物化預處理-UASB-SBR工藝處理化工中間體廢水
更新時間：2020-07-28 15:44
來源：工業水處理
作者: 王旭波 紀振 呂文明 朱建梅
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[摘要 ] 對不同化工工藝廢水采用物化方法 (氧化還原 、化學沉淀 、三效蒸發 、鐵碳微 電解 、中和沉淀 )分質預處理后 ．利用 UASB+SBR 工藝處理綜合廢水 ，處理量為 100m3/d。運行實踐表明：物化預處理對COD 、鹽分 、硫化物 、CN-、總鋅和二氯 甲烷 等具有較高的去除率 ，整個工藝處理出水 COD低于500ms/L ，鹽分低 于 0．6％，硫化物低于1mg/L ．CN-低于1mg/L，總鋅低于5mg/L ，出水水質達到接管要求。
某化工有限公司主要生產農藥中間體 、醫藥中間體 ，染料中間體 ，產品主要有氰基 乙酰胺 、丙二腈 、三嗪環、氰基頻哪酮和乙酰氨基丙二酸二乙酯。廢水中主要含有硫化物 、氰化物、二氯甲烷等 ，具有 COD含量高 、氰化物含量高 、鹽分高等特點 。
1 廢水水質和水量
生產過程中排放的廢水水質和水量如表1所示。
同時公司生產過程中排放的廢水還包括設備 、地面沖洗水、廢氣吸收水 、生活污水 、初期雨水等 ，總排放量為21695.43 m3/d，按年生產300d計，則日處理水量為 72.32 m3/d ,考慮到企業今后的發展需要 ，設計處理能力為100 m3/d。
2 工藝流程
工程工藝流程選擇時需考慮以下因素：
(1) 廢水種類繁多，特別是工藝廢水中含有硫化物 、氰化物、二氯甲烷等特征污染物 ，COD高達數十萬 mg/L ，需進行分質預處理：含氰廢水采用堿性氯化法[1]，含硫廢水采用化學沉淀法[2]．廢水中所含的難降解物質采用鐵碳微電解[3]進行預處理：
(2)由于生產過程中使用了大量的酸堿及鹽 ．廢水中的鹽類含量高 ,會抑制生化處理系統的微生物生長 ．故采用三效蒸發除鹽 ，并中和調節廢水的 pH 。
(3)由于綜合廢水 COD約為2000 mg/L ，需采用厭氧、好氧聯合處理技術。
(2)由于生產過程中使用了大量的酸堿及鹽 ．廢水中的鹽類含量高 ,會抑制生化處理系統的微生物生長 ．故采用三效蒸發除鹽 ，并中和調節廢水的 pH 。
(3)由于綜合廢水 COD約為2000 mg/L ，需采用厭氧、好氧聯合處理技術。
根據廢水 的水質水量情況 ．最終確定采用物化預處理 +UASB +SBR 工藝[4]處 理企 業 廢水，工藝流程如圖 1 所示。
含氰廢水經過調節池 1 調節水質、水量后 ，加NaOH 或 H2SO4調整PH至11，投加 NaCIO破氰 ，出水與含硫廢水在調節池 2 中混合均勻 ．進入三效蒸發除鹽 ，向三效蒸發器的出水中投加石灰 、綠礬去除大部分的硫化物后．收集于綜合調節池 2 中進行后續處理 。高鹽廢水首先進 入三效蒸發器 除鹽 ．然后與真空泵廢水 、抽濾廢水一起收集于綜合調節池 1 中．均化水質后 。經泵提升到鐵碳微電解反應塔 ．將廢水的難降解污染物去除一部分．以及將一些大分子有機物降解為小分子的有機物 處理后的廢水進入中和沉淀
池，向反應區加入Ca(O H )2 調節 pH，并加入Fenton試劑和PAM 助凝劑，進一步去除和降解水中的污染物。
經過預處理的高濃度廢水，與生活污水、初期雨水 、設備地面沖洗水 、廢氣吸收水等在綜合調節池2混勻后 。由泵提升到UASB反應器進行厭氧生化處理 ．在UASB反應器中去除大部分高分子污染物后 ．出水進 人 SB R 進行 進一 步 的生化處理 ，上清液流入清水池達標排放 SBR 剩余活性污泥經污泥濃縮池進一步濃縮后打人壓濾機 ，壓濾后泥餅外運。
