化工園區(qū)廢水處理裝置擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)

1某化工園區(qū)位于重慶市東北部長(zhǎng)壽區(qū)，園區(qū)現(xiàn)有廢水處理裝置于2002年12月建成，采用了“鐵碳反應(yīng)+混凝沉淀+SBR”的工藝方案。設(shè)計(jì)處理能力為300m3/d，該處理設(shè)施投入運(yùn)行以來(lái)運(yùn)行穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)廢水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。隨著園區(qū)企業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)能不斷擴(kuò)大，廢水種類和排放量急劇增加，現(xiàn)有裝置規(guī)模偏小，已不能滿足日益增加的廢水處理量的需要，環(huán)保設(shè)施建設(shè)的滯后嚴(yán)重制約園內(nèi)企業(yè)的生存和發(fā)展。

2工程規(guī)模

2.1設(shè)計(jì)水量

該廢水處理設(shè)施的主要服務(wù)對(duì)象是化工園區(qū)內(nèi)各企業(yè)所產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水，兼顧園區(qū)內(nèi)可收集到的生活廢水及初期雨水。廢水主要分為三股，廢水總量為3000m3/d，其中制藥中間體廢水200m3/d，染料廢水1300m3/d，三級(jí)濃度廢水1500m3/d。

2.2設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

結(jié)合現(xiàn)有裝置進(jìn)水水質(zhì)情況，并對(duì)園區(qū)擬引進(jìn)的企業(yè)性質(zhì)，確定各股廢水的水質(zhì)情況如表1所列。

注：①三級(jí)廢水是指園區(qū)內(nèi)企業(yè)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8979—96的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后排入該廢水處理裝置的廢水。

②三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中色度、NHj—N均未規(guī)定具體數(shù)值，該設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)按照后續(xù)生化處理裝置的總體可處理性進(jìn)行了規(guī)定。

對(duì)來(lái)水進(jìn)行綜合分析，主要特點(diǎn)如下：進(jìn)水水質(zhì)變化大，具有較強(qiáng)沖擊性；BODJCODcr較低，廢水的可生化性較差；氨氮濃度和色度均較高；有一定的毒性，對(duì)微生物有抑制作用�？傮w來(lái)看，主要難度在于制藥中間體廢水和染料廢水的處理。

2.3處理目標(biāo)

該工程廢水經(jīng)集中處理后的尾水將排入長(zhǎng)江，排放標(biāo)準(zhǔn)按照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，主要污染物指標(biāo)如表2所列。

該工藝所處理的廢水主要為有機(jī)化工類廢水，污泥處理處置以減量化和無(wú)害化為主，對(duì)性質(zhì)不同的污泥進(jìn)行分質(zhì)處理處置。污泥采用濃縮脫水處理，制藥廢水物化污泥列為危廢物，由專業(yè)單位外運(yùn)填埋處置，其它污泥經(jīng)脫水后委托當(dāng)?shù)丨h(huán)衛(wèi)部門處置。

3工藝方案設(shè)計(jì)

3.1原有工藝方案的不足

由于園區(qū)內(nèi)企業(yè)數(shù)量的增加和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，300m3/d的處理能力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)的需要。處理設(shè)施的擴(kuò)建迫在眉睫。日常水量的增大，直接導(dǎo)致原有處理設(shè)施處理效果下降，具體表現(xiàn)為好氧出水的NH，一N波動(dòng)較大，有污泥夾帶現(xiàn)象發(fā)生，SBR池出水流速偏大，原有的手動(dòng)閘閥排水方式易擾動(dòng)污泥層，造成出水SS增多、污泥流失等狀況。進(jìn)水水質(zhì)變化較大，導(dǎo)致前端物化處理效果不夠穩(wěn)定，排放廢水的部分指標(biāo)有超標(biāo)現(xiàn)象。整個(gè)處理設(shè)施的排泥和污泥脫水部分還不夠完善。

分析現(xiàn)有工藝存在的不足，其主要的原因在于以下兩方面：

(1)由于現(xiàn)狀進(jìn)水量已超出原設(shè)計(jì)規(guī)模，系統(tǒng)處于超負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)、水量的變動(dòng)較為敏感，而工業(yè)企業(yè)排水水質(zhì)變動(dòng)情況又比較大且較為頻繁，故對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。

