某溶劑化工廠污水處理工程設(shè)計(jì)

鄒小玲,陸繼來(lái),左 嘉

（1.華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院，江西 南昌330013；2.江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院，江蘇 南京210036；3.南昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，江西 南昌330038）

1 工程概況

某溶劑化工廠主要生產(chǎn)乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯等產(chǎn)品,廢水量大約為15 200 m3·a-1，廢水中COD 濃度較高，最高可達(dá)4 500 mg·L-1，且含有大量的甲苯、乙酸等有機(jī)物，甲苯最高可達(dá)446 mg·L-1，乙酸最高可達(dá)3 920 mg·L-1，屬于高濃度難降解有機(jī)廢水，廢水如直接排放會(huì)對(duì)水體環(huán)境造成嚴(yán)重污染；因此廢水需先經(jīng)本廠預(yù)處理后，才能進(jìn)入園區(qū)處理廠進(jìn)一步深度處理。 該廠廢水排放執(zhí)行園區(qū)污水處理廠的接管標(biāo)準(zhǔn)，即COD≤500 mg·L-1；SS≤400 mg·L-1；氨氮≤50 mg·L-1；總磷≤2.0 mg·L-1；甲苯≤0.1 mg·L-1；乙酸≤10 mg·L-1；pH=6～9。目前，國(guó)內(nèi)外許多文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)了甲苯乙酸廢水的理論研究，但很少涉及該類廢水處理的工程實(shí)例。 本研究以某溶劑化工廢水處理工程為例，詳細(xì)介紹廢水處理工程的設(shè)計(jì)。

2 廢水水質(zhì)

全廠廢水包括生產(chǎn)工藝廢水、真空系統(tǒng)廢水、初期雨水、地面/設(shè)備沖洗水、生活廢水等。根據(jù)各股廢水水質(zhì)的特點(diǎn)，可以將全廠廢水分為3 類：①高甲苯廢水：主要來(lái)自不同生產(chǎn)線酯化脫水工段分水器分離出的廢水,主要污染物為COD、SS、甲苯和乙酸。 ②真空泵廢水：主要來(lái)自不同生產(chǎn)線中真空泵產(chǎn)生的廢水，主要污染物為COD、SS、乙酸。 ③其他廢水：包括生活污水、地面沖洗水、設(shè)備沖洗水、初期雨水、廢氣吸收廢水、夏季貯罐噴淋水等，主要污染物為COD、SS。 廢水水質(zhì)如表1所示。

表1 廢水水質(zhì)Tab.1 Wastewater quality

3 工藝流程說(shuō)明

從表1可以看出3 類廢水水質(zhì)具有明顯差異。 高甲苯和真空泵廢水含有較高的甲苯和乙酸難降解物質(zhì)，通常直接采用生物處理效果較差，針對(duì)這兩類廢水應(yīng)先進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，提高廢水可生化性并降低廢水中的甲苯和乙酸濃度，這有利于后續(xù)生物處理。 預(yù)處理后的廢水再與其他廢水混合后進(jìn)行普通的生物處理。此工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要是針對(duì)各股廢水水質(zhì)特點(diǎn)采取分步處理，再混合進(jìn)入主體工藝，根據(jù)此思路采用工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 工藝流程圖Fig.1 Flow chart of wastewater treatment process

甲苯廢水先經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后進(jìn)入氣浮系統(tǒng)，為了增加氣浮效果，在氣浮設(shè)備中預(yù)先加入PAC 和PAM，可去除大部分的甲苯和SS 等物質(zhì),產(chǎn)生的浮渣委托相關(guān)固廢公司進(jìn)行處置。 氣浮出水再與真空泵廢水一并進(jìn)入調(diào)節(jié)池2 并充分混合，然后進(jìn)入鐵碳微電解塔和芬頓氧化池。 鐵碳微電解可使甲苯等難降解有機(jī)物發(fā)生斷鏈、開環(huán)并分解為小分子物質(zhì)，提高廢水可生化性[1-5]，而Fenton 氧化過(guò)程可產(chǎn)生大量的具有極強(qiáng)氧化能力的OH·[6-7]，也可進(jìn)一步降低甲苯的含量。 另外，廢水經(jīng)過(guò)鐵碳微電解-芬頓氧化處理后，溶液中會(huì)含有大量的Fe2+和Fe3+，此時(shí)在中和絮凝池中加入堿液后會(huì)形成具有很強(qiáng)吸附能力的Fe(OH)2和Fe(OH)3絮體，吸附作用可進(jìn)一步降低廢水中的COD 和SS[8]。 經(jīng)過(guò)以上工藝處理后，進(jìn)入?yún)捬醭氐膹U水主要污染物為COD、SS 和少量的甲苯等， 后續(xù)主體工藝可采用厭氧-生物接觸氧化組合工藝。 厭氧過(guò)程可提高廢水可生化性，且為提高厭氧效果，在厭氧池中安裝了自由擺動(dòng)填料。 生物接觸氧化池中設(shè)置軟性填料，比表面積大且池內(nèi)的充氧條件良好，具有較高的容積負(fù)荷和處理效率。為了使最終廢水能達(dá)標(biāo)排放，當(dāng)二沉池出水水質(zhì)較差或受沖擊負(fù)荷影響時(shí)，廢水可再經(jīng)過(guò)活性炭濾池進(jìn)行深度處理。

4 主要構(gòu)筑物和設(shè)備

本工程主要構(gòu)筑物和設(shè)備如表2所示。

表2 主要構(gòu)筑物和設(shè)備Tab.2 Main structures and equipments

5 運(yùn)行效果

本工程自投入運(yùn)行1年多來(lái)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)較好，進(jìn)出水?dāng)?shù)據(jù)見(jiàn)表3。

6 結(jié)論

1） 根據(jù)各股廢水水質(zhì)特點(diǎn)，工程采取分質(zhì)調(diào)節(jié)、分步處理再混合進(jìn)行生物處理。 針對(duì)甲苯廢水的高甲苯濃度，采用氣浮工藝預(yù)處理，甲苯去除率可達(dá)91.3%；針對(duì)真空泵廢水含有的甲苯和乙酸難降解物，采用鐵碳微電解-fenton 氧化工藝進(jìn)行預(yù)處理，甲苯和乙酸去除率可分別達(dá)到82.6%和93.5%；預(yù)處理后的廢水再與其他廢水混合后進(jìn)行普通的厭氧-生物接觸氧化處理， 最終出水水質(zhì)能完全符合化工園區(qū)污水處理廠的接管標(biāo)準(zhǔn)。

2） 此工程的實(shí)施明顯改善了化工園區(qū)的水環(huán)境， 可為含高濃度甲苯和乙酸化工廢水的有效治理提供技術(shù)支撐。

表3 全廠廢水綜合處理效果Tab.3 Wastewater treatment efficiency of the whole plant

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