日用化工廢水組分復雜、水質波動大、有機污染物濃度高、生物可降解性差并且有一定毒性，如果不經處理直接排放會對周圍環(huán)境造成嚴重污染。
江蘇隆力奇生物科技股份有限公司是國內生產規(guī)模最大、技術力量最先進的日化產品研究開發(fā)和產銷基地，其主要產品為洗發(fā)露、肥皂、化妝品等日用產品，在生產過程中會產生大量日用化工廢水。該公司的廢水處理工程由蘇州思源環(huán)保工程有限公司負責設計、施工與調試。經過1 年多的設計、施工與調試，運行狀況良好，出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996) 一級標準，并通過環(huán)保部門驗收。
1 廢水水質與設計水量
該公司排放生產廢水量約為150m3/d，生活污水約450m3/d，則設計處理廢水量為600m3/d。
公司主要產品為化妝品、殺菌皂、洗發(fā)露等，其中化妝品、殺菌皂生產廢水量較少，廢水主要來源于洗滌用品生產過程中清洗反應釜所產生的高濃度廢水。廢水中主要成分為表面活性劑、脂肪酸、香料等有機物質，廠區(qū)內的生活污水也一并處理。工程的出水水質執(zhí)行《污水 綜合排放標準》(GB 8978—1996) 一級標準。
設計進、出水水質見表1。
表1 設計進、出水水質 mg·L-1
2 廢水處理工藝的確定
該廢水組分復雜，有機污染物濃度高，BOD5/COD 值＜0．25，屬于難生化降解廢水，廢水中SS 濃度高且含有一定濃度的表面活性劑、動植物油類。
綜合考慮廢水水量、水質特點和處理成本，決定采用UASB/延時曝氣/氣浮聯(lián)合工藝，流程如圖1 所示。
生產廢水首先經由格柵池截留較大懸浮物后進入集水池，內設一小型隔油池來截留部分油脂，廢水在1#調節(jié)沉淀池中調節(jié)水質、水量并去除部分SS后，添加氮、磷元素并控制溫度為35 ～37 ℃，由泵提升進入UASB 反應器，與厭氧污泥充分接觸去除廢水中大部分有機污染物、LAS 等。UASB 出水進入混凝沉淀池，通過投加FeSO4、PAC、PAM 去除剩余的有機污染物、LAS、SS 等。混凝沉淀池出水與生活污水一起進入2#調節(jié)池，調節(jié)水質、水量后進入延時曝氣池進一步去除剩余污染物。好氧出水經過沉淀后進入氣浮池，最終出水水質達到排放標準。
UASB、調節(jié)池、混凝沉淀池、二沉池以及氣浮池產生的剩余污泥由污泥泵排入污泥濃縮池，重力濃縮后經板框壓濾機壓濾并外運處理。
3 主要構筑物及設計參數(shù)
①格柵池
廢水中SS 濃度很高，首先進入格柵池去除較大的懸浮物，設計尺寸: 0．7m×0．7m×1．0m，鋼混結構，內置2 套斜板格柵，尺寸: 0．7m×0．7m，柵條間距為10mm，不銹鋼材質，采用人工清渣。
②集水池
集水池內設一小型隔油池，起到截留部分油脂的作用，設計尺寸: 3m×3m×2．5m，有效容積為18m3，鋼混結構。
③ 1#調節(jié)沉淀池
廢水水質波動大，需進入調節(jié)沉淀池進行水質、水量的均和調節(jié)并去除部分SS，便于后續(xù)的生化處理。1#調節(jié)沉淀池設計尺寸: 10m×6m×4m，分為2 個單元，前段為沉淀區(qū)，有效容積為60m3 ; 后段為調節(jié)區(qū)，有效容積為160m3，調節(jié)時間為24 h，均為鋼混結構。調節(jié)池后段配有機械攪拌設備、蒸汽加熱設備及pH 控制儀各一套，并配有2 臺出水泵，1用1 備，Q = 20m3/h，H = 120 kPa，N = 2．2 kW。
④ UASB 厭氧反應系統(tǒng)