(2)現(xiàn)有處理構(gòu)筑物存在的問(wèn)題，如現(xiàn)有的鐵炭池排泥不敞，現(xiàn)有的兼氧池由于池弄限制，池內(nèi)死角較多，攪拌效果較差，兼氧污泥發(fā)生沉積等。由于無(wú)法達(dá)到較為理想的運(yùn)行工況，也就限制了其處理效果的發(fā)揮。

3.2工藝方案的改進(jìn)設(shè)計(jì)

根據(jù)對(duì)來(lái)水水質(zhì)的分析和現(xiàn)有工藝不足的分析，結(jié)合工業(yè)園區(qū)的實(shí)際情況，該項(xiàng)設(shè)施擴(kuò)建仍然采用“物化”+“生化”的工藝方案，在原有方案基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化改造，工藝流程如圖2所示。主要工藝優(yōu)化措施如下。

3.2.1增設(shè)調(diào)節(jié)池和事故池

針對(duì)該工程中廢水進(jìn)水水質(zhì)、水量變化較大的特點(diǎn)，通過(guò)設(shè)置各自獨(dú)立的調(diào)節(jié)池以應(yīng)對(duì)水質(zhì)、水量的變化。并增設(shè)事故池以應(yīng)對(duì)突發(fā)事件對(duì)廢水處理裝置的影響，從而大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2.2采用NHN預(yù)處理技術(shù)

針對(duì)該工程中制藥廢水和染料廢水這兩股高濃度的氨氮廢水均為強(qiáng)堿性廢水，非常適用吹脫法工藝的要求，故該工程中擬通過(guò)外購(gòu)吹脫氨成套設(shè)備，分別處理制藥廢水和染料廢水，對(duì)于吹脫后的尾氣采用酸洗吸收設(shè)備予以回收，所產(chǎn)生的低濃度的硫酸銨溶液，可供周邊農(nóng)戶作為肥料。

3.2.3采用改善生化性技術(shù)

該工程中制藥廢水和染料廢水的可生化性均較差。根據(jù)工程實(shí)踐，采用電解工藝處理高濃度的制藥廢水可大幅提升可生化性，并可同時(shí)破壞廢水中的毒性物質(zhì)，減少?gòu)U水對(duì)微生物的抑制作用，減輕后續(xù)生化裝置的處理難度，從而達(dá)到良好的處理效果。該工程中擬采用三維電極電解法來(lái)改善來(lái)水的生化性。

3.2.4采用有效的脫色技術(shù)

根據(jù)目前國(guó)內(nèi)的應(yīng)用情況來(lái)看，內(nèi)電解技術(shù)在處理色度較高的染料廢水的工程應(yīng)用中效果良好。由于原水呈堿性，結(jié)合目前使用的鐵炭?jī)?nèi)電解池存在的問(wèn)題，該工程擬采用更適應(yīng)于堿性環(huán)境的Fe—Cu還原內(nèi)電解技術(shù)用于脫色，在脫色的同時(shí)，還可通過(guò)電解作用分解廢水中的難降解有機(jī)物，亦可有效提升廢水的可生化性。

4工程主要設(shè)計(jì)參數(shù)

4.1制藥廢水預(yù)處理

制藥廢水預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模為200m3/d，主要包括l#調(diào)節(jié)池、1#吹脫塔、l#pH調(diào)節(jié)池、1#混凝沉淀池及三級(jí)電解裝置。1#調(diào)節(jié)池有效容積為300m，，設(shè)計(jì)停留時(shí)間36h。外設(shè)臥式耐腐蝕污水離心泵提升至吹脫塔，Q=10m3,/h，H=15m，N=I.5kW。1#吹脫塔1套，處理能力8～10m3/h，主塔外形2m×9.9m，設(shè)備基礎(chǔ)3m×5m，設(shè)備功率40kW。l#pH調(diào)節(jié)池有效容積為250m，設(shè)計(jì)停留時(shí)間30h。

l桴混凝沉淀池為機(jī)械絮凝反應(yīng)斜管沉淀池，設(shè)計(jì)表面負(fù)荷0.7r1.13/m2•h，水力停留時(shí)間4h。池外設(shè)2臺(tái)泥漿泵排泥，Q=2Om3/h，H=20m，N=3kW。

