某化工企業(yè)是一家以化纖油劑和特種表面活性劑、聚醚類系列產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)應(yīng)用為核心的中型化工企業(yè),其產(chǎn)品種類繁多,生產(chǎn)過程中排放的廢水中主要含有醇、醚、烷烴、有機酸等污染物,成分復(fù)雜、水質(zhì)變化大,屬難處理的化工廢水。企業(yè)原有1套處理能力為450 m3/d的廢水處理設(shè)施,出水執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)中的一級標(biāo)準(zhǔn),隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大及環(huán)保意識的提高,原有設(shè)施已不能滿足企業(yè)發(fā)展的需要,因此企業(yè)提出新建1套處理規(guī)模1 200 m3/d的污水處理設(shè)施,并要求出水回用于設(shè)備清洗、綠化、地面沖洗水等。經(jīng)對該公司廢水水質(zhì)、水量調(diào)查后,擬將COD高、可生化性較差的溴丁烷廢水及EO、PO泄壓水等高濃度廢水單獨收集進行預(yù)處理,然后再與其他廢水混合后進行再處理。具體廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見表 1。
表 1 廢水設(shè)計進、出水水質(zhì)項目 | 水量/(m 3 ·d -1 ) | CDD/(mg·L -1 ) | BOD5/(mg·L -1 ) | 氨氮/(mg·L -1 ) | SS/(mg·L -1 ) | pH |
高濃廢水 | 25 | ≤25000 | ≤3000 | - | - | >14 |
其他廢水 | 1175 | ≤1500 | ≤400 | ≤30 | - | 6.0~9.0 |
處理出水 | 1200 | 60 | 10 | 10 | 30 | 6.0~9.0 |
1 工藝流程及主要構(gòu)筑物
1.1 廢水處理工藝流程
針對本項目廢水特點,再經(jīng)過了一系列的實驗后,從處理效果和處理成本等方面綜合考慮,決定采用臭氧高級氧化技術(shù)作為高濃廢水的預(yù)處理工藝,綜合廢水采用物化+厭氧+MBR+人工濕地的處理工藝,工藝流程見圖 1。
1.2 工藝說明及主要構(gòu)筑物
(1)調(diào)節(jié)池1。收集高濃度廢水,鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸3.0 m×2.5 m×4.5 m,有效水深3.5 m,HRT=24 h。
(2)臭氧氧化塔〔1〕。氧化處理高濃度廢水,塔體尺寸D 1.0 m×4.0 m,不銹鋼材質(zhì),內(nèi)置陶瓷填料,反應(yīng)時間40 min。配置3.0 kg/h的臭氧發(fā)生器1臺。
(3)格柵井。鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸3.5 m×0.8 m×2.0 m,采用人工格柵,柵條間距10 mm。其他廢水先經(jīng)格柵去除大塊垃圾后,自流入調(diào)節(jié)池。
(4)調(diào)節(jié)池2。鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸25.0 m×16.0 m×4.5 m,有效水深3.5 m,HRT=24 h。池內(nèi)設(shè)穿孔管曝氣,將臭氧氧化后的高濃廢水與其他廢水充分混合,均勻水質(zhì)水量,總曝氣量12 m3/min。
(5)初沉池。采用中心進水輻流式沉淀池設(shè)計,鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸D 10 m×4.0 m,表面負(fù)荷0.64m3/(m2·h),HRT=3 h。調(diào)節(jié)池廢水提升至初沉反應(yīng)池,投加氫氧化鈣、硫酸亞鐵等藥劑充分反應(yīng)后,進入初沉池泥水分離,上清液流入氣浮池。
(6)氣浮池。選用平流式加壓溶氣氣浮設(shè)備,尺寸7.5 m×2.8 m×2.4 m,表面負(fù)荷3.0 m3/(m2·h),HRT=30 min。氣浮主要用于去除水中部分輕質(zhì)有機污染物。氣浮出水流入中間水池。
