DOPO車間生產(chǎn)廢水處理站工程設(shè)計

史正奇

（壽光衛(wèi)東化工有限公司，山東 濰坊 262700）

某化工企業(yè)新建9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物（DOPO）車間，年產(chǎn)DOPO 2 000 t。DOPO 車間廢水進入DOPO 車間廢水預(yù)處理系統(tǒng)，處理合格后與鄰苯基苯酚（OPP）車間廢水、生活污水、純水制備廢水等其他廢水匯集，然后排入廠區(qū)污水處理站處理，DOPO 車間不合格物料生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的高鹽廢水、物料回收產(chǎn)生的高鹽廢水先經(jīng)機械蒸汽再壓縮（MVR）脫鹽，再經(jīng)廠區(qū)污水處理站處理，處理達(dá)標(biāo)后通過污水管網(wǎng)送至城市污水處理廠綜合處理，達(dá)標(biāo)后排入受納水體[1]。根據(jù)水平衡和物料平衡，該項目廢水主要產(chǎn)生于精餾、壓濾、離心與脫水工序[2-4]。下面具體分析DOPO車間生產(chǎn)廢水處理站的工程設(shè)計。

1 污水處理站設(shè)計進水量及進出水水質(zhì)

項目廢水分為五類，即生物倍增（BDP）高濃度廢水、BDP 其他廢水、DOPO 廢水（經(jīng)樹脂回收后）、OPP 廢水和其他廢水。根據(jù)各種廢水的水量及水質(zhì)數(shù)據(jù)，綜合確定污水處理站設(shè)計進水量為1 500 m3/d，設(shè)計進水水質(zhì)如表1 所示。根據(jù)當(dāng)?shù)厥姓芫W(wǎng)接納工業(yè)廢水的水質(zhì)要求，污水處理站處理后的設(shè)計出水水質(zhì)如表2 所示。監(jiān)測指標(biāo)有化學(xué)需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD5）、總氮（TN）、懸浮物（SS）、總磷（TP）、總?cè)芙庑怨腆w、氨氮（NH3-N）和pH 等。

表1 污水處理站設(shè)計進水水質(zhì)

表2 污水處理站設(shè)計出水水質(zhì)

2 工藝難點及對策

2.1 BDP 廢水成分復(fù)雜，影響生化反應(yīng)

BDP 廢水包括酸洗水、二次堿洗廢水、一次水洗廢水和二次水洗廢水等，其中含有部分甲苯、甲基環(huán)乙烷、苯酚和雙酚A 等，對微生物有一定的毒性，影響生化反應(yīng)。其中有機物大多為大分子，難降解甚至不可生化降解。生化處理前，BDP 高濃度廢水采用異相催化氧化進行預(yù)處理，降解部分有機物，將大分子難降解有機物分解，改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，提高其可生化性，降低毒性。深度處理采用芬頓氧化作為保障工藝，當(dāng)前期出現(xiàn)水質(zhì)波動等異常情況時，能保障廢水達(dá)標(biāo)排放。

2.2 部分廢水鹽分較高，水質(zhì)波動大

部分廢水含有大量鹽分，水質(zhì)波動較大。高鹽廢水在車間進行蒸發(fā)預(yù)處理。調(diào)節(jié)池設(shè)置足夠的水力停留時間，對廢水水質(zhì)和水量進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)均質(zhì)目的。

2.3 綜合廢水COD 濃度較高，存在含磷大分子有機物

綜合廢水COD 濃度較高，可采用全自動內(nèi)外循環(huán)厭氧反應(yīng)器（PEIC），去除廢水中大部分有機物，同時利用水解酸化菌、產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫菌，將部分大分子有機物降解為小分子有機物，利于后續(xù)好氧系統(tǒng)利用和分解。

