江西省某縣工業(yè)園區(qū)主要以精細(xì)化工企業(yè)為主，其中包括醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等高污染的化工企業(yè)，這些企業(yè)的生產(chǎn)廢水經(jīng)過預(yù)處理后達(dá)到納管要求排入管網(wǎng)，經(jīng)管網(wǎng)收集后進(jìn)入園區(qū)廢水處理站進(jìn)行處理。由于該工業(yè)園區(qū)的廢水污染物復(fù)雜、水質(zhì)波動(dòng)沖擊負(fù)荷大、且含有大量難降解有機(jī)物如苯酚、苯胺和硝基苯類污染物，采用一般的物理、化學(xué)、生物法去除效果并不理想，故根據(jù)該園區(qū)廢水特點(diǎn)，提出采用UASB+A/O+Fenton氧化工藝處理該工業(yè)園區(qū)廢水，使出水達(dá)到GB 8978—1996中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
1 污水的水質(zhì)水量和排放標(biāo)準(zhǔn)
該園區(qū)廢水總規(guī)模為20 000 t/d。根據(jù)建設(shè)方提供的水質(zhì)數(shù)據(jù)，并考慮園區(qū)企業(yè)的特殊性及對(duì)應(yīng)行業(yè)的排水水量比例，污水廠進(jìn)水水質(zhì)的設(shè)計(jì)采取保守設(shè)計(jì)，對(duì)污水廠的進(jìn)水水質(zhì)設(shè)計(jì)值適當(dāng)放大；同時(shí)考慮園區(qū)內(nèi)各企業(yè)污水排放達(dá)到《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ 3082—1999）和《綜合污水排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并借鑒省內(nèi)外其他相關(guān)工業(yè)園區(qū)污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)狀況，確定污水 廠的進(jìn)水水質(zhì)，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)見表 1。
|
項(xiàng)目 |
COD |
BOD 5 |
pH |
SS |
總氮 |
總磷 |
|
進(jìn)水 |
500 |
300 |
6~9 |
400 |
30 |
3.0 |
|
出水 |
100 |
20 |
6~9 |
70 |
15 |
0.5 |
|
注：除 pH 外其他項(xiàng)目單位均為 mg/L 。 |
2 廢水處理工藝
2.1 工藝流程
廢水處理工藝流程見圖 1。
從園區(qū)管網(wǎng)收集來的廢水進(jìn)入污水處理廠區(qū)，首先經(jīng)過粗格柵攔截處理，然后通過泵房提升至細(xì)格柵。調(diào)節(jié)池末端設(shè)污水提升泵，將調(diào)節(jié)池污水提升進(jìn)入U(xiǎn)ASB+A/O池。UASB+A/O池工藝是一種生物脫氮除磷工藝，其生物反應(yīng)池包括UASB（厭氧池）、A（缺氧池）、O（好氧池）3個(gè)組成部分。
生化池處理出水排入二沉池，進(jìn)行泥水分離后，上清液自流進(jìn)入Fenton氧化池進(jìn)行深度處理，進(jìn)一步去除水體中的有機(jī)物，出水消毒后排放。污水處理廠的物化污泥利用板框壓濾機(jī)脫水，生化污泥利用帶式壓濾機(jī)脫水，濃縮脫水后的污泥外運(yùn)填埋處理，濾液回流至調(diào)節(jié)池進(jìn)行再處理。
2.2 處理工藝說明及主要設(shè)計(jì)參數(shù)
（1）調(diào)節(jié)池。用于接納細(xì)格柵來水，對(duì)進(jìn)廠污水進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，減少因企業(yè)不達(dá)標(biāo)排放或事故排放導(dǎo)致的水質(zhì)超標(biāo)和水量波動(dòng)。采用地下式砼結(jié)構(gòu)，有效容積3 332 m3，HRT=4 h，池體根據(jù)廠區(qū)地形圖設(shè)為梯形結(jié)構(gòu)，占地面積 833 m2。
