干貨 | 高濃度化工廢水處理工程
1項目概況
某化工基地一期為化工廠(主要生產(chǎn)熒光材料、化學試劑)、精細化工廠、化學試劑廠(主要生產(chǎn)超高純試劑、光刻膠、印刷膠、鋰電池電解液)及基地動力系統(tǒng)。生產(chǎn)廢水包括化工廠廢水(化學試劑廢水497m3/d,熒光粉廢水636m3/d),試劑廠廢水297.5m3/d,精細化工廠廢水19rfl3/d,基地動力系統(tǒng)廢水834m3/d。熒光粉廢水直接進入熒光材料廢水站,處理達標后直接進入基地廢水總排放口,不在本次廢水處理范圍,故本工程處理規(guī)模為1647.5m3/d。生產(chǎn)塑料助劑、粘合劑、印刷膠、光刻膠、電解液過程中排放的高濃度廢液有機污染物濃度極高,CODc,可達十幾萬甚至幾十萬,很難生化降解,除部分含二氧六環(huán)濃度極高的廢液外運處理外,其余均進預處理站廢液儲池。另外,塑料助劑、粘合劑、印刷膠、光刻膠、電解液生產(chǎn)過程排放的高濃度廢水中含有甲苯、酚、有機胺、二甲苯、二氧六環(huán)、大分子化合物、光穩(wěn)定劑及表面活性劑、有機聚合物等,可生化性較差,應先對其進行預處理,以降低有機污染物濃度,減輕對后續(xù)生化處理的負荷?;貏恿ο到y(tǒng)正、反洗排水90m3/d,pH3~4,也必須先經(jīng)預處理單元調(diào)節(jié)pH,再與其他廢水混合送至化工基地廢水處理廠進行二級處理??紤]企業(yè)今后的發(fā)展,廢水處理廠確定處理規(guī)模為2000m3/d,出水執(zhí)行《污水綜合排放標準》(GB8978~1996)一級標準,設計進水水質(zhì)及排放標準見表1。
2工藝流程
由于化學試劑廠和精細化工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品種類多變,生產(chǎn)周期不一,因此廢水的排放無規(guī)律、不連續(xù)、波動性較大,廢水中污染物的成分極為復雜,可生化性差,屬較難處理的一類廢水。通過多次對化學試劑廠和精細化工廠的高濃度廢水進行pH調(diào)節(jié)混凝沉淀試驗,得出以下結(jié)論:①化學試劑廠的高濃度廢水pH為6---7,CODc最高約為25萬mg/L,將廢水的pH調(diào)節(jié)到9~10,再投加混凝劑攪拌,過幾分鐘后,有大的絮體產(chǎn)生并沉淀,取其上清液進行監(jiān)測,CODc為20.1萬mg/L左右,CODc去除率約為20%;②精細化工廠的高濃度廢水也為中性,CODc最高時約為13.4萬mg/L,直接投加混凝劑攪拌,有明顯的絮體沉淀,其上清液CODc為8.7萬mg/L,去除率可達35%左右;③化學試劑廠和精細化工廠的高濃度廢水按比例混合COD。約為16.3萬mg/L,直接混凝沉淀,其上清液CODc,為13.62萬mg/L,去除率約為16%左右,將pH調(diào)節(jié)到9~10,再進行混凝沉淀,其CODc,為12.2萬mg/L,去除率可達25%。
根據(jù)以上結(jié)論,確定在工藝流程的前部分設一預處理單元(加堿調(diào)整pH,再進行混凝沉淀),降低大分子有機物的離子強度和溶解度,使一部分有機物變成固體而沉淀,通過排泥去除;另一部分有機物變成膠體物質(zhì),經(jīng)混凝沉淀去除,這樣部分有機污染物被去除,可減輕后續(xù)處理負荷。
