分享精細化工廢水處理工藝

1 廢水的水質(zhì)特性

擬建工程廢水處理的對象，主要是生產(chǎn)過(guò)程中排放的生產(chǎn)廢水、地面沖洗水、職工生活廢水、初期雨水等，其中污染物主要是生產(chǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生的。

其廢水水質(zhì)主要有以下特點(diǎn)：

廢水中含有苯等污染物，廢水的毒性系數對微生物生長(cháng)略有抑制。

廢水的水質(zhì)、水量時(shí)有變化：一日內有數次排放高峰期，有機污染物濃度和稀液的排放比不一致。要求廢水處理系統具有較高的調節適應水量、水質(zhì)負荷變化的能力。

2 廢水處理工藝方案的選擇

采用生化與物化相結合的廢水凈化技術(shù)，以生物降解為主。充分考慮提高效率的同時(shí)，以降低能耗，減少污泥的產(chǎn)生。

采用先進(jìn)可靠的系統設備，降低系統的維護工作量，以保證廢水處理系統長(cháng)期正常運行。

對系統工藝的主要設備實(shí)施自動(dòng)化控制，以保證廢水處理系統的操作程序化控制。

廢水處理系統只需要少量使用處理藥劑。可大大減少業(yè)主在廢水處理上的工作量和藥劑費用。

充分考慮廢水水質(zhì)、水量的波動(dòng)性，設計廢水處理系統具有很大程度的適應性和處理效果的穩定性，廢水的水質(zhì)變化，水量變化的波動(dòng)程度在適當范圍內，廢水處理系統同樣確保達標排放。

3 廢水處理工藝流程

根據多年的設計、科研經(jīng)驗，查閱國內外同類(lèi)廢水的相關(guān)資料，確定本方案采用物化+生化組合的處理工藝，設計思路如下：

2 生化主體工藝采用先進(jìn)的UASB+A/O法生化工藝，在生物處理構筑物中改善原水的BOD5/CODcR及CODcR/NH3-N比，去除大部分的污染物（CODCr）；

2 在生化處理前采用格柵、均和水質(zhì)、微電解、催化氧化等措施進(jìn)行預處理，去除進(jìn)水中部分COD和SS，降低后續處理系統的負荷；

2 電氣控制實(shí)現一定程度的自動(dòng)化控制，對處理設備的工作狀況進(jìn)行監測和自動(dòng)控制，保證整個(gè)廢水處理系統運行高效、穩定、節能，提高運行管理水平。

本方案工藝流程由以下幾部分組成：

物化預處理系統：微電解、催化氧化、中和沉淀和調節池等。

1) 生化處理系統：包括UASB、A/O。

2) 后處理系統：包括污泥濃縮池。

3) 加藥系統：包括溶藥和加藥設備。

4) 綜合機房：包括風(fēng)機房、設備間、脫水機房和儲藥間。

5) 電氣控制系統

3.1 廢水處理工藝流程描述

（1）生產(chǎn)廢水經(jīng)三效蒸發(fā)與廢水混合后通過(guò)微電解+催化氧化+中和沉淀工藝進(jìn)行預處理，預處理出水進(jìn)入綜合調節池。

（2）廢水經(jīng)收集池收集后提升至進(jìn)入綜合調節池，綜合調節池的廢水，連續進(jìn)入UASB及A/O進(jìn)行生化處理，污水進(jìn)行有機物的降解和硝化。

（3）經(jīng)過(guò)生化處理后的出水達標后排入污水處理廠(chǎng)集中處理。UASB及A/O的剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮池進(jìn)行濃縮處理，濃縮后的污泥進(jìn)行污泥脫水，污泥濃縮池的上清液和污泥脫水產(chǎn)生的濾液返回調節池，污泥外運處置。

（一）格柵井

在生產(chǎn)廢水進(jìn)入調節池前設置格柵井，用以去除生產(chǎn)廢水中的軟性纏繞物、較大固顆粒雜物及飄浮物，從而保護后續工作水泵使用壽命并降低系統處理工作負荷。