三維電極電解裝置共4臺(tái)，單臺(tái)設(shè)備2Ill×3.5Ill，處理能力2—3m3/h，設(shè)備功率10kW。

4.2染料廢水預(yù)處理

染料廢水預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模為1300m3/d，主要包括2樣調(diào)節(jié)池、吹脫塔、2#pH調(diào)節(jié)池、2#混凝沉淀池和Fe—cu反應(yīng)池。2#調(diào)節(jié)池有效容積為900m。，設(shè)計(jì)停留時(shí)間16h。外設(shè)臥式耐腐蝕污水離心泵提升至吹脫塔，Q=6Om3/h，H=20m，N=7.5kW。吹脫塔共2套，單套處理能力2530m3/h，主塔外形尺寸為3.2111X13.5II1，單套設(shè)備功率120kW。

2#pn調(diào)節(jié)池有效容積為300in，設(shè)計(jì)停留時(shí)間4.8h。外設(shè)臥式耐腐蝕污水離心泵提升至沉淀池，Q=7Om3/h，H=IOIn，N=4kW。2#混凝沉淀池為機(jī)械絮凝反應(yīng)斜管沉淀池，設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為1.36m3/m2•h，設(shè)計(jì)停留時(shí)間3h。池外設(shè)2臺(tái)泥漿泵排泥，Q=2Om3/h，H=20in，N=3kW。Fe—Cu反應(yīng)池l5.7In×12.4113×5.3nl，采用上向流濾池的池型，池內(nèi)設(shè)置Fe—cu填料筐，填料孔隙率95％，共約200in，填料停留時(shí)問(wèn)3.2h。

4.3三級(jí)廢水預(yù)處理

三級(jí)廢水預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理能力為1500m3/d，主要包括3#調(diào)節(jié)池和3#混凝沉淀池。3#調(diào)節(jié)池201XlX10in×5.6in，有效容積為1000m3，設(shè)計(jì)停留時(shí)間16h。外設(shè)臥式耐腐蝕污水離心泵提升至3社混凝沉淀池，Q=7Om3/h，H=IO1TI，N=4kW。

3#混凝沉淀池為機(jī)械絮凝反應(yīng)斜管沉淀池，設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為1.36m3/m2•h，設(shè)計(jì)停留時(shí)間3h。池外設(shè)2臺(tái)泥漿泵排泥，Q=2Om3/h，H=201TI，N=3kW。

4.4綜合廢水處理

綜合廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模為3000m3/d，主要包括綜合調(diào)節(jié)池、綜合生化池、出水監(jiān)控及應(yīng)急回收池、事故池等。綜合調(diào)節(jié)池有效容積為500ITIs，設(shè)計(jì)停留時(shí)間4h。綜合生化池66mX40IllX5.5m，其內(nèi)部分為兼氧段、兼氧沉淀段、緩沖段和SBR段。

4.4.1兼氧段

總長(zhǎng)24rll，總有效容積為4800113，，水力停留時(shí)間38.4h，又分為可獨(dú)立運(yùn)行的4格，每格設(shè)雙曲面攪拌機(jī)2臺(tái)，共8臺(tái)，攪拌功率4kW。

4.4.2兼氧沉淀段

總長(zhǎng)6m，又分為沉淀區(qū)和排泥區(qū)。沉淀區(qū)采用斜管沉淀，總有效面積為180m2，設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為0.7in•m2•h；排泥區(qū)共2格，每2格沉淀區(qū)共用1格排泥區(qū)，每格排泥區(qū)內(nèi)設(shè)耐腐蝕潛水污水泵3臺(tái)，Q=4Om，H=IOin，N--4kW。

4.4.3緩沖段

總長(zhǎng)4m，總有效容積為750m3。共分為2格，用于貯存SBR不進(jìn)水時(shí)的廢水量，可獨(dú)立運(yùn)行。每格緩沖段內(nèi)均設(shè)置耐腐蝕潛水離心泵2臺(tái)，Q=25om3/h，H=10m，N=15kW。

