摘要：針對鹽城市某化工企業(yè)生產(chǎn)有機胺和香料2種產(chǎn)品產(chǎn)生的化工廢水，采用在2個工段各鋪設2套管網(wǎng)對每個工段產(chǎn)生的高低COD廢水進行分類收集、處理，利用“鐵炭微電解+Fenton催化氧化+中和+絮凝沉淀”工藝處理高COD廢水，其出水與低COD廢水混合，再通過“水解酸化+A/O+MBR+ 氧化池(應急用)”組合工藝處理。實際運行結果表明，出水COD為465mg/L，SS、、NH4+-N、TP、TN、甲醛、甲苯的質(zhì)量濃度分別為350、45、1.7、52、0.08、0.1mg/L，各指標均優(yōu)于《關于〈鹽城市沿海化工園區(qū)環(huán)境影響評價與環(huán)境保護規(guī)劃報告〉的批復》(蘇環(huán)管[2003]90號)中園區(qū)污水處理廠的接管標準，處理費用為9.37元/m3。

    我國化工行業(yè)飛速發(fā)展，對中國經(jīng)濟發(fā)展做出了重要貢獻，截至2016 年底，化工企業(yè)在全國工業(yè)企業(yè)中比例已達到7%[1]。但隨著大量化工產(chǎn)品的生產(chǎn)產(chǎn)生大量的化工廢水，如未經(jīng)處理直接排放到水體中，不僅會造成水體污染，而且嚴重危害周圍環(huán)境，危及人們的身體健康。化工廢水含有大量難降解的有機物，且水質(zhì)波動大，對微生物具有毒害作用，單工藝處理效果往往達不到預期效果，因此一般采用“預處理+ 二級生化處理”的聯(lián)合處理工藝，出水直接排放或接入城鎮(zhèn)污水處理廠。

1 工藝流程

    鹽城市某化工有限公司以生產(chǎn)有機胺和香精香料等精細化學品為主，廢水排放量為600t/d。廠內(nèi)實現(xiàn)分質(zhì)分流，在2個工段各鋪設2套污水管網(wǎng)，對產(chǎn)生的廢水分高低COD 進行收集：2種產(chǎn)品生產(chǎn)工藝廢水、設備沖洗廢水、有機胺生產(chǎn)中產(chǎn)生的45t/d鹽質(zhì)量濃度115g/L 經(jīng)三效蒸發(fā)除鹽預處理后收集的廢水等為高COD廢水，合并收集至調(diào)節(jié)池1，廢水中主要含有揮發(fā)酚、酯類、甲苯、乙酸等污染物，產(chǎn)生量為500t/d;車間地面沖洗水、初期雨水以及生活污水等為低COD廢水，合并收集至調(diào)節(jié)池2，產(chǎn)生量為100 t/d。其廢水水質(zhì)如表1。工程出水水質(zhì)執(zhí)行“蘇環(huán)管[2003]90號”文件中園區(qū)污水處理廠的接管標準(表1)。

    根據(jù)廢水水質(zhì)和水量特點，結合實際工程情況和實驗結果，采用“鐵炭微電解+Fenton 催化氧化+中和+ 絮凝沉淀”進行預處理，并與低COD廢水混合，通過“水解酸化+A/O+MBR池+ 氧化池(應急用)”進行處理。如圖1所示。

2 裝置與設計參數(shù)

    2.1 三效蒸發(fā)除鹽系統(tǒng)

    化工廠產(chǎn)生的高含鹽廢水主要污染物為鹽類和有機物，且有機物中大部分屬大分子類。該廢水收集進入三效蒸發(fā)除鹽系統(tǒng)進行預處理，使水和非揮發(fā)性的溶解物(鹽類，大分子有機物)相分離，降低廢水鹽度，提高其可生化性，為后續(xù)處理提供有利條件。

    設計參數(shù)：蒸發(fā)處理能力2t/h;占地面積l×b=1.5m×4.0m;設備數(shù)量：蒸發(fā)器3臺，預熱器1臺，冷凝器1臺，冷卻器1臺;配套設備：成套，含蒸發(fā)分離器準1.0m×6.5m、預熱器準0.7m×2.6m，混合式冷凝器準0.7m×26m，冷卻器準0.5m×2.4 m，熱壓泵，真空泵，物料泵，平衡槽，離心結晶，電控箱，工作臺，及所有管路、閥門等，單套總運行功率22kW。