3 主要構筑物及設備
(1) 調節池 。3 座 ，地下式 ，鋼結構 ，8710 涂料防腐。調節池 1，尺寸 2.0 m x1.5m x1.5 m ，有效水深 1. 0 m ，超高 0.5 m ，有效 容積為 3 m3，HRT=24 h 。調節池 2 ，尺寸 5.0 m x3.3 m x2.5 m ，有效水深 2.0 m ，超高 0.5 m ，有效容積為 33 m3，H R T=24.3 h。調節池 3，尺寸 2.0 m x1.5 m x1.5 m ，有效水 深 1.0 In ，超 高 0.5 m ，有效容積為 3 m3．H RT=26.6 h。利用泵將調節池出水提升至三效蒸 發進行處 理。
(2) 破氰反應池。1 座，半地下式 ，鋼結構，8710 涂料防腐。尺寸 1.2 m x1. 2 m x1. 5 m ．有效水深 1.0 m ，超高0.5 in，有效容積為 1 m 3；分四格 ．尺寸均為 0.6 m x0.6 m X1.5 m 。每格中配置插入推進螺旋槳式機械攪拌機攪拌。
(3) 處理池 。1 座 ，反應池內壁防腐 ，每格反應池構造 尺寸 1.2 m x1.2 m x3.0 m ．分兩格 。
(4 ) 綜合調節池 1。 1 座 ，半地下 式 ，鋼砼結 構 ，8710 涂料防腐 。尺寸 5.0 m x5.0 m x2.5 m ．有效水深2.0 m ．有效容積 50 m 。
(5 ) 鐵碳微電解反應塔 。 l 座 ，鋼襯 膠 或鋼襯玻璃鋼結構。尺寸 D 3.0 m 。H 5. 0 m ，有效容積 28.3 m 3，HRT~14 h 。
(6) 中和沉淀池。1 座，半地下式 ，鋼砼結構 ，8710涂料防腐。反應區尺寸 2.0 m x 1.0 m x2.5 m ，尺寸 2.0 m ×2.0 m x4.3 m ，超高 0.5 m ，容積負荷 0.5 m3 ／(m 2. h)。
(7 ) 綜合調節池 2。1 座 ，半地下式 ，鋼砼結構 ，尺寸 10.0 m x5.0 m x2.5 m ．有效 水深 2.0 m 。有效 容積100 m 。
(8)UASB 。1 座 ，鋼結構，尺寸 D4.5~7.5 m ，有效水 深 7.0 m ．超 高 0.5 m 。有效容積為 111.3 m3，總HRT= 26.7 h 。
(9) SBR 。1 座 ，鋼砼結構，半地下式 ，分三池 ，每池尺寸 7.0 m x3.5 m x5．0 m ，有效水深 4.5 m ，超高 0.5 m ．有效容積為 330 m
(10) 污泥濃縮池。1 座 ，半地下式 ，鋼砼結構 ，尺寸 5.0 m x5.0 m x3.5 m 。超 高 0.2 m 。
(11) 清水池 。1 座 ，地下式 ，鋼砼結構 ，尺寸 5. 0 In~5.0 m x3.5 m ．超高 0.2 m 。
工程的主要設備包括 1 套三效蒸發器 ．為成套設備，處理量為 2.0 t／h。除此之外 ，配套設備還包括污水提升泵 、污泥回流泵 、羅茨風機、壓濾機 、螺桿泵等。
4 工程調試
4.1 UASB 調試運行
接種污泥取 自同園區企業的污水處理站 ．水質相似。投人 UA SB 后 ，首先用經過分質預處理的工藝廢水 和 生活 污水按 1：1 比例注 滿全 池 ．浸 泡 2 d 后 開始 馴 化 ，控 制 進水 流 量 為 10 m 3／d ．當 U A SB 去 除 效率達 40％以上 ．穩定運行約兩周后轉入啟動運行階段 ．將 經過 預處 理 的工 藝廢 水 和 生活 污水 按 2：1 的比例混勻后進入系統 。進水量按 1O 、20、5O、70 m 3／d共 4 個階段逐步提高負荷 ．每次變動穩定運行約兩周 ，總共 需要兩個月左右.
