甘肅某公司是國家大型化工生產企業(yè)，生產DNT、TDI等60多種產品，產品和所使用的原材料多屬于化學工業(yè)中的強腐蝕、有毒有害物質，在生產過程中，還會產生大量的含硝基苯類化合物、苯胺、石油類、丙酮、強酸及化工副產物等廢水。對產生的廢水原采用活性炭吸附和石灰中和等工藝進行處理，存在活性炭吸附周期短、成本高的缺點，同時還存在出水中COD、SS、石油類等無法達標的現(xiàn)象。本次新建污水處理工程，在進行充分現(xiàn)場中試的基礎上，采用鐵炭微電解+UASB+接觸氧化+BAF+生物炭工藝進行處理，出水水質優(yōu)于國家《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）一級標準。
1 設計水質水量
設計水量：1 600 m3/d，其中硝基苯類化合物廢水800 m3/d，其他低濃度廢水800 m3/d。
設計水質：DNT生產廢水，pH 1~2，COD<2 100 mg/L，硝基苯類化合物<160 mg/L；其他車間排水，COD<200 mg/L，不含硝基化合物。
設計出水水質：按甘肅省環(huán)保廳要求，除COD<60 mg/L，硝基苯類≤2.0 mg/L，其他指標滿足國家《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）一級標準。
2 處理工藝確定
DNT生產廢水，其構成COD的有機物主要是二硝基甲苯、一硝基間二甲苯以及甲苯、間二甲苯等。生物處理法處理有機廢水雖然運行費用低，但由于硝基苯類化合物為難生物降解有機物，僅靠生化處理不能達到理想的效果；采用特殊菌種處理，長期運行的可靠性不能得到保證。本工程建設前進行了近1 a的中試研究，最終確定采用雙級動態(tài)微電解+UASB+接觸氧化+BAF的處理工藝。由于甘肅對該企業(yè)排放標準要求很高，在常規(guī)生化處理后采用生物炭+砂濾作為把關手段，以確保廢水處理裝置的穩(wěn)定達標運行。
具體工藝流程如下：
各單元作用及處理機理如下：
（1）動態(tài)鐵炭微電解池。動態(tài)鐵屑池是對微電解法的改進，其采用活化工業(yè)廢鋼屑為主要原料，底部增加排泥及曝氣裝置，使得鐵屑與廢水反應更加充分，同時避免了微電解法普遍存在的反應不充分、pH升高、易板結等問題。其主要作用同樣是產生新生態(tài)[H]和Fe2+，從而將硝基化合物轉化為氨基化合物，降低廢水的毒性，提高廢水的可生化性。采用兩級串聯(lián)結構，控制酸性硝基苯廢水pH＜4進入第一級動態(tài)鐵炭微電解池，出水加酸調節(jié)pH＜4進入二級動態(tài)鐵炭微電解池，使剩余硝基化合物得到完全還原。動態(tài)鐵炭微電解池的兩極串聯(lián)并在兩級中間加酸的特殊構造，大大提高了硝基化合物的處理效率。動態(tài)鐵炭微電解池中定期補充投加鐵屑。
（2）Fe2+/Fe3+還原氧化池。鐵炭微電解池出水視其pH高低，進行pH調節(jié)。使pH達8.5～9.0后進入還原-氧化絮凝池。此時鐵炭微電解池出水中的Fe2+在堿性條件下形成墨綠色的Fe(OH)2絮狀沉淀物，這種絮狀沉淀物在常溫下可有效地還原硝基苯類化合物為苯胺類化合物。
（3）UASB反應器。考慮到廢水的難生化性，掛膜期間采用硝基苯類廢水生化塘內底泥和城市污水廠污泥進行馴化，厭氧段采用內掛填料的UASB/AF工藝，配合厭氧出水1∶12大水量回流，可有效稀釋廢水中硝基苯類化合物濃度，使得厭氧段硝基苯類化合物進水質量濃度最高可達60 mg/L，減少硝基苯類化合物對生物的毒害。同時厭氧微生物可進一步分解廢水中的硝基苯類化合物，提高廢水的可生化性和后續(xù)單元處理效率。
（4）接觸氧化池。硝基苯類化合物廢水處理系統(tǒng)采用接觸氧化工藝，掛膜期間采用硝基苯類廢水排水渠內底泥和城市污水廠污泥進行馴化，其好氧停留時間為29 h。