（二）收集池

生產(chǎn)廢水經(jīng)格柵井處理后的廢水進(jìn)入收集池進(jìn)行水量、水質(zhì)的調節均化，保證后續處理系統水量、水質(zhì)的均衡、穩定。收集池內設置預曝氣攪拌裝置。

（三）蒸發(fā)濃縮系統

三效濃縮器在一、二效分離器內隔板隔出頂部與內腔相通的蒸氣腔，蒸汽腔底部接直管與下一級加熱器連接，為二次或三次蒸汽管。蒸汽從分離器頂部進(jìn)入蒸汽腔，直接進(jìn)入下一級加熱器。因蒸汽腔的橫截面比一般蒸汽管大得多，直管通入下一級加熱器無(wú)折轉，距離近，大大降低蒸汽阻力，增加流量，提高分離效率。且因蒸汽腔是位于分離器內，減少了引出蒸汽的熱量損失。一效加熱器的疏水管通入分離器的冷凝室，冷凝水從其下排出，避免了蒸汽損失，也解決了疏水器的噪聲和污染。下聯(lián)管前端的清洗手孔，便于清洗加熱器底部邊角的殘留物。各分離器有獨立進(jìn)料口，便于觀(guān)察和控制進(jìn)料流量。三組加熱器和分離按扇形排列布置，縮短了設備總長(cháng)度，便于操作。

（四）調節池

預處理后的廢水進(jìn)入調節池進(jìn)行水量、水質(zhì)的調節均化，保證后續生化處理系統水量、水質(zhì)的均衡、穩定。調節池內設置預曝氣攪拌裝置或潛水攪拌機。

（五）微電解

高效微電解污水處理設備，又名持續高活性?xún)入娊獯玻�主要利用了鐵的還原性、鐵的電化學(xué)性、鐵離子的絮凝吸附三者共同作用來(lái)凈化廢水。

其處理原理而言，應歸類(lèi)于電解法，因此也稱(chēng)為鐵炭?jì)入娊夥ɑ蜩F炭微電解法，在酸性條件下，鐵與炭之間形成無(wú)數個(gè)微電流反應器，廢水中的有機物在微電流的作用下被還原氧化。

當廢水通過(guò)含鐵和炭的填料時(shí)，鐵成為陽(yáng)極，碳成為陰極，并有微電流流動(dòng)，形成無(wú)數個(gè)小電池，產(chǎn)生腐蝕。

其相關(guān)反應如下：

陽(yáng)極反應

Fe－2e → Fe2+ E0(Fe2+/Fe)= -0.44V

陰極反應

2H++2e → H2 ↑ E0(H2+/H2)= 0.00V

當有氧氣時(shí)

O2+4H++4e → 2H2O E0(O2)= 1.23V

O2+4 H2O+4e → 4OH- E0(O2/OH-)= 0.40V

上述反應在酸性和充氧的情況下腐蝕最甚并具有如下被證實(shí)了的功能：由于有機物參與陰極的還原反應，使官能團發(fā)生了變化，改變了原有機物的性質(zhì)，降低了色度，改善了B/C值，一些無(wú)機物也參與反應生成沉淀得以去除。

如：Fe2+ + S2- = FeS ↓

廢水的膠體粒子和微小分散污染物受電場(chǎng)作用，產(chǎn)生電泳現象，向相反電荷的電極移動(dòng)，并聚集在電極上使水澄清；陽(yáng)極新生態(tài)的Fe2＋經(jīng)石灰中和生成Fe(OH)2、Fe(OH)3有極強的吸附能力，使水得以澄清；陽(yáng)極生成的氫氣，具有還原性，能將硝基苯還原成苯胺，降低廢水的毒性增加廢水的可氧化性，利于后續氧化法處理提高效應。

（六）催化氧化

過(guò)氧化氫與催化劑Fe2+構成的氧化體通常稱(chēng)為Fenton試劑，它是100多年前由H.J.H.Fenton發(fā)明的一種不需要高溫和高壓而且工藝設備簡(jiǎn)單的化學(xué)水處理技術(shù)。近年來(lái)的研究表明，Fenton的氧化機理是由于在酸性條件下過(guò)氧化氫被催化劑分解所產(chǎn)生的反應活性很高的羥基自由基所致。在Fe2+催化劑作用下，H2O2能產(chǎn)生兩種活潑的氫氧自由基，從而引發(fā)和傳播自由基鏈反應，加快有機物和還原性物質(zhì)的氧化。

