針對化工廢水的COD、NH3-N、含鹽量高等特點,工程選用溶氣氣浮+鐵炭微電解+Fenton氧化+混凝沉淀+三效蒸發(fā)的預處理工藝,結合兩級厭氧+A/O的主體處理工藝及ClO2接觸氧化的深度處理工藝,實際運行結果表明,當進水水質的COD、NH3-N、含鹽量、TP分別為40600mg/L、332mg/L,6.1%,15.3mg/L時,處理后的出水濃度可以分別降低至338mg/L、9.72mg/L,0.25%,0.78mg/L,出水水質達到所在園區(qū)納管標準。
1工程概況
江蘇某化學科技有限公司依托先進的生產工藝和豐富的生產經驗,主要從事3,4-二氯化苯醚酮及2,4-二氯化苯環(huán)氧乙烷等精細化工產品的研制、開發(fā)、生產。該公司的生產廢水主要來源于化學副反應過程中的生產廢水、排放冷卻水等。廢水總量為30m3/d。廢水平均水質及排放標準見表1。該化工廢水經過處理后達到產業(yè)園區(qū)內廢水處理廠的接管標準后做進一步處理。
表1廢水平均水質及排放標準
2處理工藝
2.1廢水特點
該化工廢水有機物種類復雜,難降解物質較多,廢水COD高達幾萬mg/L,廢水的可生化性差,含鹽量高,生物毒性大,廢水間歇排放,水質水量波動較大,同時廢水中的殺菌劑類物質,對水中微生物有一定生理毒害作用,影響生化處理效率。
2.2工藝流程說明
目前對于此類高濃度的化工廢水主要采用微電解、催化氧化、混凝沉淀、水解酸化等方法處理。依據此類廢水的特點,需要首先進行物化預處理,然后進行生化處理,最后進行深度處理。
綜合考量各方法的優(yōu)缺點后,在物化預處理階段選擇采用溶氣氣浮+鐵炭微電解+Fenton氧化+混凝沉淀+三效蒸發(fā)工藝,達到初步降低廢水COD、鹽度,提高廢水可生化性的目的,同時可有效節(jié)約運行成本。
在生化處理階段采用兩級厭氧+A/O的生物處理為主的處理工藝,可有效地降低NH3-N負荷,減少脫氨對外部碳源的需求,實現了可生化的COD及NH3-N的全部降解。深度處理階段采用ClO2接觸氧化工藝,進一步氧化取出水中難降解的有機物,同時去除水體色度。
具體工藝流程如圖1所示。
圖1工藝流程
2.2.1物化預處理工藝流程
高濃度的化工廢水流入調節(jié)池進行混合后調節(jié)pH,隨后調節(jié)池出水經泵提升進入溶氣氣浮裝置即氣浮機,通過固液、液液分離的方式,去除廢水中的懸浮物、油狀物,避免油類、懸浮物對后續(xù)高級氧化的效率產生影響。
溶氣氣浮裝置出水經過pH調節(jié)后進入Fe-C微電解反應釜,反應釜中Fe-C組成的無數微電池,在充氧條件下產生產生新生態(tài)的[H],還原降解廢水中的有機物質。
微電解反應后,出水自流入Fenton反應釜,隨后利用微電解過程產生Fe2+與H2O2組成Fenton試劑,產生具有強氧化性的羥基自由基,氧化分解苯環(huán)類、鹵代烴類等有毒物質為小分子物質,提高廢水的可生化性。
隨后出水流入穩(wěn)定池進一步氧化反應,而后經過pH調節(jié)進入混凝沉淀池,投加混凝劑PAC和助凝劑PAM,廢水中的大部分懸浮物及殘余的Fe3+經絮凝反應后形成絮體,廢水中的SS大幅下降,可生化性得到提高。廢水隨后進入三效蒸發(fā)器,采用蒸發(fā)析鹽的方法離心出廢水中的廢鹽后進入下一級處理設施。