（5）BAF池。硝基苯類物質經鐵炭微電解和氧化還原處理后生成苯胺，苯胺在好氧降解過程中會釋放出氨氮。為進一步脫除二沉池出水中的有機污染物和氨氮，工藝中采用BAF池進行后續(xù)生物脫氮處理，廢水停留時間為6 h。
（6）生物炭池。末端采用生物炭池進行最終把關處理，停留時間1.5 h，通過活性炭強大的吸附作用將瞬間可能超標的高濃度污染物吸附，然后通過微生物的降解作用去除活性炭中吸附的少量微細粒和有機物，最終確保出水COD＜60 mg/L、硝化物＜2.0mg/L。
3 主要構筑物及設計參數
（1）廢水調節(jié)池。設計容積900 m3，2座。一座用于存放硝基苯類廢水，一座用于存放其他廢水，鋼砼防腐。
（2）隔油池。用于去除硝基苯類廢水中含有的懸浮物、油等，設計容積360 m3，鋼砼防腐。
（3）一級動態(tài)鐵炭微電解池。經隔油后的硝基苯廢水進入第一級動態(tài)鐵炭微電解池，設計池容192 m3，反應時間4 h，還原轉化率80%，鋼砼防腐。
（4）pH調整池。為提高鐵炭微電解的處理效果，在一級鐵炭微電解池后設pH調整池，加酸調pH至2~3。設計池容48 m3，停留時間1 h，鋼砼防腐。
（5）二級鐵炭微電解池。設計池容192 m3，反應時間4 h，還原轉化率80%，COD降解率（沉淀后）>30%，鋼砼防腐。
（6）Fe2+/Fe3+還原氧化池。采用加堿中和，調節(jié)pH為8~9，設計池容60 m3，鋼砼結構。
（7）一沉池。采用輻流式沉淀池，直徑10 m，2座，鋼砼結構。
（8）UASB/AF反應器。外形尺寸為12 m×12 m×9 m，4座，鋼砼結構。本單元處理硝基苯類廢水33 m3/h，引入其他廢水7 m3/h，合計40 m3/h。有效停留時間60 h，組合填料（尺寸為160 mm×80 mm）2 400 m3。
（9）接觸氧化池。外形尺寸為40 m×12 m×5.5 m，1座，鋼砼結構。本單元處理UASB出水40 m3/h，引入其他廢水26 m3/h，合計66 m3/h。有效停留時間20 h，組合填料（尺寸為D 160 mm×80 mm）1 320 m3。
（10）二沉池。采用輻流式沉淀池，外形尺寸D 12 m×4.5 m，2座，鋼砼結構。
（11）中間水池。容積100 m3，2座，鋼砼結構。
（12）BAF池。容積100 m3，4座，停留時間6 h，鋼砼結構。
（13）生物炭池。尺寸為D 3.2 m×4.9 m，4座，停留時間1.5 h，碳鋼防腐。具體參見http://www.yiban123.com更多相關技術文檔。
4 處理效果
根據驗收前1個月的監(jiān)測數據統(tǒng)計，實際運行效果與設計值對照見表 1。
從表 1給出的運行效果可以看出，實際運行效果均優(yōu)于設計值，證明該工藝對硝基苯類廢水處理較好，處理出水可滿足甘肅省地方污染物排放要求。
5 處理成本分析
采用驗收前1個月的成本統(tǒng)計數據，按照日處理1 600 m3/d計算，實際處理成本見表 2。
表 2 處理成本分析
6 結語
本工程針對硝基苯類化合物毒性強、難生化的特點，采用兩級動態(tài)鐵屑床進行還原，此過程易控、運行平穩(wěn)；生化系統(tǒng)厭氧采用UASB/AF工藝，配合大水量回流稀釋，有效分散了進水硝基苯類化合物的濃度，使得厭氧-好氧系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行；后續(xù)采用BAF工藝，提高了生化系統(tǒng)對難降解有機物和氨氮的處理能力；末端深度處理采用生物炭/砂濾工藝，提高了系統(tǒng)的抗沖擊能力。經過3 a多來的連續(xù)運行，處理后的廢水優(yōu)于國家《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）一級標準要求。