Fenton試劑氧化一般在PH為3下進(jìn)行，在該PH值時(shí)其自由基生成速率最大。

（七）中和沉淀

通過(guò)加堿中和，調整廢水的PH值，為后序生化提供有利條件。

（八）UASB反應器

UASB反應器由污泥反應區、氣液固三相分離器（包括沉淀區）和氣室三部分組成。在底部反應區內存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進(jìn)行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過(guò)程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動(dòng)形成一個(gè)污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進(jìn)入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時(shí)，折向反射板的四周，然后穿過(guò)水層進(jìn)入氣室，集中在氣室沼氣，用導管導出，固液混合液經(jīng)過(guò)反射進(jìn)入三相分離器的沉淀區，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼著(zhù)斜壁滑回厭氧反應區內，使反應區內積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

設計特點(diǎn)：

內置高效生物填料、三相分離器、循環(huán)系統，提高處理效率。

（九）A/O法處理

A/O法處理由A級生物處理池、O級生物處理池及二沉池三部分組成。

A級生物處理池將污水進(jìn)一步混合，充分利用池內高效生物填料作為細菌載體，靠兼氧微生物將污水中難溶解有機物轉化為可溶解性有機物，將大分子有機物水解成小分子有機物，以利于后道O級生物處理池進(jìn)一步氧化分解，同時(shí)通過(guò)回流的硝化氮在菌種的作用下，可進(jìn)行部分硝化和反硝化，去除氨氮。

O級生物處理池為本污水處理的核心部分，該池分二段，前一段在較高的有機負荷下，通過(guò)附著(zhù)于填料上的大量不同種屬的微生物群落共同參與下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各種有機物質(zhì)，使污水中的有機物含量大幅度降低。后段在有機負荷較低的情況下，通過(guò)硝化菌的作用，在氧量充足的條件下降解污水中的氨氮，同時(shí)也使污水中的COD值降低到更低的水平，使污水得以?xún)艋��?/p>

設計特點(diǎn)：

該池由池體、填料、布水裝置和充氧曝氣系統等部分組成。

該池以生物膜法為主，兼有活性污泥法的特點(diǎn)。

池中填料采用組合填料，該填料具有比表面積大，使用壽命長(cháng)，易掛膜耐腐蝕不結團堵塞。填料在水中自由舒展，對水中氣泡作多層次切割，更相對增加了曝氣效果。

該池分二級，使水質(zhì)降解成梯度，達到良好的處理效果，同時(shí)設計采用相應導流紊流措施，使整體設計更趨合理化。

池中曝氣管路選用優(yōu)質(zhì)UPVC管，耐腐蝕。曝氣頭選用微孔曝氣頭，不堵塞 ，氧利用率高。

二沉池進(jìn)行固液分離去除生化池中懸浮污泥，使污水真正凈化。

3.2 工藝特點(diǎn)

綜合上述內容，本方案所設計的廢水處理系統有如下特點(diǎn):

●廢水處理系統具有較高的可靠性，出水水質(zhì)可確保達標排放。

●占地面積小，廢水處理系統簡(jiǎn)單實(shí)用。自動(dòng)化程序控制、運行管理和操作方便。廢水處理系統具備較強的抗擊負荷能力。

●廢水處理系統，耗電量少，用藥量少，剩余污泥產(chǎn)生量少，大量減少業(yè)主在廢水處理上的運行費用。

●處理系統采用先進(jìn)的工藝和PLC程序控制技術(shù)，自動(dòng)程度高，可以有效降低廢水處理系統上的日常維護費用。

●廢水處理工藝構筑物構造簡(jiǎn)單，廢水處理工程投資省，運行費用低。

●對周?chē)�環(huán)境無(wú)不良影響，選用電機噪聲低，能保證處理系統滿(mǎn)足對噪聲的有關(guān)標準。