日用化工廢水組分復雜、水質(zhì)波動(dòng)大、有機污染物濃度高、生物可降解性差并且有一定毒性，如果不經(jīng)處理直接排放會(huì )對周?chē)h(huán)境造成嚴重污染。
江蘇隆力奇生物科技股份有限公司是國內生產(chǎn)規模最大、技術(shù)力量最先進(jìn)的日化產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)和產(chǎn)銷(xiāo)基地，其主要產(chǎn)品為洗發(fā)露、肥皂、化妝品等日用產(chǎn)品，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量日用化工廢水。該公司的廢水處理工程由蘇州思源環(huán)保工程有限公司負責設計、施工與調試。經(jīng)過(guò)1 年多的設計、施工與調試，運行狀況良好，出水水質(zhì)達到《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996) 一級標準，并通過(guò)環(huán)保部門(mén)驗收。
1 廢水水質(zhì)與設計水量
該公司排放生產(chǎn)廢水量約為150m3/d，生活污水約450m3/d，則設計處理廢水量為600m3/d。
公司主要產(chǎn)品為化妝品、殺菌皂、洗發(fā)露等，其中化妝品、殺菌皂生產(chǎn)廢水量較少，廢水主要來(lái)源于洗滌用品生產(chǎn)過(guò)程中清洗反應釜所產(chǎn)生的高濃度廢水。廢水中主要成分為表面活性劑、脂肪酸、香料等有機物質(zhì)，廠(chǎng)區內的生活污水也一并處理。工程的出水水質(zhì)執行《污水 綜合排放標準》(GB 8978—1996) 一級標準。
設計進(jìn)、出水水質(zhì)見(jiàn)表1。
表1 設計進(jìn)、出水水質(zhì) mg·L-1
2 廢水處理工藝的確定
該廢水組分復雜，有機污染物濃度高，BOD5/COD 值＜0．25，屬于難生化降解廢水，廢水中SS 濃度高且含有一定濃度的表面活性劑、動(dòng)植物油類(lèi)。
綜合考慮廢水水量、水質(zhì)特點(diǎn)和處理成本，決定采用UASB/延時(shí)曝氣/氣浮聯(lián)合工藝，流程如圖1 所示。
生產(chǎn)廢水首先經(jīng)由格柵池截留較大懸浮物后進(jìn)入集水池，內設一小型隔油池來(lái)截留部分油脂，廢水在1#調節沉淀池中調節水質(zhì)、水量并去除部分SS后，添加氮、磷元素并控制溫度為35 ～37 ℃，由泵提升進(jìn)入UASB 反應器，與厭氧污泥充分接觸去除廢水中大部分有機污染物、LAS 等。UASB 出水進(jìn)入混凝沉淀池，通過(guò)投加FeSO4、PAC、PAM 去除剩余的有機污染物、LAS、SS 等�；炷恋沓爻鏊c生活污水一起進(jìn)入2#調節池，調節水質(zhì)、水量后進(jìn)入延時(shí)曝氣池進(jìn)一步去除剩余污染物。好氧出水經(jīng)過(guò)沉淀后進(jìn)入氣浮池，最終出水水質(zhì)達到排放標準。
UASB、調節池、混凝沉淀池、二沉池以及氣浮池產(chǎn)生的剩余污泥由污泥泵排入污泥濃縮池，重力濃縮后經(jīng)板框壓濾機壓濾并外運處理。
3 主要構筑物及設計參數
①格柵池
廢水中SS 濃度很高，首先進(jìn)入格柵池去除較大的懸浮物，設計尺寸: 0．7m×0．7m×1．0m，鋼混結構，內置2 套斜板格柵，尺寸: 0．7m×0．7m，柵條間距為10mm，不銹鋼材質(zhì)，采用人工清渣。
②集水池
集水池內設一小型隔油池，起到截留部分油脂的作用，設計尺寸: 3m×3m×2．5m，有效容積為18m3，鋼混結構。
③ 1#調節沉淀池
廢水水質(zhì)波動(dòng)大，需進(jìn)入調節沉淀池進(jìn)行水質(zhì)、水量的均和調節并去除部分SS，便于后續的生化處理。1#調節沉淀池設計尺寸: 10m×6m×4m，分為2 個(gè)單元，前段為沉淀區，有效容積為60m3 ; 后段為調節區，有效容積為160m3，調節時(shí)間為24 h，均為鋼混結構。調節池后段配有機械攪拌設備、蒸汽加熱設備及pH 控制儀各一套，并配有2 臺出水泵，1用1 備，Q = 20m3/h，H = 120 kPa，N = 2．2 kW。
