二甲醚（DME）作為一種化工原料和新興的清潔燃料，生產(chǎn)企業(yè)越來越多，其廢水水質(zhì)因生產(chǎn)工藝不同差異較大，相應(yīng)的廢水處理工藝也有所差別，國內(nèi)研究文獻(xiàn)較少。李爾煬等〔1〕作了采用工程菌處理高純二甲醚生產(chǎn)廢水的研究，用工程菌LEY7 處理二甲醚化工廢水，工藝采用二級氧化，進(jìn)水COD1 000 mg/L，處理后出水COD 在100 mg/L 以下，COD 去除率達(dá)到90%以上。肖羽堂等〔2〕采用水解酸化+接觸氧化+混凝沉淀+富氧生物活性炭+UV 消毒組合工藝處理二甲醚生產(chǎn)廢水，在進(jìn)水COD 為1 095~1 600 mg/L、pH 為5.0~7.0 的條件下，混凝沉淀單元的出水水質(zhì)滿足綠化用水要求，富氧生物活性炭處理出水水質(zhì)滿足洗車及景觀用水等要求，實(shí)現(xiàn)了二甲醚生產(chǎn)廢水的零排放。薛耿等〔3〕介紹了接觸氧化+混凝沉淀+過濾+消毒組合工藝在處理二甲醚生產(chǎn)廢水中的應(yīng)用，進(jìn)水COD 約805 mg/L，經(jīng)處理后能夠達(dá)到國家循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可用作循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充用水。

張家港化學(xué)工業(yè)園區(qū)某二甲醚生產(chǎn)企業(yè)年產(chǎn)二甲醚20萬t，日排放生產(chǎn)廢水約300 m3，其中含低濃度的甲醇、二甲醚等有機(jī)污染物，COD 約300 mg/L，弱堿性，原設(shè)計直接排入化工園區(qū)綜合污水處理廠，支付污水處理費(fèi)4 元/m3。企業(yè)為了節(jié)能增效，達(dá)到清潔生產(chǎn)目的，擬新建生產(chǎn)廢水回用設(shè)施，筆者在充分調(diào)研了其生產(chǎn)工藝和廢水性質(zhì)后，設(shè)計了串級自循環(huán)活性污泥法+混凝沉淀+過濾+ClO2消毒的污水處理及回用工藝，經(jīng)過2 年多的運(yùn)行，廢水經(jīng)處理后完全回用到循環(huán)冷卻水補(bǔ)水中，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

1 廢水水質(zhì)和回用標(biāo)準(zhǔn)

廢水主要來自生產(chǎn)工藝，約300 m3/d，COD 約220~300 mg/L，pH 7~8.5，微量其他污染物。經(jīng)處理后達(dá)到《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》（GB50050—2007）再生水水質(zhì)指標(biāo)，用于循環(huán)冷卻水補(bǔ)水。經(jīng)對比分析，主要的污染指標(biāo)為COD 和濁度，廢水可生化性較好，采用好氧生化法處理，但考慮到生產(chǎn)廢水中缺少氮和磷等營養(yǎng)物，補(bǔ)充廠區(qū)生活污水約20 m3/d。

2 回用工藝設(shè)計及說明

該生產(chǎn)廢水水質(zhì)較為清潔，原設(shè)計污水排入事故池，再經(jīng)泵提升排入園區(qū)污水管網(wǎng)，事故池較大，具有較大的緩沖調(diào)節(jié)能力，但含少量浮油，因此預(yù)處理設(shè)置隔油池，防止石油類對微生物的沖擊。因循環(huán)冷卻水水質(zhì)對BOD5要求較高，故設(shè)計兩級串聯(lián)低污泥負(fù)荷好氧生化工藝，微生物處于內(nèi)源呼吸階段，保障有機(jī)物完全降解。根據(jù)廢水水質(zhì)和回用目標(biāo)，設(shè)計工藝路線如圖 1 所示。

圖 1 生產(chǎn)廢水回用工藝流程

因廢水為低濃度有機(jī)廢水，水量較小，故生化單元設(shè)計為串級自循環(huán)活性污泥法，主要特點(diǎn)：（1）依靠曝氣的動力讓污泥自身循環(huán)，省卻了污泥回流泵。（2）兩個好氧池串聯(lián)運(yùn)行，污泥負(fù)荷低，可保證出水水質(zhì)。（3）因污泥負(fù)荷低、沉降性能好，沉淀單元采用斜管填料，提高表面負(fù)荷，減少基建投資。（4）事故維修情況下，可切換獨(dú)立運(yùn)行，保證不影響生產(chǎn)。（5）共用池壁，節(jié)省占地及基建投資。