    2.2 調(diào)節(jié)池1

    調(diào)節(jié)池1，1座，收集2個工段產(chǎn)生的工藝廢水、設備沖洗水等高COD廢水以及經(jīng)三效蒸發(fā)脫鹽廢水。為避免水質(zhì)水量不均勻?qū)е绿幚硇屎吞幚矸€(wěn)定性降低，設置具有調(diào)節(jié)功能的調(diào)節(jié)池，以保證后續(xù)處理工序長期穩(wěn)定運行。調(diào)節(jié)池內(nèi)加入硫酸，調(diào)節(jié)廢水pH至2～4，為后續(xù)的微電解工藝提供酸性條件，內(nèi)置曝氣攪拌裝置，防止SS 沉降發(fā)臭。

    規(guī)格：l×b×h=11m×5.2m×3.3m，有效容積170m3，設計體積流量qV=500 m3/d;停留時間8.2 h;地下鋼砼結構，玻璃鋼防腐。

    2.3 微電解池

    微電解池，2套。接受來自調(diào)節(jié)池廢水。在酸性條件下，微電解起到吸附絮凝和氧化還原的作用，可降低廢水中的色度、SS、COD，使廢水中的芳香化合物斷鏈、開環(huán)，便于被進一步氧化，并降低其毒性提高廢水的可生化性。現(xiàn)有微電解裝置選用成套設備，出水自流進入Fenton 氧化池。微電解池底部設有進水管和曝氣管，上部設溢流口。

    規(guī)格：準3m×6m。有效容積85m3。停留時間4.1h。

    碳鋼結構，玻璃鋼防腐。

    2.4 芬頓氧化池

    芬頓試劑(H2O2和FeSO4混合制劑)具有較強的氧化性，可充分氧化廢水中經(jīng)微電解處理后斷鏈、開環(huán)的部分難降解的有機物，進一步提高廢水的可生化性。芬頓氧化池，1 座，采用2 點進雙氧水，前段處理已調(diào)節(jié)廢水pH至2～4，不需再調(diào)節(jié)pH，出水進入絮凝沉淀池。

    規(guī)格：5.3m×1.6m×2.3m，有效容積19.5m3。鋼砼結構，玻璃鋼防腐。

    2.5 絮凝沉淀池

    絮凝沉淀池，1座，接納來自芬頓氧化處理廢水。通過投加NaOH 溶液調(diào)節(jié)廢水pH，為了改善絮體的沉降效果，向加堿后的廢水中投加助凝劑PAM，絮凝沉淀后降低廢水中的膠體COD和色度。

    中和段l×b×h=1.6m×1.6m×2.3m，絮凝段l×b×h=3.7m×1.6m×2.3m，沉淀區(qū)l×b×h=7.3m×5.5m×5.3m，設計qV=500m3/d，沉淀區(qū)水力表面負荷0.52m3/(m2·h)，有效容積220m3。鋼砼結構，池內(nèi)壁玻璃鋼防腐。

    2.6 調(diào)節(jié)池2

    調(diào)節(jié)池2，1座，收集經(jīng)預處理之后廢水與兩工段產(chǎn)生的車間地面沖洗水、生活污水、初期雨水等低COD廢水的混合廢水。為避免水質(zhì)及水量沖擊導致生化處理穩(wěn)定性降低，設置具有調(diào)節(jié)功能的調(diào)節(jié)池，以保證后續(xù)處理工序長期穩(wěn)定運行。

    規(guī)格：l×b×h=8m×5m×5m，有效容積180m3，設計qV=600m3/d，停留時間7.2h。地下鋼砼結構，池內(nèi)壁玻璃鋼防腐。

    2.7 水解酸化池

    水解酸化池，1座，利用異養(yǎng)型兼性細菌將廢水中難降解的大分子有機物轉化為易降解的小分子有機物，將不溶性的有機物轉化為溶解性的有機物，形成有機酸、醇類和醛類等，提高廢水的可生化性，為后續(xù)的處理工藝創(chuàng)造有利條件。MBR工藝產(chǎn)生的剩余污泥可在厭氧水解池內(nèi)消化，削減生化污泥量，降低污泥處理成本。COD容積負荷NV=0.58 kg/(m3·d);控制DO的質(zhì)量濃度不高于0.3mg/L。

    規(guī)格：l×b×h=11m×7m×5m，設計qV=600m3/d，有效容積350m3。地上鋼砼結構，內(nèi)壁玻璃鋼防腐。

    2.8 A/O 池

    缺氧段，1座，進一步對水中有機物進行降解，并通過反硝化菌的作用將回流混合液中的亞硝酸鹽氮及硝酸鹽氮轉化成氮氣釋放NV=0.68kg/ (m3·d);控制DO質(zhì)量濃度不高于0.5 mg/L。