④ UASB 厭氧反應系統
調節沉淀池出水需要添加氮源、磷源，并設置1臺溫度控制儀控制蒸汽管道上的電磁閥對廢水加熱，保證UASB 進(jìn)水溫度為35 ～37 ℃。進(jìn)水與污泥床充分接觸，去除廢水中大部分有機污染物、LAS等。UASB 內置1 臺pH 控制儀，每天監測混合液pH 值，防止酸化。設計尺寸: 8m×5m×12m，HＲT= 58 h，設計容積負荷為6．75 kgCOD/(m3·d) ，鋼混結構。UASB 設計進(jìn)水流量為20m3/h，出水回流至1#調節池，回流量為14m3/h，配有1 套脈沖布水器、1 套三相分離器以及1 臺回流泵，Q = 20m3/h，H= 120 kPa，N = 2．2 kW。
⑤混凝沉淀池
UASB 出水進(jìn)入混凝沉淀池，通過(guò)投加FeSO4、PAC、PAM 去除剩余的有機污染物、LAS、SS 等，降低后續延時(shí)曝氣系統的處理壓力。設計尺寸: 3m×3m×6m，有效停留時(shí)間為2．5 h，其中反應池容積為3m3，內設1 臺攪拌機及2 臺污泥泵，1用1 備，Q =36m3/h，H = 100 kPa，N = 4 kW。
⑥ 2#調節池
混凝沉淀池出水與生活污水進(jìn)入2#調節池均和廢水水質(zhì)、水量同時(shí)通過(guò)鼓風(fēng)曝氣吹脫UASB 出水中部分H2S 等有毒、有害氣體。設計尺寸: 10m×5m×3．5m，有效容積為150m3，調節時(shí)間為6h，鋼混結構。2#調節池設置1 臺攪拌機，2臺出水泵，1用1 備，Q = 30m3/h，H = 120 kPa，N = 4 kW 以及2 臺污泥泵，1用1 備，Q = 36m3/h，H = 100 kPa，N = 4 kW。與延時(shí)曝氣池共用一套曝氣設備，2 臺羅茨風(fēng)機，風(fēng)量為11m3/min，風(fēng)壓為50 kPa，功率為11 kW，曝氣器采用D65 的曝氣軟管，L = 300m。
⑦延時(shí)曝氣好氧反應系統
延時(shí)曝氣池中細胞物質(zhì)氧化時(shí)會(huì )釋放出氮、磷，適合處理缺少氮、磷的廢水。厭氧出水與生活污水混合后在延時(shí)曝氣池中去除剩余的有機污染物、LAS、SS 等。延時(shí)曝氣法的容積負荷低、曝氣池容積大，設計尺寸: 12m×10m×5m，HＲT 為24 h，鋼混結構。曝氣時(shí)間24 h，氣水比為15 ∶ 1，與2#調節池共用2 臺羅茨風(fēng)機曝氣，風(fēng)量為11m3/min，風(fēng)壓為50 kPa，功率為11 kW，曝氣器采用D65 的曝氣軟管，L = 300m。通過(guò)污泥回流保持曝氣池中污泥濃度，污泥回流比為100%，配有2 臺回流泵，1 用1備，Q = 36m3/h，H = 100 kPa，N = 4 kW。
二沉池采用豎流式沉淀池，設計尺寸: 6m×6m×5m，表面負荷為0．7m3/(m2·h) ，鋼混結構。污泥部分回流，剩余污泥則由污泥泵排入污泥濃縮池進(jìn)行重力濃縮。
⑧氣浮池
延時(shí)曝氣好氧系統出水進(jìn)入氣浮池，通過(guò)投加FeSO4、PAC、PAM 進(jìn)一步去除殘余有機污染物、LAS等。采用加壓溶氣氣浮池，設計尺寸: 6m×4m×3．5m，有效容積為30m3，進(jìn)水流量為25m3/h，鋼混結構。氣浮池包含溶氣系統、刮泥系統及控制系統各一套，攪拌器功率為0．75 kW，材質(zhì)為304 不銹鋼; 溶氣罐設計尺寸: 0．6m×2．2m，材質(zhì)為304不銹鋼; 溶氣罐進(jìn)水泵Q = 12．5m3/h，H = 320 kPa，N = 3．0 kW。氣浮池既刮除了沉淀池出水中的污泥，又去除了廢水中的剩余污染物，保證了出水能夠達標排放。
⑨污泥處理系統
