生物-化學(xué)氧化組合工藝在廢水處理中的應用

隨著(zhù)醫藥、農藥、印染等行業(yè)對化工中間體需求的提高，精細化工行業(yè)迅速發(fā)展，并由此產(chǎn)生了大量的有機廢水。這種有機廢水成分復雜，COD、含鹽量很高，可生化性較差，處理難度很大，一般都得不到有效處理。在現有的處理技術(shù)中，有的采取傳統單一的生物方法處理，有的采用絮凝沉淀等物化方法處理，也有的采用電化學(xué)或膜技術(shù)處理，但是從實(shí)際的處理效果看，上述各種方法均不理想。

某有機合成企業(yè)每年生產(chǎn)醫藥中間體50 t，廢水排放量280 t/d。筆者與企業(yè)共同合作，結合其廢水特點(diǎn)和水質(zhì)情況，選用脫鹽＋厭氧＋好氧＋曝氣生物濾池（BAF）＋臭氧氧化組合工藝對該廢水進(jìn)行處理后，出水達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）中二級排放標準要求。

1 廢水的水質(zhì)、水量

該企業(yè)的廢水種類(lèi)復雜，成分多，其高濃度有機含鹽廢水為間歇排水，不僅含有生產(chǎn)中使用的有機溶劑，還含有生產(chǎn)過(guò)程中添加的酸、堿、鹽等，水質(zhì)變化較大。根據廢水水質(zhì)的特點(diǎn)，將全廠(chǎng)生產(chǎn)廢水分流為高COD 含鹽廢水和其他廢水兩大類(lèi)，分別用兩根排水管道排至廢水處理站。該廢水處理工程的設計處理量分別為：高COD 含鹽廢水80 m3/d，其他工藝及廠(chǎng)區生活污水200 m3/d。廢水分類(lèi)、水質(zhì)、水量情況及排放標準見(jiàn)表1。

表1 廢水的水質(zhì)及水量

2 廢水處理工藝流程和主要處理單元

2.1 廢水處理工藝流程

根據該有機合成廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，綜合考慮系統的先進(jìn)性、工藝的成熟性、運行的可靠性、占地面積、抗沖擊負荷、最終出水質(zhì)量、污泥處理、運行成本、系統對周邊環(huán)境的影響等多重因素，最終確定了廢水處理組合工藝為：調節＋脫鹽＋厭氧＋好氧＋曝氣生物濾池（BAF）＋臭氧氧化。工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 廢水處理工藝流程

由圖1 可見(jiàn)，生產(chǎn)工藝中鹽水洗滌排出的高COD 含鹽工藝廢水，平均鹽質(zhì)量分數7%左右，這部分水由專(zhuān)用管線(xiàn)離心泵打入含鹽集水池，經(jīng)絮凝預處理除去大部分固體有機物，再經(jīng)三效脫鹽、脫溶系統除鹽后，進(jìn)入污水站調節池合并其他污水進(jìn)入生化系統處理。洗釜、沖洗地面水和工藝廢水自污水管進(jìn)入污水站調節池合并其他污水進(jìn)入生化系統處理。生活污水經(jīng)化糞池處理后，進(jìn)入污水站調節池合并其他污水進(jìn)入生化系統處理。

2.2 主要處理單元及特點(diǎn)

（1）集水池。高COD 含鹽廢水種類(lèi)多，成分復雜，水質(zhì)、水量變化較大。集水池收集高COD 含鹽廢水，進(jìn)行水量與水質(zhì)雙重調節。

（2）脫鹽系統。高COD 含鹽廢水含有大量的無(wú)機鹽。廢水中無(wú)機鹽含量遠遠超過(guò)相關(guān)的排放標準，且無(wú)機鹽的存在對后續的生化處理系統很不利，故必須對廢水中的無(wú)機鹽進(jìn)行有效的處理。脫鹽系統先在85 ℃對廢水進(jìn)行粗餾，去除大部分的有機污染物，再蒸發(fā)濃縮結晶，去除無(wú)機鹽，所得廢鹽（因含有大量的雜質(zhì)）經(jīng)煅燒后，回用于生產(chǎn)工序；蒸發(fā)后的水相經(jīng)冷凝后，排入調節池，與其他廢水混合后，進(jìn)行生化處理。