從理論上分析,高濃度廢水CODcr約為16.3萬mg/L,經(jīng)過預處理后可降至13.62萬mg/L,將其混在1998.5m3/d(總處理量按2000m3/d)的其他廢水中,其CODc,貢獻值為82mg/L左右,即廢水處理廠的進水COD{C,約為1282mg/L,根據(jù)現(xiàn)有的廢水處理工藝和各構筑物及設備的技術參數(shù)完全可以使廢水處理達標。
預處理站工藝流程見圖1,廢水處理站工藝流程見圖2。
3主要處理構筑物及其工藝參數(shù)
3.1預處理站:(1)廢液儲池。鋼筋混凝土結(jié)構內(nèi)襯玻璃鋼防腐,總?cè)莘e30m3,有效容積25m3,分兩格,第一格中投加氫氧化鈉,有些有機物在堿性條件下產(chǎn)生沉淀,上清液通過隔墻溢流人第二格,經(jīng)計量泵每天排進預處理站一部分(排人量屆時根據(jù)廢水濃度和后序處理單元承受能力作調(diào)整。化學試劑廠的運行經(jīng)驗證明廢水應連續(xù)進入預處理站,因為經(jīng)過一段時間馴化,廢水已適應,可達到較好的處理效果,若間歇進入,反而會對廢水處理造成沖擊,影響處理效果)。第一格沉降的有機物可定期經(jīng)污泥泵排人污泥池。(2)調(diào)節(jié)池。地下式鋼筋混凝土結(jié)構,尺寸4ITI×4mX31TI,有效容積36ITl3,HRT7h,配備提升泵4臺,Q一6m3/h,H=14m,主要對高濃度廢水進行預厭氧處理。(3)混凝沉淀池。鋼筋混凝土結(jié)構,尺寸2mX3mX51'12,有效容積27m3,配備計量泵1臺,Q一68給水排水Yal.34N仉92嗍500L/h,加藥系統(tǒng)3套,QT一一120L/h。(4)儲水池。鋼筋混凝土結(jié)構,尺寸7.5m×5mX5m,有效容積176m3,HRT35h;出水設置閘閥,控制進入基地廢水處理廠的水量,根據(jù)后續(xù)處理構筑物的處理情況調(diào)蓄水量。
3.2廢水處理站:(1)調(diào)節(jié)池。地下式鋼筋混凝土結(jié)構,尺寸13mXl2mX5m,有效容積675in3,HRT8h;調(diào)節(jié)池進水口設置格柵槽,配備不銹鋼機械格柵BG一13548—5,柵隙5mm,過柵流速0.5~1m/s;池內(nèi)設置潛水泵井,井內(nèi)設100QWlOO一12.54提升泵4臺,3用l備,Q一100m3/h,H一12.5m。(2)水解酸化池。半地下式鋼筋混凝土結(jié)構,尺寸18m×10m×5m,有效容積850ITl3,HRT10h,池內(nèi)配置脈沖布水系統(tǒng)和溶解氧儀各1套,池中安裝組合填料,主要作用是提高化工廢水的可生化性,把大分子分解成小分子,為后續(xù)生化反應作鋪墊。(3)SBR池。鋼筋混凝土結(jié)構,4座,尺寸18m×14m×5m,有效容積1150in3,污泥負荷0.08kgBOD5/(kgMLSS˙d);運行周期為16h(進水4h,反應10h,沉淀1.5h,排水1.5h,閑置1h);池內(nèi)配備潷水器1臺,Q=300m3/h;污泥泵1臺,Q=25ITl3/h,H=12.5m。(4)污泥濃縮池。磚混結(jié)構,尺寸5m×5m×5m,有效容積100m3。(5)BAF。碳鋼防腐半地下式結(jié)構,2座,4mX3mX6m,有效容積66m3,負積負荷L35lqgBOD5/(mS˙d),反沖洗水泵2臺,Q=150m3/h,H=12.5m。(6)脫水機房。磚混結(jié)構,尺寸13m×5mX4.5m;板框壓濾機1臺,型號BMJl6/450,2.2kW;污泥泵2臺,Q=30m3/h,H=35m。(7)氣浮間。磚混結(jié)構,尺寸15m×5m×4.5m;內(nèi)置氣浮池1座,池體尺寸7.8m×2.41mX1.83rfl,碳鋼防腐,分離區(qū)HRT0.33h,刮渣設備1套,混合反應器1臺,尺寸萬2000X3000,碳鋼防腐。