廢水中存在含磷大分子有機物[5]，其通過異相催化氧化反應(yīng)產(chǎn)生氧化能力極強的自由基，如羥基自由基（·OH）。厭氧微生物釋磷過程把三磷酸腺苷（ATP）轉(zhuǎn)化成二乙基次磷酸鋁（ADP），理論轉(zhuǎn)化率為70%，實際運行按60%計算。芬頓反應(yīng)池產(chǎn)生·OH，進行斷鏈及加氧反應(yīng)，把有機磷轉(zhuǎn)化成磷酸、亞磷酸等無機磷。芬頓反應(yīng)產(chǎn)生三價鐵鹽，其具有絮凝除磷作用。除磷沉淀池加入鋁鹽進一步除磷，起到保障作用。

3 工藝流程及處理效果預(yù)測

3.1 工藝流程

本次設(shè)計采用的工藝流程為：調(diào)節(jié)池+初沉池+調(diào)酸池+異相催化氧化反應(yīng)池+中和池+中間水池+配水井+PEIC 厭氧反應(yīng)器+厭沉池+缺氧好氧工藝法（A/O）活性污泥池+二沉池+芬頓反應(yīng)池+除磷沉淀池+清水池。

3.2 預(yù)期處理效果

各工藝段的預(yù)期處理效果如表3 所示。工藝段1是調(diào)節(jié)池、初沉池、調(diào)酸池、異相催化氧化反應(yīng)池和中和池，其水量均為786 m3/d；工藝段2 是中間水池、配水井、PEIC 厭氧反應(yīng)器和厭沉池，其水量均為 1 500 m3/d；工藝段3 是A/O 活性污泥池和二沉池，其水量均為1 500 m3/d；工藝段4 是芬頓反應(yīng)池和除磷沉淀池，其水量均為1 500 m3/d。污水處理站設(shè)計出水水質(zhì)要求CODCr≤300 mg/L，TP ≤8 mg/L。

表3 各工藝段預(yù)期處理效果

4 工藝設(shè)計

各工藝段設(shè)計參數(shù)如表4 所示。低濃度收集池采用全地下結(jié)構(gòu)；調(diào)節(jié)池為半地下式，按水量1 500 m3/d 進行計算；初沉池表面負(fù)荷為0.91 m3/（m2·h），按水量1 500 m3/d 進行計算，分兩格；調(diào)酸池采用半地下結(jié)構(gòu)；異相催化氧化池為半地下式，分格運行，預(yù)留面積為30 m2，若高濃度廢水增大時，增加填料，預(yù)留部分土建和內(nèi)部設(shè)備已建好；中和池為半地下結(jié)構(gòu)；中間水池為半地下式，按水量1 500 m3/d進行計算；配水井采用半地下結(jié)構(gòu)，按水量1 500 m3/d 進行計算；PEIC 厭氧反應(yīng)器直徑為13 m，高度為21 m，容積負(fù)荷為2.0 kg COD/（m3·d）；厭氧沉淀池表面負(fù)荷為 1.48 m3/（m2·h）；A/O 活性污泥池按最大回流量計算，COD 污泥負(fù)荷為0.6 kg COD/（m3·d）；二沉池直徑為12 m，高度為4.5 m，表面負(fù)荷為0.55 m3/（m2·h）；芬頓氧化池為半地上式；除磷沉淀池直徑為12 m，高度為4.5 m，表面負(fù)荷為0.55 m3/（m2·h）；聚丙烯酰胺（PAM）配藥池分兩格，配攪拌機。經(jīng)合計，總占地面積為2 224.83 m2。

表4 污水處理站工藝設(shè)計

5 結(jié)論

本設(shè)計采用成熟、先進的工藝，工程造價低，處理效果好，實現(xiàn)經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益的統(tǒng)一。污水處理站設(shè)備總裝機功率為192.93 kW，平均日耗電量為2 228.68 kW·h，經(jīng)計算，運行成本為16.21 元/m3廢水，其中，電費、人工費、藥劑費分別為1.04 元/m3廢水、0.47 元/m3廢水、14.7 元/m3廢水。每年污染物COD、氨氮和TP 的減排量分別為2 573.25 t、21.9 t、105.12 t。