農藥醫(yī)藥化工園區(qū)集中式污水處理廠改造工程實例

魯元寶，劉海波

（1.山東鋼鐵濟南分公司，濟南　250101；2.江蘇盛世水業(yè)有限公司，南京　210019）

農藥醫(yī)藥化工園區(qū)集中式污水處理廠改造工程實例

魯元寶1，劉海波2

（1.山東鋼鐵濟南分公司，濟南250101；2.江蘇盛世水業(yè)有限公司，南京210019）

針對江蘇如東沿海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)集中式污水處理廠原工藝處理出水不達標的問題，對現(xiàn)有水質水量、原處理工藝、運行狀況及問題進行分析，提出預處理-強化水解酸化-氧化溝-臭氧高級氧化-BAF的組合處理改造工藝。工程運行結果表明，改造后工藝處理出水CODCr質量濃度低于70 mg/L，NH3-N質量濃度低于5 mg/L，TP質量濃度低于0.5 mg/L，三者去除率均達到80%以上，出水水質穩(wěn)定達到DB 32/939—2006《化學工業(yè)主要水污染物排放標準》一級指標要求。

農藥；醫(yī)藥；化工園；臭氧氧化；改造

如東沿海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)化工園區(qū)企業(yè)眾多，以農藥、醫(yī)藥、印染、高分子材料生產企業(yè)居多，其生產工藝流程千差萬別，所產生的污廢水水質水量變化大，且色度高、毒性大、可生化性差，屬典型的有毒有害難降解的工業(yè)污水［1］。另外各企業(yè)內部水處理程度及工藝水平差異較大，園區(qū)集中式污水處理廠原工藝為水解酸化-氧化溝-混凝沉淀組合處理工藝，出水不達標，這給園區(qū)污水處理廠的運行帶來很大困難［2］。本文針對如東沿海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)集中式污水處理廠工藝的改造方案及改造前、后運行狀況進行分析，以期為未來化工污水處理工藝的研發(fā)及設計提供參考。

1　工程概況

江蘇省如東沿海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)始建于2004年，目前園區(qū)入駐企業(yè)近200家，均為精細化工企業(yè)，產品涉及各種農藥［3］、醫(yī)藥、高分子、染料中間體和成品。園區(qū)集中污水處理廠總設計處理規(guī)模為2.0萬t/d，設計采用水解酸化-氧化溝-混凝沉淀組合處理工藝。

隨著運行時間的延長以及化工園區(qū)企業(yè)的大量入駐，一方面，污水水質、水量更為復雜多變，另外一方面，針對來水的特征有機污染物，污水處理廠缺乏相應的處理措施，導致難以實現(xiàn)污水穩(wěn)定達標排放，同時園區(qū)污水處理廠無生活污水接入，污水可生化性差，m（BOD5）/m（CODCr）低于0.1，因此，如東沿海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)為全面嚴格貫徹執(zhí)行國家環(huán)境保護法規(guī)，決定對污水處理廠進行提標改造。

2　原處理工藝、運行狀況及問題分析

2.1處理工藝

原工藝流程為：企業(yè)污水通過一企一管（多企一管）接入園區(qū)集中污水處理廠，污水處理廠在進水室設置監(jiān)控儀表監(jiān)控來水水質，之后合并匯入進水導流池，再自流進入原格柵渠（提升泵房），視水質情況提升進入事故池或調節(jié)池，調節(jié)池進行二次提升進入初沉池，初沉池僅僅過水（設配水系統(tǒng)），不投加藥劑運行，出水依次自流進入水解酸化池、氧化溝、二沉池、混凝沉淀池和排放水池，出水提升排海。

2.2工程運行狀況分析

園區(qū)集中污水處理廠設有完備的自動監(jiān)測系統(tǒng)，改造前污水處理廠進、出水水質的相關檢測結果見圖1～圖3。

圖1　改造前污水處理廠進水水量

圖2　改造前污水處理廠進、出水CODCr濃度

圖3　改造前污水處理廠出水NH3-N和TP濃度

由檢測結果可知，污水處理廠進水水量和水質波動較大，水量在7 000～12 000 m3/d之間波動，CODCr的質量濃度則在200～550 mg/L之間，進水pH值顯弱堿性，這也與化工園區(qū)綜合污水特性相一致。污水處理廠出水CODCr和NH3-N濃度不能穩(wěn)定達標，TP濃度則基本可以達標。

2.3污水處理廠存在的主要問題

雖然通過一企一管（多企一管）和在線監(jiān)控設備，使污水處理廠的進水端水質基本可以得到控制，但在實際運行中，仍然存在超標進水、進水水質波動大等問題，尤其是污水中特征有機、有毒污染物的沖擊負荷較大，導致出水不能穩(wěn)定達標。通過對工藝構筑物參數(shù)和實際運行數(shù)據(jù)的深入分析，發(fā)現(xiàn)污水處理廠在實際運行中還存在以下問題：