剩余污泥由泵排入污泥濃縮池重力濃縮，并由板框壓濾機壓濾后外運處理。UASB 產(chǎn)生剩余污泥量為375 kg/d，延時(shí)曝氣好氧工藝產(chǎn)泥量很少，不予考慮。調節池、混凝沉淀池、二沉池及氣浮池產(chǎn)泥量為500 kg/d，處理污泥總量為875 kg/d。設2 座污泥池，設計尺寸: 4m×4m×3．5m，有效容積為50m3，停留時(shí)間24 h，鋼混結構。濃縮污泥由污泥泵打入板框壓濾機，配有2 臺污泥泵，1用1 備，Q = 8m3/h，H = 600 kPa，N = 4 kW。采用過(guò)濾能力為3kg/(m2·h) (干固體) 的板框壓濾機，壓濾面積為40m2，壓濾后污泥含水率為80%。
4 工程調試與運行結果
工程調試的重點(diǎn)在于UASB 厭氧反應系統的啟動(dòng)，關(guān)鍵在于控制UASB 不發(fā)生酸化。UASB 啟動(dòng)直接購買(mǎi)顆粒污泥進(jìn)行接種，接種量為150m3。啟動(dòng)初期采用間隙進(jìn)水方式，進(jìn)水量為150m3/d，利用出水回流稀釋進(jìn)水COD 在4 000 ～ 5 000mg/L，通過(guò)蒸汽加熱保證進(jìn)水溫度略高于37 ℃，投加NaOH 控制pH 值為7．2 ～ 7．5，能夠有效防止由于容積負荷的提高所引起的反應器酸化，投加氮源、磷源以及必需的微量元素以保證進(jìn)水中C ∶ N ∶ P 為200 ∶ 5 ∶ 1。啟動(dòng)階段UASB 出水VFA ＜ 200mg/L，沒(méi)有出現積累現象，表明UASB 中產(chǎn)甲烷菌活性較好，生化處理效果良好。UASB 啟動(dòng)時(shí)間短，一個(gè)月左右達到了設計容積負荷，進(jìn)水COD 濃度經(jīng)稀釋后為7 200mg/L，出水為1 400mg/L，去除率＞80%。延時(shí)曝氣池接種污泥采用當地污水處理廠(chǎng)的好氧污泥，運行穩定后污泥濃度為4 000mg/L，控制污泥回流比為100%。延時(shí)曝氣池進(jìn)水COD 濃度約為600mg/L，出水為132mg/L，去除率＞78%。
工程調試比較順利，沒(méi)有出現酸化現象，調試時(shí)間3 個(gè)月。系統穩定運行后，出水水質(zhì)均優(yōu)于《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996) 一級標準。主要構筑物出水COD 濃度見(jiàn)表2。
表2 各主要構筑物對COD的處理效果
5 濟分析
①工程投資費用: 土建費54．10萬(wàn)元、設備費76．31萬(wàn)元、設計與調試費13．04萬(wàn)元、運輸及安裝費13．11萬(wàn)元，合計156．65萬(wàn)元。
②工程運行費用主要包括電費、藥劑費、人工費。工程正常連續運行時(shí)設備功率為22．9 kW，電價(jià)為0．57 元/(kW·h) ，電費為0．52 元/m3。廢水處理過(guò)程中需要添加N、P、混凝劑及消泡劑，藥劑費為0．5 元/m3。日常安排5 名管理人員(兼職) ，工資為500 元/(月·人) ，人工費約0．17 元/m3。合計1．21 元/m3，與同類(lèi)廢水的其他處理工藝相比較為經(jīng)濟。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
6 結論
①采用UASB/延時(shí)曝氣/氣浮聯(lián)合工藝處理高濃度日用化工廢水，COD 去除率＞99%，SS 去除率＞96%，LAS 去除率＞95%，出水水質(zhì)優(yōu)于《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996) 一級標準。
②工程正式投入使用后，運行良好，操作簡(jiǎn)便，出水水質(zhì)穩定，剩余污泥量少，處理費為1．21元/m3，對于不同類(lèi)型的高濃度、水質(zhì)波動(dòng)大、生化降解性差的工業(yè)廢水的處理有一定參考意義。