（2）UASB+A/O工藝系統(tǒng)。利用厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)的不同功能，進(jìn)行生物脫氮除磷，同時(shí)去除污水中的BOD5和COD，其中厭氧區(qū)的結(jié)構(gòu)形式為UASB，采用脈沖進(jìn)水方式，半地上式砼結(jié)構(gòu)�？偹νＡ魰r(shí)間21.9 h，其中UASB停留時(shí)間為8.0 h，缺氧池停留時(shí)間為2 h，好氧池停留時(shí)間為11.9 h。氣水比為10.7∶1，UASB設(shè)置4個(gè)脈沖罐，內(nèi)徑 2.05 m，缺氧池設(shè)4臺(tái)功率為4 kW的水下低速潛水推流器，好氧池至缺氧池的混合液內(nèi)回流比取300%。生物處理池設(shè)兩座，單座池體平面尺寸 62.4 m×25.0 m，UASB池高度為8.85 m（有效深度為8.55 m），A/O池高度為5.5 m（有效深度為5 m）。
（3）二沉池。對(duì)好氧池混合液進(jìn)行泥水分離，出水進(jìn)入Fenton氧化池，污泥一部分回流至生物處理池，另一部分進(jìn)入儲(chǔ)泥池后脫水處理。表面負(fù)荷為0.90 m3/（m2·h），由兩座直徑為24.3 m的池體組成，采用中間進(jìn)水周邊出水輻流式沉淀池。
（4）Fenton氧化池。接納二沉池出水，利用Fe2+與H2O2產(chǎn)生的羥基自由基氧化有機(jī)物，同時(shí)利用Fe（OH）3的絮凝沉淀作用去除有機(jī)物〔2〕，更徹底地將廢水中的小分子有機(jī)物降解，并基本實(shí)現(xiàn)懸浮物質(zhì)的完全去除，保證水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)�？偼Ａ魰r(shí)間6.4 h，其中Fenton反應(yīng)池停留時(shí)間為2.7 h，沉淀停留時(shí)間為3.7 h。Fenton反應(yīng)池采用曝氣攪拌，絮凝反應(yīng)采用機(jī)械攪拌方式，沉淀池采用平流式沉淀池。設(shè)兩座Fenton處理池，每座工藝尺寸為10.2 m×65.8 m×5.0 m。
3 實(shí)際運(yùn)行效果和分析
3.1 運(yùn)行情況
該廢水處理設(shè)施經(jīng)調(diào)試后穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。經(jīng)該系統(tǒng)處理后，廢水COD由500 mg/L降至90 mg/L以下，BOD5由300 mg/L降至20 mg/L以下，整體生化處理效率均達(dá)到82％以上，出水pH保持在7～8。表 2為該污水處理廠穩(wěn)定運(yùn)行30 d時(shí)的出水水質(zhì)。
|
項(xiàng)目 |
COD |
BOD 5 |
pH |
SS |
總氮 |
總磷 |
|
數(shù)值 |
90 |
15 |
6~9 |
50 |
13 |
0.1 |
|
注：除 pH 外其他項(xiàng)目單位均為 mg/L 。 |
||||||
3.2 運(yùn)行費(fèi)用分析
（1）工資福利費(fèi)：全廠定員26人，平均每人按1.5萬元/a計(jì)，則工資福利費(fèi)為39萬元/a。
（2）電費(fèi)：全廠耗電量412.32 kW·h/a，單價(jià)按0.738元/（kW·h）計(jì)算，總電耗304.29萬元/a。
（3）藥劑費(fèi)：污水處理廠消耗的藥劑主要有 PAM、硫酸、液堿、硫酸亞鐵和雙氧水，合計(jì)藥劑消耗為775.92萬元/a。
（4）水費(fèi)：每人按50 L計(jì)，水費(fèi)單價(jià)1.3元/t，則全年水費(fèi)為2.4萬元/t。
（5）污泥處置費(fèi)：每年產(chǎn)生污泥量為9 115 t/d，按50元/t計(jì)，則污泥處置費(fèi)為45.58萬元/a。
可知該工程污水處理運(yùn)行費(fèi)用為1 167.19萬元/a，折合噸水處理成本為1.95元（年運(yùn)行時(shí)間按300 d計(jì)）。
4 結(jié)論及建議
針對(duì)該工業(yè)園區(qū)廢水的特點(diǎn)，采用UASB+A/O+Fenton氧化工藝進(jìn)行處理，經(jīng)工程實(shí)踐證明此工藝成熟，治理效果穩(wěn)定。其中深度處理Fenton池是保證該工藝出水COD穩(wěn)定＜90 mg/L的關(guān)鍵。
建議當(dāng)?shù)丨h(huán)保局加強(qiáng)對(duì)工業(yè)企業(yè)預(yù)處理水質(zhì)的監(jiān)督管理，以保證廢水處理廠進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定，從而使處理后廢水穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