（1）進水特征有機污染物無法得到有效控制。企業(yè)污水預處理系統(tǒng)良莠不齊，本身對化工污水中難降解特征有機污染物的去除效果不佳，直接導致污水處理廠進水中特征有機污染物濃度過高，對生化處理系統(tǒng)形成沖擊。

（2）特征有機污染物不能實現(xiàn)有效去除。針對來水特征有機污染物的去除，現(xiàn)有的水解酸化-氧化溝-混凝組合工藝，雖然可以一定程度降解（破解）污水中的特征有機污染物，但水解酸化池處理效果差，氧化溝污泥性質不穩(wěn)定，較難實現(xiàn)對有機污染物的高效破壞，尤其是針對難降解、抗氧化性強的一些特征有機污染物。

（3）水解酸化停留時間較短，不能有效提高進水m（BOD5）/m（CODCr）值。由于污水處理廠進水是各企業(yè)經(jīng)過預處理后的污水，BOD5濃度極低，實測m（BOD5）/m（CODCr）低于0.1，所以必須依靠水解工藝有效提高污水的可生化性，才能使后續(xù)好氧單元發(fā)揮功效，因此水解酸化單元是整個污水處理廠的核心單元。水解酸化池停留時間僅為16 h左右，其對CODCr的處理效率僅為10%左右，對m（BOD5）/m（CODCr）的提升低于0.05，遠沒有達到既定的處理目標。

（4）氧化溝處理效果不佳。由于前段水解酸化處理效果較差，水解反應后m（BOD5）/m（CODCr）依然在0.1左右，導致氧化溝處理CODCr去除率低于20%，處理效果差。此外，由于大量特征有機污染物沒有得到有效去除，因此氧化溝中的污泥活性不高，穩(wěn)定性差，抗沖擊能力較弱。

（5）該工藝無深度處理單元，出水無法得到有效保證［3］。

3　工藝改造方案

綜合考慮污水特點、運行實際情況、處理要求及現(xiàn)場大量工程試驗結果，確定工程改造內容主要為：強化生化處理，提升深度處理，末端保障。

3.1強化生化處理

（1）水解酸化池改造。①增設4座上流式水解酸化反應器?？傆行С厝轂? 000 m3，有效停留時間為6 h，與原有水解酸化池共同組成新的水解酸化反應系統(tǒng)，整體的停留時間超過22 h。②對原有水解酸化池進行改造，將池內的的水力流態(tài)改為上流-下流-上流的形式，以提高泥水混合效果。

（2）氧化溝改造。①曝氣單元的改造：保留現(xiàn)有倒傘表曝機，依舊作為主要的曝氣設備，用于調控氧化溝流速和溶解氧濃度。同時新建鼓風機房，并在池內設置可提升曝氣頭，依靠可提升曝氣頭進行曝氣，通過安裝變頻設備，可以有效地自動控制好氧池的溶解氧濃度。中間段設置潛水推流器，依靠推流器進行完全混合。②將氧化溝改造為PACT池［4］。通過增加干式粉末活性炭投加裝置和活性炭提升裝置，定量連續(xù)投加粉末活性炭將氧化溝改成PACT池，提高氧化溝抗沖擊能力及負荷去除能力。

3.2提升深度處理功能

（1）新增臭氧氧化單元［5］。新增臭氧氧化池的有效池容為3 000 m3，接觸反應時間為60 min，衰減時間超過200 min，接觸反應區(qū)內置臭氧氧化催化劑，新增2臺20 kg臭氧發(fā)生器，接觸區(qū)臭氧投加量保證在50 mg/L以上［6］，經(jīng)過改造可大幅提升臭氧氧化效率。

（2）新建BAF單元。增設BAF池1座。有效池容為2 500 m3，停留時間為3 h。臭氧氧化的主要作用在于提高尾水的可生化性，因此后續(xù)必須銜接有效的生化處理工藝，才能實現(xiàn)最終出水的穩(wěn)定達標［7］。同時考慮到污水TN濃度較高，尾水臭氧處理后還需進行脫氮處理，因此最終選擇BAF工藝作為末端生化系統(tǒng)［8-10］。

經(jīng)過改造后，污水處理工藝流程見圖4。

圖4 改造后的工藝流程

4　改造工藝運行狀況

污水處理廠于2015年4月份改造完成，并同步開始調試，監(jiān)測其進、出水水質狀況，2016年1～6月份污水處理廠進、出水水質的監(jiān)測結果見表1。

表1　改造后污水處理廠進、出水水質Tab.1　Influent and effluent water quality before and after reconstruction