4.2 SBR 調試 運 行
SBR 的啟 動待 UA SB 進水量提升至 50 m3/d 時開 始 。基 于小 試 試驗 的研 究 ．當污 泥 負荷達 到0.2～0.4 kg／(kg·d)(以 C O D 計 )時 ，對 有 機 物 的去 除 效 果最佳 。系統啟動時，首先將好氧接種污泥投入 SBR 池中，控制 MLSS 質量濃度為 2 000 m g／L 。進生活污水注滿全池 ，悶曝 2 d 后使污泥恢復活性 ．通過觀察活性污泥的顏色和微生物相 ．同時測定上清液的 COD值來確定是否進入調試階段 。SBR 調試階段直接進UA SB 的出水 ，污泥負荷保持在 0． 2 0．4 kg／(kg·d)。最終確定 SB R 運行周期為 9．5 h：進水 1 h 、厭 氧攪拌2 h 、曝氣 4．5 h 、沉淀 1 h、潷水 1 h ，曝氣 階段控制系統 的 DO 為 2～3 m g／L[5] 。
5 運行情況
該工程建設完工后經調試 ．目前已運行半年 ．污水處理監測結果如表2所示。
由表2可見 ．出水水質能達到 園區接管要求(COD ≤500 mg/L ，含鹽質量分數 ≤0.6％。硫化物 ≤lm g/L ，CN - 低于1m g/L ，總鋅 ≤5 mg/L )。
該工程總投資為 221.94 萬元 ．其中土建費用為80.28 萬元 ．設備投資 141.66 萬元 ．基建投資 22194元/m3 。運行費用 9.4 元/m 3，其中電費 3.7 元／m 3，人工費 1.2 元／m 3．藥劑費 0．9 元/m 3。蒸汽費 3.60元/m 3。
6 結論
(1) 采用物化預處理+U A SB+SBR 工藝處理化工中間體生產廢水 ，運行結果表明：出水 COD 低于 500mg／L ，硫化物低于 1 mg／L ，CN-低于 1 m g／L ，總鋅低于5 mg／L ，鹽分低于 6000 mg／L ，能達到園區接管要求 。
(2) 采用物化 (氧化還 原 、化學沉淀 、三效蒸 發 、鐵炭微電解、中和沉淀 )分質預處理可有效去除工藝廢水 中的 COD 、鹽分 、硫化物 、CN-、總鋅和二氯 甲烷 ，有效地降低了生物處理工藝的負荷。
參考文獻
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[2] 郭云紅 ，葉正芳 ，趙泉林．絮凝沉淀一固定化微生物組合工藝處理煉油廠含硫 廢水和催 化劑廢 水[J]．環境工程 學報 ，20 16 ，10 (2 )：74 9 - 7 5 4 ．
[3 ] 方俊華 ，任立清 ，劉蘭 ，等． 鐵碳微電~ -Fenton 法預處理苯胺基乙腈生產廢水的動力學研究[J]．環境工程學報 ，20 14 ，8 (4 )：1397—1404．
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[5] 王智 峰 ，高湘 ，董宏 宇 ，等．好氧／缺 氧循 環 SBR 工藝處理 屠宰廢水的脫氮研究 [J ]．工業水處理 ，20 15 ，35 (3 )：82—86．
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