揚州市某港口碼頭倉儲企業(yè)主要儲存油品（燃料油、汽油、柴油、基礎油）、化工品（混合芳烴、甲醇、甲基叔丁基醚、醋酸丁酯、苯、甲苯）、液化烴（液化氣、丙烯）等。該企業(yè)日均廢水排放量約為60 m3/d, 廢水中有機物種類(lèi)繁多,毒性較大,難以生物降解〔1〕。目前該企業(yè)采用生物流化床—厭氧沉淀組合工藝二級生化處理洗艙化學(xué)品廢水,出水COD 約為 200~240 mg/L,未能實(shí)現達標排放。
目前常采用化學(xué)氧化—生化組合工藝處理難生物降解有機廢水〔2〕,其中化學(xué)氧化可去除難降解有機物或改善廢水的可生化性,而生物處理技術(shù)具有處理費用低、對多種有機污染物處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。研究表明〔3〕,一體化臭氧曝氣生物濾池（O3-BAF）系統對含難生物降解有機物的廢水具有良好的處理效果且工藝簡(jiǎn)單,占地面積少,運行成本低。
筆者擬采用一體化臭氧曝氣生物濾池（O3-BAF）—曝氣生物濾池（BAF）組合工藝對二級生化處理后的港口碼頭洗艙化學(xué)品廢水進(jìn)行深度處理, 處理后出水水質(zhì)需達到《生活雜用水水質(zhì)標準》（CJ/T 48—1999）要求,可回用作消防與綠化用水。
1 廢水水質(zhì)、水量及排放標準
系統進(jìn)水為現有洗艙廢水二級生化處理出水, 經(jīng)深度處理后,須達到消防與綠化要求的回用水水質(zhì)標準,廢水pH、色度、COD、BOD、SS 按文獻方法測定〔4〕。工程化裝置處理水量2.5 m3/h,廢水處理系統24 h 連續運行。設計進(jìn)水水質(zhì)和排放標準見(jiàn)表 1。
2 處理工藝
2.1 工藝流程
深度處理工藝流程如圖 1 所示。
圖 1 廢水深度處理工藝流程
2.2 工藝說(shuō)明
二級生化處理出水COD 約200~240 mg/L,主要為難生物降解的可溶性有機物,有一定毒性。設計調節池進(jìn)行收集,減緩進(jìn)水水質(zhì)、水量波動(dòng)。同時(shí)可將廠(chǎng)區生活污水打入調節池,提高廢水的可生化性。首先采用一體化O3-BAF 系統處理廢水。該系統將臭氧通過(guò)文丘里管直接投加到曝氣生物濾池的底部布水層,在布水層同時(shí)實(shí)現布氣布水和臭氧氧化,其中臭氧氧化以其強氧化性對廢水進(jìn)行脫色,同時(shí)去除部分COD 并將大分子污染物分解為小分子有機物,以提高廢水的可生化性。含臭氧的廢水從下部進(jìn)入曝氣生物濾池的填料層進(jìn)行好氧生化處理,在一個(gè)反應器內部同時(shí)實(shí)現臭氧氧化和生化協(xié)同作用。經(jīng)一體化O3-BAF 系統處理后,廢水溢流進(jìn)入曝氣生物濾池（BAF）,進(jìn)一步生化處理,去除有機物和懸浮物,使出水穩定達到排放標準要求。
2.3 主要構筑物
（1）調節池。尺寸為4 m×4 m×3.7 m,鋼筋混凝土結構,HRT=12 h。水位一般維持在2 m 左右,留0.5 m 安全高度。由于揚州最低氣溫為-10 ℃,最低水溫約 5 ℃。而生化系統受溫度影響較大,水溫＜10 ℃時(shí)處理效率下降,因此設蒸汽加熱系統,水溫＜12 ℃時(shí)啟動(dòng)加熱系統,將調節池的廢水加熱至15 ℃,以保證深度處理系統的穩定性。蒸汽來(lái)源于附近發(fā)電廠(chǎng)。
（2）一體化O3-BAF 系統。尺寸為2 m×2 m×6 m, 碳鋼結構,三油兩布防腐,填料高度4.7 m。采用粒徑為3~5 mm 的陶粒（孔隙率50%）。該系統是深度處理工藝的核心,也是出水水質(zhì)達標的保證。臭氧發(fā)生器的臭氧產(chǎn)生量為200 g/h,臭氧投加量是影響一體化O3-BAF 處理效果的重要因素。過(guò)量臭氧溶解在廢水中不能及時(shí)分解,進(jìn)入一體化O3-BAF 系統的填料層,會(huì )抑制微生物的生長(cháng),甚至造成微生物的死亡。實(shí)驗驗證,隨著(zhù)臭氧投加量的提高,一體化O3-BAF 系統對COD 的去除率先升高后下降,最佳臭氧投加量在50～55 mg/L。該系統COD 容積負荷為 0.8 kg/（m3·d）,氣水比6∶1,布氣系統采用穿孔布氣。
（3）BAF 系統。尺寸為2 m×2 m×4.5 m,碳鋼結構,三油兩布防腐。填料層高度3.2 m,填料采用粒徑為3~5 mm 的陶粒（孔隙率50%）。廢水經(jīng)一體化O3-BAF 系統處理后,可生化性得到一定提高,后續采用BAF 系統進(jìn)行生化處理,進(jìn)一步去除有機物和懸浮物。該系統COD 容積負荷為0.8 kg/（m3·d）,HRT 為4.6 h,氣水比為10∶1,布氣系統采用穿孔布氣。