由表1可知，污水處理工藝改造后，在進水CODCr質量濃度最高達500 mg/L，NH3-N質量濃度最高達30 mg/L，TP質量濃度最高達8 mg/L的情況下，處理后出水CODCr質量濃度穩(wěn)定在70 mg/L以下，CODCr去除率達80%以上；出水NH3-N質量濃度低于 5 mg/L，出水TP質量濃度低于0.5 mg/L，去除率均達到80%。出水能穩(wěn)定達到DB 32/939-2006《化學工業(yè)主要水污染物排放標準》一級排放指標要求。

5　結語

（1）如東沿海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)集中式污水處理廠改造工藝采用預處理-水解酸化-氧化溝-臭氧高級氧化-BAF組合工藝處理園區(qū)污水是可行的，該工藝能適應園區(qū)污水水質水量的變化，出水水質穩(wěn)定達到江蘇省DB 32/939-2006一級排放指標要求。

（2）改造后的水解酸化池能夠有效提升污水的m（BOD5）/m（CODCr）至0.15以上，保證了生化系統(tǒng)的運行效率。

（3）臭氧高級氧化-BAF組合工藝能夠有效地應對農藥、醫(yī)藥化工污水的末端深度處理要求，確保CODCr和色度能夠穩(wěn)定達到江蘇省DB 32/939-2006一級排放指標要求。

［1］陳濱，王申，黃訪平，等.化工園區(qū)混合化工廢水集中處理技術探討［J］.工業(yè)用水與廢水，2013，44（1）：38-41.

［2］高欣，馬鵬飛.工業(yè)廢水對城市污水處理廠設計及運行的影響［J］.環(huán)境科學與管理，2006，31（3）：72-72.

［3］葉蓓蓉，姚日生，邊俠玲.農藥生產廢水處理技術與研究進展［J］.工業(yè)用水與廢水，2009，40（4）：23-26.

［4］藍梅，顧國維.PACT工藝研究進展及應用中應注意的問題［J］.工業(yè)水處理，2000，20（1）：10-12.

［5］邵科隆，周集體，呂紅，等.臭氧氧化預處理難降解農藥廢水的研究［J］.環(huán)境工程學報，2009，3（7）：1259-1262.

［6］胡潔，王喬，周珉，等.芬頓和臭氧氧化法深度處理化工廢水的對比研究［J］.四川環(huán)境，2015，34（4）：23-26.

［7］閆海生，劉博，喻為福，等.氧化預處理技術在農藥廢水處理中的應用研究進展［J］.農藥，2006，45（2）：78-83.

［8］王開演，汪曉軍，劉劍玉.臭氧預氧化-BAF工藝深度處理垃圾滲濾液［J］.環(huán)境工程學報，2009，3（9）：1563-1566.

［9］孫力平，侯紅娟，林榮忱.改進的BAF工藝在工業(yè)廢水處理中的應用［J］.給水排水，2000，26（11）：37-39.

［10］孫力平，侯紅娟.改進的BAF工藝用于工業(yè)廢水處理［C］//′2001全國工業(yè)用水與廢水處理技術交流會論文集暨水處理技術匯編.合肥：全國化工給排水設計技術中心站，2001：55-56.

A reconstruction project of centralized sewage treatment plant in pesticide and chemical industrial park

LU Yuan-bao1，LIU Hai-bo2
（1.Branch Office of Shandong Iron Steel Group，Jinan 250101，China；2.Jiangsu Sense Water Co.，Ltd.，Nanjing 210019，China）

In view of the problem that the quality of the effluent water from a centralized sewage treatment plant in Rudong coastal economic development zone of Jiangsu province was not up to the standard，the quality and quantity of the current influent water，the original treatment process，the operation status and the existing problems，were analyzed.A combined process of pretreatment-enhanced acid hydrolysis-oxidation ditch-ozone advanced oxidation-BAF was adopted for the reconstruction of the said sewage treatment plant.The running results of the project showed that，through the reconstruction，the mass concentrations of CODCr，NH3-N and TP in the effluent water were lower than 70，5 and 0.5 mg/L respectively，the removal rates of them were all above 80%，the effluent water quality stably met the specification for grade 1 in DB 32/939-2006 Provincial Discharge Standard of Main Water Pollutants for Chemical Industry of Jiangsu Province.

pesticide；medicine；chemical industrial park；ozone oxidation；reconstruction

X703.1；X505

B

1009-2455（2016）04-0064-03

魯元寶（1969-），男，山東膠州人，高級經(jīng)濟師，主要研究方向為鋼鐵行業(yè)工業(yè)循環(huán)水處理總包運營，（電子信箱）luyuanb@163.com。

2016-07-19