4工程調(diào)試
4.1水解酸化池:開始運行時,小水量進水,約500m3/d。同時投加城市污水處理廠的消化污泥,MLSS12---16g/L;運行初期出水較渾濁并伴隨有大量的輕質(zhì)污泥和雜質(zhì)隨水流帶出,通過水解酸化池底部間歇排出剩余污泥;隨著運行時間增加,約兩周后,出水水質(zhì)慢慢得到改善。出水懸浮物含量少,水質(zhì)清澈。此時,將出水引入SBR池進行同步調(diào)試。酸化池進水采用底部脈沖配水,主要控制配水的均勻性,保持脈沖強度,使池內(nèi)污泥層呈懸浮狀。
4.2SBR池:SBR池調(diào)試的關鍵是污泥沉降性能的控制。SBR開始運行時,由于活性污泥的培養(yǎng)馴化還不成熟,污泥的沉降性能不好,在SBR的反應期結(jié)束后,污泥難以沉淀,壓密性差,上層清液的排除受到限制,水泥比下降,導致每個運行周期處理廢水量下降。出水sS及CODcr上升,處理出水水質(zhì)下降。后來不斷摸索調(diào)整充水、反應時間,及時控制溶解氧等各種參數(shù),發(fā)現(xiàn)當控制反應時間在11.5h時,加ss>3.5g/L,污泥沉降性能最好。SVI為120mL/g,出水效果較好。因此摸清每個運行周期內(nèi)污泥的SVI變化趨勢,及時調(diào)整運行方式可以確保良好的處理效果。
4.3BAF:SBR出水進入中間水池,然后由提升泵提升進人BAF,掛膜采用直接掛摸法。在連續(xù)充氧曝氣的情況下,小水量連續(xù)進水,約500m3/d。每天對BAF的進出水水質(zhì)進行化驗。經(jīng)過兩周的運行調(diào)試,出水水質(zhì)即有明顯的變化。隨即慢慢將水量從500m3/d增加到2000m3/d。經(jīng)過兩個多月的運行調(diào)試,容積負荷達到1.4kgBOD5/(m3˙d)。出水BODs≤50mg/L,去除率≥60%,達到了預期設計要求。反沖洗周期由初期的4d縮短為2d。
另外發(fā)現(xiàn)BAF的反沖洗并不是周期越長就越好,還要考慮反沖洗后濾池的掛膜難易情況。經(jīng)過反復調(diào)試,本工程的最佳反沖洗時間和強度為:先用氣沖5min,強度10L/(s˙m2);再氣水聯(lián)合反沖5m_in,氣沖強度12L/(s˙m2),水沖強度8L/(s˙m2);最后是水洗3min,強度8L/(s˙m2)。本工程BAF的鼓風機設計時按照氣水比8:1選型,通過調(diào)整鼓風機曝氣量改變氣水比,實際運行結(jié)果顯示,在氣水比5:1時即可滿足生化反應對D0的需求。
5運行情況
本項目建成后正常投產(chǎn)近兩年時間,生產(chǎn)運行結(jié)果表明,出水各項指標優(yōu)于《污水綜合排放標準》(GB8978一1996)一級標準。系統(tǒng)處理效果監(jiān)測結(jié)果見表2。
6經(jīng)濟及環(huán)境效益
工程總投資861.81萬元,運行費用為1.39元/甜,其中電費1.09元/m3、藥劑費O.12元/m3、人工費0.18元/m3。經(jīng)過該廢水處理系統(tǒng)處理后可大量削減污染物,減少對環(huán)境的危害,其主要污染指標年消減量為(水量按滿負荷處理量2000m3/d,系統(tǒng)運行按340d/a):CODc,748t/a;BODs245t/a;SS116t/a。