4.4.4SBR段

總長(zhǎng)30m，總有效容積6000in，，共分為3格，每格有效容積200011'13。根據(jù)自控程序周期性運(yùn)行，周期為6h。主要設(shè)備有電動(dòng)調(diào)節(jié)堰門3臺(tái)，BxH=500×400，調(diào)節(jié)范圍400，N=0.55kW；雙曲面攪拌機(jī)6臺(tái)，功率4kW；旋轉(zhuǎn)式潷水器3臺(tái)，排水量250~m，N=2.2kw；管式曝氣器1200m，Q=7～lOm•m；剩余污泥泵3臺(tái)，Q=ZOm3/h，H=20m，N=3kW；回流污泥泵3臺(tái)，Q=4Om，H=10m，N---4kW。一出水監(jiān)控及應(yīng)急回收池13.8mX8.2m×3.3m，有效容積300m，有效停留時(shí)間2.4h。分為兩格，一格作為三級(jí)廢水出水監(jiān)控池，另一格作為不達(dá)標(biāo)廢水應(yīng)急回收池，分設(shè)耐腐蝕潛水離心泵2臺(tái)，Q=125m，H=10m，N=7.5kW。事故池有效容積1000m3，用于貯存經(jīng)廢水處理站處理后未達(dá)標(biāo)的出水，以及企業(yè)超排的廢水，并將其提升人工藝系統(tǒng)中處理。內(nèi)設(shè)臥式耐腐蝕污水離心泵，Q=7Om，H=15rn，N=7.5kW。具體參見(jiàn)http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

4.5污泥處理

污泥處理系統(tǒng)主要包括污泥濃縮及均質(zhì)池、制藥污泥貯泥池、污泥脫水機(jī)房及污泥堆棚。污泥濃縮及均質(zhì)池8m×4mX4.3m，分兩格，分別用于濃縮和均質(zhì)，濕污泥量76.3m3/d，污泥含水率98％，設(shè)計(jì)停留時(shí)間12h。制藥污泥貯泥池2m×4in×4.3m，用于貯存1#混凝沉淀池排出的制藥廢水物化污泥，濕污泥量3.7m，污泥含水率：98％，設(shè)計(jì)停留時(shí)間8d。

污泥脫水機(jī)房12.6mX6m×5.2m，需脫水污泥量：76.3m3/d，污泥含水率98％；助凝劑(PAM)投加量：3kgfrds。設(shè)帶式壓濾機(jī)2臺(tái)，單臺(tái)處理能力5～10m，固體負(fù)荷150k咖•h。

兩臺(tái)脫水機(jī)同時(shí)運(yùn)行，每天工作一班10h，脫水后污泥含固率20％，每日產(chǎn)生制藥廢水干污泥0.37m，普通脫水污泥7.26m。

5結(jié)語(yǔ)

從中試運(yùn)行結(jié)果看，該設(shè)計(jì)中采用的三維電極電解技術(shù)和Fe—Cu還原內(nèi)電解技術(shù)對(duì)于該園區(qū)內(nèi)的工業(yè)廢水有著較好的處理效果。三維電極電解技術(shù)能有效地去除毒性，提高水質(zhì)的BODs/CODcr，有效地提高水質(zhì)的可生化性能，為后續(xù)的生化處理提供良好的條件；Fe—Cu還原內(nèi)電解法通過(guò)電化學(xué)腐蝕、氧化還原、物理吸附，以及絮凝沉淀等一系列過(guò)程共同作用對(duì)廢水進(jìn)行處理，與傳統(tǒng)的物理化學(xué)法預(yù)處理相比，應(yīng)用內(nèi)電解法可去除廢水中部分色度、有機(jī)物，并且提高廢水的生化處理性能，增強(qiáng)生物處理對(duì)有機(jī)物的去除效果。這兩項(xiàng)技術(shù)在其他制藥、化工廢水的處理工程中也得到應(yīng)用，如浙江醫(yī)藥股份有限公司和上海桃浦工業(yè)園區(qū)的廢水處理工程，并取得了良好的效果，具有一定的推廣價(jià)值。