2.2.2生化處理工藝流程
高濃度的化工廢水經過上述的物化預處理工藝后,COD的去除率可以達到65%~70%,鹽度得到初步降低,可生化性得到顯著提高。
經過物化預處理后的廢水進入兩級EGSB厭氧反應池中,與厭氧污泥充分均勻混合,通過反應池中兼性厭氧和厭氧微生物群體的作用,降解廢水中難降解的有機物質,進一步降低廢水中BOD5及COD,提升廢水的可生化性,此外兩級EGSB組合單元為厭氧氨氧化提供短程反硝化條件,有效的降低氨氮負荷。
隨后廢水采用A/O生物處理即缺氧+好氧處理工藝,因為此廢水中TP含量較低,NH3-N和COD較高,通過EGSB大幅度削減負荷后,利用缺氧池反硝化細菌將廢水中的COD做為碳源,將好氧池回流混合液中帶入的大量NO-3-N和NO-2-N還原為N2釋放至空氣,降低BOD5及NO-3-N濃度,實現可生化的COD和NH3-N得以全部降解。
隨后廢水流入好氧池,在好養(yǎng)、兼氧菌的作用下,進一步去除水中有機雜質。隨后廢水流入二沉池,泥水分離后,二沉池污泥回流至A/O池及兩級EGSB反應器中,剩余污泥流入生化污泥池中,后流入污泥調節(jié)池,經板框壓濾機脫水后排出。二沉池中上清液流入ClO2接觸氧化池做進一步處理。
2.2.3深度處理工藝流程
ClO2作為漂白劑和消毒劑,因為其價格適中,不致癌性,且在殺菌等方面表現優(yōu)異,已經被廣泛應用于殺菌消毒及污廢水處理領域。因此,廢水流入ClO2接觸氧化池后,利用ClO2的強氧化性,進一步氧化去除廢水中難生物降解的有機物質,同時進一步去除水體色度,保證出水效果。
2.3主要構筑物及設計參數
2.3.1預處理工藝系統
(1)調節(jié)池1。地上式鋼筋混凝土防腐結構,
2.3.2生化處理系統
2.3.3深度處理系統
2.3.3污泥處理系統
2.3.4附屬構筑物
附屬構筑物包括加藥間、鼓風機房、配電室及控制室。
3調試運行情況
該工程于2016年4月底竣工,調試期約3個月,各工藝單元運行狀況良好,出水水質優(yōu)于園區(qū)接管標準,具體水質如表2所示。
表2運行期間監(jiān)測數據
4工程經濟分析
本項工程總投資463.36萬元,其中土建費用共48.09萬元,設備安裝工程費用共計398.14萬元,間接費用65.22萬元。投入運行后,總運行費用為46.3元/m3廢水,其中電費為27.6元/m3廢水,電費按0.8元/(kW·h)計算,藥劑費用3.0元/m3廢水,設備及設施維護費用4.6元/m3廢水,人工費用11.1元/m3。
5結論
(1)選用溶氣氣浮+鐵炭微電解+Fenton氧化+混凝沉淀+三效蒸發(fā)的預處理工藝,達到了初步降低廢水中COD、鹽度,同時達到提升廢水的可生化性的目的。兩級厭氧EGSB反應器可有效地降低氨氮負荷,減少脫氨對外部碳源得需求。
A/O工藝實現了可生化的COD及氨氮的全部降解。ClO2接觸氧化工藝進一步氧化取出水中難降解的有機物,同時去除水體色度。
(2)選用溶氣氣浮+鐵炭微電解+Fenton氧化+混凝沉淀+三效蒸發(fā)的預處理工藝,結合兩級厭氧+A/O的主體處理工藝及ClO2接觸氧化的深度處理工藝處理高濃度的化工廢水是可行的。經處理后的各項指標均低于所在園區(qū)的接管標準。
該工藝流程具有處理效果較好,抗沖擊負荷能力強,運行穩(wěn)定且維護方便等特點。