 kW；周邊傳動刮吸泥機(jī)1 座，功率為1．5 kW。

（6） Fenton 氧化脫色池。1 座，尺寸為12 m×10 m×5 m，鋼砼結(jié)構(gòu)。分為反應(yīng)池、沉淀池、清水池3 格。反應(yīng)時調(diào)節(jié)pH 值至3 ～ 4，F(xiàn)eSO4·7H2O 的投加量為2 g/L，在充分?jǐn)嚢璧耐瑫r加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的H2O2，投加量為15 mL/L，反應(yīng)池HRT 為0．5 h，沉淀區(qū)表面負(fù)荷為2．0 m3/（m2·h）。池內(nèi)配置自動加藥系統(tǒng)4 套，在線pH 計(jì)2套，污泥泵2 臺，1 用1 備，單臺功率為5．5 kW。

5 工程運(yùn)行效果

該工程自2013 年3 月開始運(yùn)行，經(jīng)過2 個月的運(yùn)行調(diào)試后，系統(tǒng)出水穩(wěn)定，水質(zhì)達(dá)到GB18918—2002 中一級A 標(biāo)準(zhǔn)的要求。3 個月內(nèi)系統(tǒng)運(yùn)行情況見表2。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

6 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

該工程總投資約2 647．39 萬元，包括土建工程、設(shè)備及電氣費(fèi)、設(shè)備安裝調(diào)試費(fèi)等，直接運(yùn)行費(fèi)用約為2 元/ t。

7 結(jié)語

（1）工程實(shí)踐表明，采用IC 厭氧反應(yīng)器-卡魯塞爾氧化溝2000-Fenton 氧化為主的組合工藝處理煙草薄片廢水，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好。出水水質(zhì)優(yōu)于GB 18918—2002 中的一級A 標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（2）該系統(tǒng)設(shè)備自動化程度高，操作和管理方便，運(yùn)行、管理費(fèi)用較低，具有推廣應(yīng)用的價(jià)值。