（3）調節池。調節池收集其他廢水，包括洗釜、沖地面廢水、水噴泵用水、生活用水和經(jīng)預處理、脫鹽處理后的廢水等。這些廢水混合后在調節池中進(jìn)行預曝氣，均衡水質(zhì)。

（4）上流式厭氧污泥床過(guò)濾器（UBF）。厭氧反應器的去除效率取決于顆粒污泥的質(zhì)量。顆粒污泥的質(zhì)量不僅與厭氧反應器進(jìn)水的水質(zhì)有關(guān)，也與厭氧反應器的氣、液、固三相混合接觸方式密切相關(guān)。本方案采用的UBF 是一種改進(jìn)型厭氧反應器，不僅占地面積小，具有污泥顆�；�程度高和顆粒污泥密實(shí)度高的優(yōu)點(diǎn)，而且處理效率高，抗沖擊負荷能力強，運用效果穩定，其COD 去除率在80％以上。

（5）好氧接觸氧化池。經(jīng)厭氧處理后的出水進(jìn)入好氧接觸氧化池，進(jìn)行好氧生物處理。

（6）管道混合器。為了去除部分COD 和提高廢水的可生化性，為后續生化處理創(chuàng )造更為有利的條件，需要在管道混合器中實(shí)現無(wú)機混凝劑與有機絮凝劑異步反應。根據廠(chǎng)方排放廢水情況選擇投加于管道混合器中的無(wú)機、有機絮凝劑分別是聚氯化鋁鐵和聚丙烯酰胺。

（7）曝氣生物濾池。曝氣生物濾池采用生物陶粒料，其集生物反應與生物過(guò)濾為一體，尤其適用于厭氧之后的好氧處理工藝。由于厭氧處理出水可生化性很差，必須對好氧工藝加以強化方可實(shí)現達標。就本項目而言，曝氣生物濾池是一種合適的選擇。曝氣生物濾池的填料擁有數倍于普通曝氣池的生物量，故在可生化性很差的條件下依然能夠達到所需的有機物去除效果，而且由于填料的分散作用和截濾作用，其不僅對空氣中的氧利用率很高，出水基本不帶懸浮物，出水水質(zhì)好，而且耐負荷沖擊能力強，不發(fā)生污泥膨脹。

（8）臭氧發(fā)生器。用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧對生物處理的出水深度化學(xué)氧化，確保出水達標排放。

2.3 主要構筑物及工藝參數

本工程主要構筑物為集水池、調節池、UBF、好氧接觸氧化塔、曝氣生物過(guò)濾器、反沖洗排水收集池、沉淀池、臭氧氧化反應器等，其設計參數見(jiàn)表2。

表2 主要構筑物及設計參數

3 工程運行

3.1 工程竣工驗收監測結果

廢水處理設施運行效果見(jiàn)表3。

表3 廢水處理設施運行效果

由表3 可知，預處理階段對高濃度含鹽廢水COD、SS 的去除率分別為72.8%、64.6%；生物處理和臭氧氧化對混合廢水COD、SS 的總去除率分別為96.1%、94.4%。

3.2 工程運行費用

工程運行費用包括：（1）電費。用電量8 kW·h/t，電價(jià)以0.56 元/（kW·h）計，則電費共4.48 元/t。（2）蒸汽消耗費用。需消耗蒸汽0.12 t/t，蒸汽單價(jià)按157 元/t 計，則蒸汽消耗費用為18.84 元/t。（3）藥劑費用。需投加聚氯化鋁鐵1.4 kg/t，聚丙烯酰胺0.08kg/t，二者單價(jià)分別為2 元/kg 和40 元/kg，則藥劑費用分別為2.8、3.2 元/t。（4）其他費用。修理費0.4元/t，人工費8.8 元/t�？梢杂嬎愠隹偟膹U水處理費用為38.5 元/t。

可見(jiàn)采用脫鹽＋厭氧＋好氧＋BAF （曝氣生物濾池）＋臭氧氧化組合工藝處理高COD、含鹽且難生化的有機廢水取得了成功，不僅技術(shù)成熟、可靠，處理效果穩定，耐負荷沖擊性強，工藝組合合理，工程總投資和運行費用適中，并且能保證廢水達標排放，具有廣泛的應用前景。（谷騰水網(wǎng)）

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［作者簡(jiǎn)介］李純茂（1963—），2006 年畢業(yè)于廈門(mén)大學(xué)，博士。