（4）清水池。尺寸為2 m×1 m×4.5 m,碳鋼結構, 三油兩布防腐。水位高度保持4 m,暫時(shí)貯存BAF 系統出水,同時(shí)為一體化O3-BAF 系統和BAF 系統定期反沖洗提供水源。該深度處理系統工藝簡(jiǎn)單、高效、操作便捷,同時(shí)能實(shí)現較高水平的自動(dòng)化控制。
3 調試與運行
3.1 調試階段
該工程調試內容主要是一體化O3-BAF 系統和 BAF 系統中微生物的培養及馴化。首先分別向一體化O3-BAF 系統和BAF 系統中投加干污泥,然后加入生活污水,并投加適量的面粉和營(yíng)養物質(zhì),控制 m（COD）∶m（N）∶m（P）在100∶5∶1 左右。連續悶曝3 d 后注入二級生化池廢水,開(kāi)始每天以1 m3/h 的流量進(jìn)水,出水COD 去除率一直穩定在60%以上,掛膜培養成功。隨后逐步提高進(jìn)水量至2.5 m3/h,使去除率穩定在60%以上,培養馴化成功。最后開(kāi)啟臭氧系統,實(shí)現整個(gè)系統的完整連續運行。
3.2 運行階段
該深度處理系統經(jīng)3 個(gè)多月的運行,運行情況良好,設備運轉正常,整個(gè)系統一直處于穩定狀態(tài),出水水質(zhì)可達到設計要求。其中出水pH 在6.5~8.0, 色度為2~4 倍,SS＜0.8 mg/L,BOD55＜9 mg/L,COD＜30 mg/L。穩定運行期間的COD 變化情況見(jiàn)圖 2。
圖 2 工藝系統對廢水的處理效果
由圖 2 可知,（1）該深度處理系統對含難生物降解有機物的廢水具有良好的處理效果,COD 去除率穩定在91%左右,平均去除率達92.66%。（2）穩定運行期間的第8 天~第10 天由于揚州冬天氣溫驟降, 水溫較低,大大降低了一體化O3-BAF 系統和BAF 系統生化處理的效率,出水COD 達到88 mg/L,其余時(shí)間出水COD 均低于30 mg/L,達到CJ/T 48 —1999 要求。（3）針對廢水水溫較低的情況,開(kāi)啟了蒸汽加熱系統,將調節池水溫加熱至15 ℃,系統迅速恢復處理效果,保證了整個(gè)深度處理系統的穩定性。
3.3 系統設計運行的建議
（1）由于港口洗艙化學(xué)品廢水含有有毒有害物質(zhì)且難以生物降解,可在深度處理系統前設置調節池,既可穩定進(jìn)水水質(zhì)水量,又可混合一定量的生活污水,提高廢水的可生化性。同時(shí)針對揚州冬天水溫較低的情況,可在調節池設置蒸汽加熱系統,保證生化處理系統的穩定性。
（2）臭氧發(fā)生器可根據進(jìn)水水質(zhì)的變化靈活運作。若二級生化處理效果好時(shí),在保證出水水質(zhì)達標的前提下,可降低臭氧投加量或關(guān)閉臭氧投加系統, 從而降低噸水處理成本。
（3）根據濾池阻塞情況及出水水質(zhì)波動(dòng)情況定期對一體化O3-BAF 系統和BAF 系統進(jìn)行反沖洗。反洗時(shí)先用氣反沖洗,再氣水聯(lián)合沖洗,最后再反沖洗水漂洗,待出水較為清澈后反沖洗結束,按反沖洗前的運行狀況恢復一體化O3-BAF 系統和BAF 系統。反沖洗周期一般為10~15 d。
（4）針對冬天水溫較低的地區,除設置蒸汽加熱系統,還需注意水泵和水管的凍裂問(wèn)題,在廢水處理系統設計過(guò)程中考慮防凍措施。
4 經(jīng)濟分析
系統運行的主要成本是風(fēng)機、水泵、臭氧發(fā)生設備運行電費及冬天水溫較低時(shí)購買(mǎi)蒸汽的費用（人工費、設備折舊費暫不考慮）。各設備用電情況見(jiàn)表 2。
該系統每天總耗電量為162 kW·h,以電價(jià)0.7 元/（kW·h）計,電費共113.4 元/d。以每天處理60 m3 廢水計,則廢水處理費用為2.45 元/ m3。在冬天水溫較低的1~2 個(gè)月,需從附近電廠(chǎng)購買(mǎi)蒸汽,噸水成本需增加約2~3 元。若進(jìn)水水質(zhì)較好,臭氧發(fā)生設備無(wú)需開(kāi)啟,則可降低成本,廢水處理費用約為1.05 元/m3。此外,最終出水達到生活雜用水標準后可降低廠(chǎng)區消防和綠化用水費用,具有經(jīng)濟效益。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
5 結論
（1）采用一體化O3-BAF—BAF 組合工藝深度處理港口碼頭洗艙化學(xué)品二級生化廢水,運行實(shí)踐表明該工藝成熟、處理效果穩定,對廢水有良好的處理效果。臭氧最佳投加量為50～55 mg/L,出水COD 可穩定在30 mg/L 以下,廢水處理費用約2.45 元/m3。
（2）經(jīng)該組合工藝深度處理后,港口碼頭洗艙化學(xué)品廢水出水各指標滿(mǎn)足CJ/T 48—1999 要求,可作消防、綠化用水,具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。