經(jīng)過好氧生化處理后，出水COD 低于20 mg/L，但濁度和細(xì)菌總數(shù)尚不能達(dá)到回用要求，故需要物化深度處理。深度處理采用混凝沉淀+過濾+ClO2消毒常規(guī)工藝，投資低，運(yùn)行效果穩(wěn)定。深度處理出水經(jīng)化驗(yàn)合格進(jìn)入循環(huán)水池，用于循環(huán)冷卻水補(bǔ)水。

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)

（1）事故池。1 座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地下式，有效容積3 000 m3，用于調(diào)節(jié)生產(chǎn)廢水的水質(zhì)、水量；配置生產(chǎn)廢水提升泵2 臺，1 用1 備，無堵塞自吸泵，流量15 m3/h，揚(yáng)程16 m。

（2）隔油沉淀池。1 座，鋼結(jié)構(gòu)，地上式，直徑3 m，高5 m，填料孔徑35 mm。

（3）自循環(huán)活性污泥池。2 座，串聯(lián)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地上式，建筑尺寸8 m×7 m×4.5 m（包括沉淀區(qū)），有效水深4.2 m，停留時間10 h，沉淀區(qū)表面負(fù)荷1.5 m3/（m2·h）。

（4）混凝沉淀池。1 座，鋼結(jié)構(gòu)，地上式，直徑4 m，高5 m，斜管填料孔徑50 mm，混凝停留時間0.5 h，斜管沉淀區(qū)表面負(fù)荷1.2 m3/（m2·h）。配置計量泵2 臺，50 L/h。

（5）無閥濾池。1 座，鋼結(jié)構(gòu)，地上式，直徑2.8 m，高5 m，石英砂濾料，粒徑2 mm。

（6）污泥濃縮池。1 座，鋼結(jié)構(gòu)，半地上式，直徑2.5 m，高7 m，上清液自流入隔油沉淀池。

（7）板框壓濾機(jī)。1 臺，自動拉板，20 m2。配置污泥螺桿泵2 臺，1 用1 備，流量4 m3/h，揚(yáng)程60 m，濾液自流入事故池。

（8）復(fù)合ClO2發(fā)生器。1 臺，100 g/h。配置消毒水泵2 臺，1 用1 備，清水離心泵，流量15 m3/h，揚(yáng)程30 m。

4 運(yùn)營狀況

該工程2009 年9 月建成，10 月份調(diào)試成功，至今已穩(wěn)定運(yùn)行2 a，各項(xiàng)排水指標(biāo)達(dá)到設(shè)計目標(biāo)，極低的好氧生化出水（日平均COD<15 mg/L）保證了最終系統(tǒng)出水COD<10 mg/L，可完全回用作循環(huán)冷卻水的補(bǔ)水。2011 年1~10 月平均出水水質(zhì)見表 1。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

該項(xiàng)工程總投資約270 萬元，其中土建120 萬元，設(shè)備及安裝投資150 萬元。日處理廢水約320 t，回用于生產(chǎn)約319 t，噸水直接處理費(fèi)用（電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)、維修費(fèi)）1.42 元，以年運(yùn)行350 d 計，年直接運(yùn)行費(fèi)用15.90 萬元；回用于循環(huán)冷卻水，節(jié)省自來水，按2.5 元/t 計，年節(jié)省自來水費(fèi)27.91 萬元；排污費(fèi)4.0 元/t，年節(jié)省排污費(fèi)44.66 萬元，年凈收益56.67 萬元，靜態(tài)投資回收期約4.76 a，經(jīng)濟(jì)效益顯著。每年減少COD 排放約32.48 t，并降低工業(yè)園區(qū)污水處理廠負(fù)荷，環(huán)境效益明顯。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

6 結(jié)論

（1）以串聯(lián)自循環(huán)活性污泥法為核心的生化工藝輔以混凝沉淀+過濾+ClO2消毒工藝處理低濃度二甲醚生產(chǎn)廢水，運(yùn)行穩(wěn)定，操作維護(hù)簡單，出水水質(zhì)優(yōu)異。完全達(dá)到《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》（GB 50050—2007）再生水水質(zhì)指標(biāo)，用于循環(huán)冷卻水補(bǔ)水，達(dá)到了化工廢水零排放的目標(biāo)。

（2）添加少量生活污水改善廢水中的氮磷營養(yǎng)比例，有利于提高生化系統(tǒng)穩(wěn)定性。

（3）低濃度二甲醚廢水回用項(xiàng)目在消除污染的同時，出水完全回用于生產(chǎn)，節(jié)省了寶貴的清潔水資源，減少了排污費(fèi)，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益顯著，提升了企業(yè)形象，社會環(huán)境效益明顯。