實例探討化工廢水處理工程設(shè)計
1概述
化工廢水處理工程設(shè)計的技術(shù)難度要比城市污水廠大得多。而且，化工廢水門類復(fù)雜，專門設(shè)計規(guī)范較少，從事設(shè)計的單位既有各類設(shè)計院，研究所，又有眾多的環(huán)保公司，水平相差很大。加上行業(yè)管理的原因致使現(xiàn)有的工程設(shè)計水平相差很大。相當(dāng)多的工程問題很多，教訓(xùn)深刻。而設(shè)計階段存在的問題以及施工中的問題，會在運行調(diào)試階段突擊表現(xiàn)出來，致使許多工程難以順利驗收交接。廢水處理能否達(dá)標(biāo)，設(shè)計是關(guān)鍵，現(xiàn)就某化工集團的廢水綜合治理對工程設(shè)計加以討論。
2工程設(shè)計
2．1總體設(shè)計原則
化工廠廢水包括拉絲車間廢水、復(fù)材車間廢水、合成車間廢水、涂料車間廢水、生活污水等。按照水質(zhì)特點，該集團廢水可以分為三類：
(1)第一類廢水包括聚酯廢水、粘結(jié)劑沖洗水、浸潤劑、固化劑和促進(jìn)劑生產(chǎn)廢水，為高濃度COD廢水，COD的質(zhì)量濃度為2300～86400mg／L，水量為100t／d。
(2)第二類廢水是除生活污水之外的生產(chǎn)廢水，包括各車間沖洗水等，為中等濃度COD廢水，COD的質(zhì)量濃度為790～960mg／L；水量大，為1900t／d，占總廢水量的73％；pH值為4．0～8．0；
(3)第三類為生活污水，水量為600t／d，pH值為6～9，COD濃度低，易于生化處理。
化工廠每個部門的廢水性質(zhì)差別較大，這給綜合處理帶來了難度。廢水如果全部混合處理，將大大提高處理成本和基建投資。尤其是第一類廢水，COD濃度高，需要經(jīng)過有效的預(yù)處理后才能與其它廢水混合處理。對有機廢水進(jìn)行處理時，應(yīng)根據(jù)廢水中有機物含量的不同，選擇不同的處理工藝。廢水處理工藝的選擇關(guān)系到廢水處理工程的建設(shè)投資、運行成本的高低、污水站出水水質(zhì)、運行管理是否方便可靠等諸多方面。本著處理達(dá)標(biāo)、便于管理、降低成本、避免二次污染的原則，根據(jù)水質(zhì)和廢水排放車間距離，將廢水分為兩類，分別進(jìn)行預(yù)處理后與生活污水進(jìn)行混合處理。
2．2處理工藝選擇
2．2．1高濃度有機廢水預(yù)處理方案
目前國內(nèi)外對高濃度有機廢水的處理方法主要有厭氧生物法、濕式氧化法和高溫焚燒法三類[1]。在綜合比較技術(shù)經(jīng)濟等方面后，選擇厭氧生物法作為高濃度有機廢水的預(yù)處理方案。
2．2．2中濃度有機廢水預(yù)處理方案
中濃度有機廢水呈乳化狀，透明度低，外觀乳白色。由于廢水呈乳化狀，給后續(xù)處理帶來了難度，因此需要對第二類廢水進(jìn)行破乳預(yù)處理。目前最常用的破乳法是化學(xué)法破乳[2]，即向乳化廢水中投加凝聚劑膠體，吸附油珠，并通過絮凝產(chǎn)生礬花等物理化學(xué)作用或通過藥劑中和表面電荷使其凝聚，再加入高分子物質(zhì)作為助劑起到架橋作用達(dá)到絮凝。然后通過排除含油污泥的方法將油去除。該法產(chǎn)生的絮體大、沉降性能好，并且藥劑用量少、產(chǎn)泥量少。
2．2．3綜合廢水處理方案
本工藝采用水解酸化-兩級復(fù)合式接觸氧化作為綜合廢水處理工藝。水解酸化工藝具有以下優(yōu)點：①可大幅度地去除廢水中懸浮物或有機物，有效減少后續(xù)好氧處理工藝的污泥量，從而縮小設(shè)備容積。據(jù)報道，水解酸化-好氧工藝的總?cè)莘e不到單獨好氧工藝的一半[3]；②產(chǎn)泥量遠(yuǎn)低于好氧工藝(僅為好氧工藝的1／10～1／6)[4]，污泥已高度礦化，易于處理；③有效提高廢水的可生化性，緩沖進(jìn)水負(fù)荷的變化，從而為后續(xù)好氧處理創(chuàng)造穩(wěn)定、良好的進(jìn)水條件；④運行費用低，對水中有機物的去除可大大節(jié)省好氧段的需氧量，從而節(jié)省整體工藝的運行費用。
經(jīng)過預(yù)處理水解酸化處理后，已經(jīng)去除了廢水中大部分的COD，但是仍達(dá)不到納入市政排水管道排放的要求，因此需要進(jìn)入好氧反應(yīng)池，進(jìn)一步去除有機污染物，直到達(dá)到排放要求。本設(shè)計采用兩段復(fù)合式接觸氧化法作為好氧處理工藝。兩段復(fù)合式接觸氧化法與傳統(tǒng)的活性污泥法、生物濾池法相比，具有以下明顯的優(yōu)點：①處理效率高，系統(tǒng)耐沖擊負(fù)荷強，運行穩(wěn)定性好；②產(chǎn)污泥量少，不易發(fā)生污泥膨脹；③反應(yīng)器中微生物濃度高、泥齡長，對于難降解的有機物具有較強的分解能力；④水力停留時間短，在處理相同水量的情況下，反應(yīng)器體積小，占地面積少；⑤工程投資少，設(shè)備簡單易操作，運行費用低，綜合能耗低。