調節(jié)沉淀池出水需要添加氮源、磷源，并設置1臺溫度控制儀控制蒸汽管道上的電磁閥對廢水加熱，保證UASB 進水溫度為35 ～37 ℃。進水與污泥床充分接觸，去除廢水中大部分有機污染物、LAS等。UASB 內置1 臺pH 控制儀，每天監(jiān)測混合液pH 值，防止酸化。設計尺寸: 8m×5m×12m，HＲT= 58 h，設計容積負荷為6．75 kgCOD/(m3·d) ，鋼混結構。UASB 設計進水流量為20m3/h，出水回流至1#調節(jié)池，回流量為14m3/h，配有1 套脈沖布水器、1 套三相分離器以及1 臺回流泵，Q = 20m3/h，H= 120 kPa，N = 2．2 kW。
⑤混凝沉淀池
UASB 出水進入混凝沉淀池，通過投加FeSO4、PAC、PAM 去除剩余的有機污染物、LAS、SS 等，降低后續(xù)延時曝氣系統(tǒng)的處理壓力。設計尺寸: 3m×3m×6m，有效停留時間為2．5 h，其中反應池容積為3m3，內設1 臺攪拌機及2 臺污泥泵，1用1 備，Q =36m3/h，H = 100 kPa，N = 4 kW。
⑥ 2#調節(jié)池
混凝沉淀池出水與生活污水進入2#調節(jié)池均和廢水水質、水量同時通過鼓風曝氣吹脫UASB 出水中部分H2S 等有毒、有害氣體。設計尺寸: 10m×5m×3．5m，有效容積為150m3，調節(jié)時間為6h，鋼混結構。2#調節(jié)池設置1 臺攪拌機，2臺出水泵，1用1 備，Q = 30m3/h，H = 120 kPa，N = 4 kW 以及2 臺污泥泵，1用1 備，Q = 36m3/h，H = 100 kPa，N = 4 kW。與延時曝氣池共用一套曝氣設備，2 臺羅茨風機，風量為11m3/min，風壓為50 kPa，功率為11 kW，曝氣器采用D65 的曝氣軟管，L = 300m。
⑦延時曝氣好氧反應系統(tǒng)
延時曝氣池中細胞物質氧化時會釋放出氮、磷，適合處理缺少氮、磷的廢水。厭氧出水與生活污水混合后在延時曝氣池中去除剩余的有機污染物、LAS、SS 等。延時曝氣法的容積負荷低、曝氣池容積大，設計尺寸: 12m×10m×5m，HＲT 為24 h，鋼混結構。曝氣時間24 h，氣水比為15 ∶ 1，與2#調節(jié)池共用2 臺羅茨風機曝氣，風量為11m3/min，風壓為50 kPa，功率為11 kW，曝氣器采用D65 的曝氣軟管，L = 300m。通過污泥回流保持曝氣池中污泥濃度，污泥回流比為100%，配有2 臺回流泵，1 用1備，Q = 36m3/h，H = 100 kPa，N = 4 kW。
二沉池采用豎流式沉淀池，設計尺寸: 6m×6m×5m，表面負荷為0．7m3/(m2·h) ，鋼混結構。污泥部分回流，剩余污泥則由污泥泵排入污泥濃縮池進行重力濃縮。
⑧氣浮池
延時曝氣好氧系統(tǒng)出水進入氣浮池，通過投加FeSO4、PAC、PAM 進一步去除殘余有機污染物、LAS等。采用加壓溶氣氣浮池，設計尺寸: 6m×4m×3．5m，有效容積為30m3，進水流量為25m3/h，鋼混結構。氣浮池包含溶氣系統(tǒng)、刮泥系統(tǒng)及控制系統(tǒng)各一套，攪拌器功率為0．75 kW，材質為304 不銹鋼; 溶氣罐設計尺寸: 0．6m×2．2m，材質為304不銹鋼; 溶氣罐進水泵Q = 12．5m3/h，H = 320 kPa，N = 3．0 kW。氣浮池既刮除了沉淀池出水中的污泥，又去除了廢水中的剩余污染物，保證了出水能夠達標排放。
⑨污泥處理系統(tǒng)