(7)厭氧池。采用上流式內(nèi)循環(huán)厭氧接觸反應(yīng)器,鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸37.0 m×12.0 m×8.5 m,有效容積1 600 m3,HRT=32 h。池內(nèi)懸掛活性填料,安裝三相分離器進行泥、水、氣分離。厭氧池內(nèi)通過厭氧微生物的消化作用降解水中的有機污染物,同時將廢水中難降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成易生物降解的物質(zhì),提高廢水可生化性,為后續(xù)好氧生物處理提供較好的條件。
(8)MBR池。采用A/O+MBR復(fù)合工藝,鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸18.0 m×18.0 m×5.5 m,A段HRT=5 h,O段HRT=24 h,O段內(nèi)置中空纖維膜3 000 m2,膜組件孔徑約0.4 μm,運行時抽吸15 min停3 min,根據(jù)膜污染情況定期采用NaClO+HCl進行化學(xué)清洗〔2〕。
(9)人工濕地。采用水平推流式潛流濕地形式,平面尺寸20 m×80 m,設(shè)計負(fù)荷(以BOD5計)7.5g/(m2·d),種植美人蕉、寬葉香蒲、風(fēng)車草等植物,利用吸附在根系表面的大量微生物的代謝作用進一步去除水中的有機污染物質(zhì)〔3〕。濕地出水部分回用于車間用水,其余外排入周邊水體。
(10)土壤除臭系統(tǒng)〔4〕。設(shè)計風(fēng)量3 786 m3/h,平面尺寸20 m×10 m,上升氣速5 mm/s,接觸時間100 s,配4-72-3.6A型離心風(fēng)機1臺,全壓1 419 Pa,功率3 kW。
2 調(diào)試及運行情況
工程自2009年9月份開始建設(shè),至2010年9月份建設(shè)完成,10月份開始進場調(diào)試,至12月份達到設(shè)計負(fù)荷的70%左右,由于突然大幅度降溫,導(dǎo)致厭氧系統(tǒng)處理效率降低,系統(tǒng)僅能達到40%左右的處理負(fù)荷,一直到2011年3月份,系統(tǒng)處理負(fù)荷開始升高,至6月份達到設(shè)計負(fù)荷,2011年9月份在經(jīng)過3個多月的試運行后,處理設(shè)施通過環(huán)保部門監(jiān)測驗收。另為了避免冬季系統(tǒng)處理負(fù)荷降低,企業(yè)將部分蒸氣余熱引入?yún)捬跸到y(tǒng),監(jiān)測數(shù)據(jù)見表 2。
日期 | COD/(mg·L -1 ) | 氨氮/(mg·L -1 ) | SS/(mg·L -1 ) | pH |
2011-08 | 45 | 3.8 | 27 | 7.5 |
2011-10 | 51 | 3.6 | 25 | 7.6 |
2011-12 | 53 | 5.7 | 22 | 7.2 |
2012-02 | 49 | 4.2 | 26 | 7.6 |
從表 2可以看出,系統(tǒng)出水完全滿足設(shè)計要求。
3 運行費用
根據(jù)實際核算,污水站運行電耗約3 500 kW·h/d,約合2.45元/m3;藥劑(包括堿、石灰和混凝劑等)費用約為0.83元/m3;合計運行費用約為3.28元/m3。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
4 結(jié)論
(1)針對本項目廢水種類多、成分復(fù)雜、COD高、水量水質(zhì)變化大等特點,采取分質(zhì)收集、分別處理的方案,將COD較高,處理難度較大的廢水單獨收集,首先通過預(yù)處理降低部分污染物濃度,提高廢水可生化性,然后再與其他廢水混合處理。
(2)本工程高濃度廢水采用臭氧氧化處理工藝,綜合廢水采用厭氧+MBR+人工濕地的復(fù)合處理工藝。工程實踐表明,系統(tǒng)運行可靠、耐沖擊負(fù)荷能力強、處理效果顯著,出水水質(zhì)可以滿足企業(yè)車間地面及設(shè)備沖洗用水要求。
(3)經(jīng)核算,本工程實際運行費用約3.28元/m3。