2．3工藝流程確定
化工廠廢水處理工藝流程如圖1所示。
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圖1廢水處理工藝流程
3主要構(gòu)(建)筑物設(shè)計參數(shù)
(1)調(diào)節(jié)池1。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為3．5m×3．5m×4．5m，HRT=12h。
(2)調(diào)節(jié)池2。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為10．0m×10．0m×5．0m，HRT=10h。
(3)初沉池。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為6．5m×6．5m×4．5m，表面負(fù)荷為1．86m3(m3．h)。
(4)厭氧反應(yīng)器。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，半地下式，l座，尺寸為12．0m×12．0m×8．5m，有效水深8m，停留時間4d。
(5)水解酸化池。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，半地下式，1座，尺寸為l5．0m×10．0m×4．5m，HRT=7h，污泥質(zhì)量濃度為4~6g／L。
(6)兩級復(fù)合式接觸氧化池。尺寸為40．0m×15．0m×4．5m，沿池長設(shè)4個廊道。一級接觸氧化HRT=16h。二級接觸氧化HRT=10h。
(7)二沉池。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，半地下式，1座，尺寸為10．0m×10．0m×4．5m，表面負(fù)荷為1．08m3／(m2．h)。
(8)污泥濃縮池。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，半地下式，1座，尺寸為l0．0m×2．5m×4．5m，固體負(fù)荷30kg／(m2•d)，污泥固體質(zhì)量濃度8kg／m3。
4廢水調(diào)試與運行結(jié)果
在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)各預(yù)處理車間的水質(zhì)、水量變化都比設(shè)計時高，考慮到方案的主體工藝是生化處理，對廢水的水質(zhì)水量變化十分敏感，在調(diào)試時采取了同步結(jié)合分步的調(diào)試法，即先調(diào)試預(yù)處理單元，再調(diào)試綜合廢水生化處理單元：而物化預(yù)處理單元和厭氧預(yù)處理單元采取的是同步調(diào)試。由于厭氧處理對水質(zhì)穩(wěn)定性要求較高，調(diào)試周期較長。因此是決定調(diào)試周期和調(diào)試效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為減少厭氧反應(yīng)器的調(diào)試周期，厭氧反應(yīng)器內(nèi)接種污泥采用外購顆粒污泥，除此之外，調(diào)試時還采取車間加藥預(yù)處理的方式以降低高濃度廢水的毒性和濃度。預(yù)處理調(diào)試成功后．再調(diào)試生化預(yù)處理單元和綜合廢水生化處理。接種污泥取自該集團老廠區(qū)污水處理廠，這些污泥菌種對廠區(qū)廢水已經(jīng)具有一定的適應(yīng)性，因此調(diào)試周期大為縮短。各主要單元對污染物的去除效果如表1所示。
表1各單元對污染物的去除效果
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調(diào)試周期約8周，之后投入試運行。日常運行期間厭氧反應(yīng)器對COD去除率穩(wěn)定在80％以上。水解酸化池對COD去除率在20％以上，但對SS去除率超過80％；兩級接觸氧化對COD具有多級屏障的功能，保證工藝具有較高的抗沖擊負(fù)荷能力。
5.結(jié)論
采用厭氧生物法對其中的高濃度廢水進(jìn)行預(yù)處理．再與其它廢水混合采用以水解酸化兩級復(fù)合式接觸氧化為核心的廢水處理工藝．可實現(xiàn)化工集團工業(yè)廢水的達(dá)標(biāo)排放，并有效降低處理費用。
參考文獻(xiàn)：
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