剩余污泥由泵排入污泥濃縮池重力濃縮，并由板框壓濾機壓濾后外運處理。UASB 產生剩余污泥量為375 kg/d，延時曝氣好氧工藝產泥量很少，不予考慮。調節(jié)池、混凝沉淀池、二沉池及氣浮池產泥量為500 kg/d，處理污泥總量為875 kg/d。設2 座污泥池，設計尺寸: 4m×4m×3．5m，有效容積為50m3，停留時間24 h，鋼混結構。濃縮污泥由污泥泵打入板框壓濾機，配有2 臺污泥泵，1用1 備，Q = 8m3/h，H = 600 kPa，N = 4 kW。采用過濾能力為3kg/(m2·h) (干固體) 的板框壓濾機，壓濾面積為40m2，壓濾后污泥含水率為80%。
4 工程調試與運行結果
工程調試的重點在于UASB 厭氧反應系統(tǒng)的啟動，關鍵在于控制UASB 不發(fā)生酸化。UASB 啟動直接購買顆粒污泥進行接種，接種量為150m3。啟動初期采用間隙進水方式，進水量為150m3/d，利用出水回流稀釋進水COD 在4 000 ～ 5 000mg/L，通過蒸汽加熱保證進水溫度略高于37 ℃，投加NaOH 控制pH 值為7．2 ～ 7．5，能夠有效防止由于容積負荷的提高所引起的反應器酸化，投加氮源、磷源以及必需的微量元素以保證進水中C ∶ N ∶ P 為200 ∶ 5 ∶ 1。啟動階段UASB 出水VFA ＜ 200mg/L，沒有出現(xiàn)積累現(xiàn)象，表明UASB 中產甲烷菌活性較好，生化處理效果良好。UASB 啟動時間短，一個月左右達到了設計容積負荷，進水COD 濃度經稀釋后為7 200mg/L，出水為1 400mg/L，去除率＞80%。延時曝氣池接種污泥采用當?shù)匚鬯幚韽S的好氧污泥，運行穩(wěn)定后污泥濃度為4 000mg/L，控制污泥回流比為100%。延時曝氣池進水COD 濃度約為600mg/L，出水為132mg/L，去除率＞78%。
工程調試比較順利，沒有出現(xiàn)酸化現(xiàn)象，調試時間3 個月。系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，出水水質均優(yōu)于《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996) 一級標準。主要構筑物出水COD 濃度見表2。
表2 各主要構筑物對COD的處理效果
5 濟分析
①工程投資費用: 土建費54．10萬元、設備費76．31萬元、設計與調試費13．04萬元、運輸及安裝費13．11萬元，合計156．65萬元。
②工程運行費用主要包括電費、藥劑費、人工費。工程正常連續(xù)運行時設備功率為22．9 kW，電價為0．57 元/(kW·h) ，電費為0．52 元/m3。廢水處理過程中需要添加N、P、混凝劑及消泡劑，藥劑費為0．5 元/m3。日常安排5 名管理人員(兼職) ，工資為500 元/(月·人) ，人工費約0．17 元/m3。合計1．21 元/m3，與同類廢水的其他處理工藝相比較為經濟。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關技術文檔。
6 結論
①采用UASB/延時曝氣/氣浮聯(lián)合工藝處理高濃度日用化工廢水，COD 去除率＞99%，SS 去除率＞96%，LAS 去除率＞95%，出水水質優(yōu)于《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996) 一級標準。
②工程正式投入使用后，運行良好，操作簡便，出水水質穩(wěn)定，剩余污泥量少，處理費為1．21元/m3，對于不同類型的高濃度、水質波動大、生化降解性差的工業(yè)廢水的處理有一定參考意義。