    規(guī)格：l×b×h=11m×7 m×5m，設計qV=600m3/d，有效容積350m3。地上鋼砼結構，池內(nèi)壁玻璃鋼防腐。

    好氧段，1 座，采用接觸氧化法，進一步去除水中的COD。生物接觸氧化池內(nèi)設置組合填料，廢水與生物膜接觸過程中，有機物被微生物吸附、氧化分解和轉化形成微生物絮凝體以及填料中生物膜。NV=0.44 kg/(m3·d);控制DO 的質(zhì)量濃度2.0～3.0mg/L。

    規(guī)格：l×b×h=15×m 11m×5m;設計qV=600m3/d，有效容積750m3，污泥質(zhì)量濃度900mg/L。地上鋼砼結構。

    2.9 MBR 池

    MBR 池，1座，通過膜的過濾將微生物完全截留在生物反應器中，實現(xiàn)了對污染物去除效率高、脫氮能力強，出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點。MBR池選用孔徑在0.08～0.3μm 的浸沒式膜組件，出水經(jīng)濾膜過濾后由泵抽出。從填料上脫落的生物膜，經(jīng)污泥泵打入水解酸化池回用污泥，絮凝沉淀池污泥打入板框壓濾機，經(jīng)加藥后壓濾。

    規(guī)格：l×b×h=8.2 m×4 m×5 m;設計qV=600m3/d，

    有效容積150m3。地上鋼砼結構。

    2.10 氧化池

    氧化池，1座，用于對MBR池出口的工藝廢水進行深度處理，確保出水中NH4+-N 含量達到排放標準，達標后經(jīng)清水池直接排入園區(qū)污水處理廠。MBR池出水收集進入氧化池，通過投加氧化劑(次氯酸鈉等)實現(xiàn)深度處理，確定出水達標。水質(zhì)完全可以達到接管要求后，直接排入清水池。

    規(guī)格：l×b×h=2.5m×4m×5m，設計qV=600 m3/d，有效容積45m3。鋼砼結構，池內(nèi)壁玻璃鋼防腐。

    2.11 清水池

    清水池，1座，處理出水達標之后，排入清水池，經(jīng)當?shù)丨h(huán)保部門監(jiān)測并允許后，由泵打入接管園區(qū)污水處理廠。

    規(guī)格：l×b×h=8.2 m×4m×5m，設計qV=600m3/d，有效容積150m3。地下鋼砼結構。

3 運行情況

    該廢水處理設施于2016年11月開始運行調(diào)試，穩(wěn)定運行 年，期間出水水質(zhì)穩(wěn)定，處理效果明顯。經(jīng)當?shù)氐?方檢測機構對各處理單元的出水進行連續(xù)抽樣檢測，檢測數(shù)據(jù)結果顯示，其主要指標均達到“蘇環(huán)管[2003]90 號”接管標準。各處理單元水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)如表2所示。

    該項目工程總投資約為480.6萬元，其中構筑物土建投資303萬元，主要設備和裝置投資113.9萬元，其他費用63.7萬元。

    動力費用：污水處理站實際運行功率為96kW，電費按江蘇省一般工業(yè)電價為0.8601元/(kW·h)，處理成本為3.3元/m3;藥劑費用：含H2SO4、NaOH、PAM、PAC、H2O2、FeSO4、NaClO等的使用，處理成本為4.59 元/m3;人工費用：含工人工資、維修成本、低值易耗成本，處理成本為1.58 元/m3。總運行費用9.47 元/m3。

4 結論

    針對鹽城某化工廠2個工段產(chǎn)生的廢水水質(zhì)差異大、水量不穩(wěn)定等特點，采用了2套管網(wǎng)對高COD和低COD廢水進行分類收集，高COD 廢水采用鐵炭微電解+Fenton 催化氧化+ 中和+ 絮凝沉淀工藝進行預處理，處理后廢水與低COD 廢水采用水解酸化+A/O+MBR+ 氧化池(應急用)工藝處理，混合處理后最終出水COD 為465 mg/L，SS、NH4+-N、TP、TN、甲醛、甲苯的質(zhì)量濃度分別為350、45、1.7、52、0.08、0.1mg/L，各項指標均穩(wěn)定達到“蘇環(huán)管[2003]90 號”接管標準。

    針對復合化工廢水難處理的特點，該廢水處理工藝具有處理效果好、使用壽命長、系統(tǒng)抗沖擊能力強、出水水質(zhì)穩(wěn)定、社會效益明顯的優(yōu)點，其運行總費用為9.37元/m3，可為其他化工行業(yè)廢水處理及提標改造提供參考借鑒。