1、項(xiàng)目背景
湖南某化工農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)基地包括農(nóng)藥和制藥工業(yè)、精細(xì)化工、冶金工業(yè)、石油化工為主的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，主要引進(jìn)發(fā)展農(nóng)藥、制藥類、精細(xì)化工、石油化工、精細(xì)化工、冶金行業(yè)類等企業(yè)。園區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)總規(guī)模為4.0x104m3/d，目前一期工程(2.0x104m3/d)已于2016年建成投產(chǎn)。原水經(jīng)各生產(chǎn)企業(yè)自行處理到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB89%—1996)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)人該廠，采用預(yù)處理(粗格柵+細(xì)格柵)+A2/O氧化溝+混凝沉淀工藝組合，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)為《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)的加權(quán)平均值(各占50%權(quán)重)。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大，進(jìn)水C0D、氨氮、總氮濃度超標(biāo)嚴(yán)重，由此導(dǎo)致污水處理系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，出水水質(zhì)波動(dòng)較大，超標(biāo)情況時(shí)有發(fā)生。根據(jù)最新的環(huán)保要求，園區(qū)污水廠出水水質(zhì)需提升至《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，故需對(duì)原有污水處理工藝進(jìn)行提標(biāo)改造。
2、原有工藝問題分析
原廢水處理工藝流程如圖1所示。由于化工農(nóng)藥廢水中多為具有苯環(huán)類、雜環(huán)類等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的難降解有機(jī)污染物，COD濃度高、鹽分高，還具有一定的毒性?；まr(nóng)藥廢水經(jīng)過園區(qū)企業(yè)預(yù)處理后，易生物降解有機(jī)物優(yōu)先被去除，剩下難降解有機(jī)物處理難度較大。原有處理工藝對(duì)廢水水質(zhì)的復(fù)雜性、進(jìn)水水質(zhì)超標(biāo)處理難度認(rèn)識(shí)不足，缺乏針對(duì)性的工藝設(shè)計(jì)，如調(diào)節(jié)池停留時(shí)間(5.8h)過短、水解酸化池水力停留時(shí)間(6h)過短、缺少強(qiáng)氧化預(yù)處理、廢水可生化性差、系統(tǒng)處理效率低、設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)(如鹽分)與實(shí)際存在較大差異等，導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行效果較差，出水不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
3、改造工程設(shè)計(jì)
3.1 設(shè)計(jì)規(guī)模及進(jìn)、出水水質(zhì)
根據(jù)園區(qū)企業(yè)的廢水排放現(xiàn)狀，結(jié)合污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)要求，確定設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。出水水質(zhì)需達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)建設(shè)單位要求及對(duì)園區(qū)污水處理廠進(jìn)水類別及水質(zhì)的摸查，改造工程設(shè)計(jì)規(guī)模為2.0x104m3/d，其中低濃度廢水為0.6x104m3/d，高濃度廢水為1.4x104m3/d，低濃度廢水包括：園區(qū)生活污水、鍋爐廢水、地面沖洗水、企業(yè)收集的初期雨水、預(yù)處理后生化性較好(B/C>0.3)的排水以及低COD(<100mg/L)的廢水。高濃度廢水包括：除低濃度廢水之外經(jīng)預(yù)處理后的企業(yè)生產(chǎn)廢水。
3.2 改造工藝
由于化工農(nóng)藥廢水中含有多環(huán)芳香烴和雜環(huán)化合物等復(fù)雜有機(jī)物，屬于難降解廢水，單純的生化工藝無法對(duì)其開環(huán)開鏈，所以生化處理之前需要進(jìn)行高級(jí)氧化預(yù)處理。采用高級(jí)氧化前置預(yù)處理+強(qiáng)化生化+后置高級(jí)氧化+深度處理的工藝改造路線，工藝流程如圖2所示。企業(yè)高濃度廢水經(jīng)過預(yù)處理進(jìn)入粗格柵池、調(diào)節(jié)池、細(xì)格柵池、沉砂池，隨后進(jìn)入Fenton池，通過強(qiáng)氧化作用進(jìn)行開環(huán)、斷鏈，提高廢水的可生化性。然后與經(jīng)粗格柵池預(yù)處理的低濃度廢水一同進(jìn)人復(fù)合水解酸化池進(jìn)行厭氧生物反應(yīng)，使大分子有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，可生化性大大提高，隨后進(jìn)入氧化溝，在氧化溝好氧段設(shè)有曝氣系統(tǒng)。好氧微生物在氧氣充足的條件下，利用微生物新陳代謝的作用將廢水中的有機(jī)物分解成二氧化碳和水，硝化細(xì)菌則將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，混合液通過回流至缺氧段，在缺氧段內(nèi)進(jìn)行反硝化脫氮。隨后廢水經(jīng)過沉淀池，活性污泥在此單元沉淀后回流，上清液再次絮凝沉淀，絮凝沉淀后出水進(jìn)人臭氧催化反應(yīng)池充分反應(yīng)，再次提高可生化性后進(jìn)人曝氣生物濾池(BAF)，廢水中的有機(jī)物在BAF池內(nèi)進(jìn)一步降解，然后經(jīng)消毒后達(dá)標(biāo)排放。
3.3 提標(biāo)改造構(gòu)筑物及主要技術(shù)參數(shù)
提標(biāo)改造工程主要新建、改造建(構(gòu))筑物及主要技術(shù)參數(shù)見表2。
主要設(shè)備及參數(shù)見表3。
3.4 運(yùn)行效果
該項(xiàng)目自2017年11月開工，2018年6月完工投入試運(yùn)行，2019年4月環(huán)保監(jiān)測驗(yàn)收合格。表4為2019年4月1日-3日的驗(yàn)收監(jiān)測數(shù)據(jù)。
3.5 提標(biāo)改造特色及經(jīng)驗(yàn)
①充分考慮進(jìn)水水質(zhì)的復(fù)雜性和波動(dòng)性，加強(qiáng)廢水水質(zhì)監(jiān)控和事故調(diào)節(jié)。由于園區(qū)廢水種類的多樣性，不同企業(yè)的廢水特征污染物的差異很大，混合處理難度大，且投資和運(yùn)行成本過高。通過“一企多管(或一企一管)”，園區(qū)污水處理廠單獨(dú)對(duì)每根管道廢水進(jìn)行監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)污染物超標(biāo)，即通過閥門阻斷排污管或?qū)⒊瑯?biāo)廢水排人污水處理廠增設(shè)的事故池另行處理，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
?、谠黾忧岸烁呒?jí)氧化和水解酸化，徹底解決原生化處理效率低的問題，保證生化處理效果。由于難降解廢水中大多為難生物降解的復(fù)雜有機(jī)物，實(shí)際可利用作為脫氮除磷的易降解碳源有限，原水解酸化池水力停留時(shí)間也較短。在改造工藝采用化學(xué)預(yù)處理和強(qiáng)化水解酸化相結(jié)合的預(yù)處理工藝，可以提高廢水的可生化性。
化學(xué)預(yù)處理采用芬頓氧化，將難降解的高分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易降解的有機(jī)物，新建水解酸化池，大幅提高水解酸化池水力停留時(shí)間，強(qiáng)化水解酸化效果，利用水解酸化菌對(duì)復(fù)雜有機(jī)物進(jìn)行開環(huán)、斷鏈，提高廢水的可生化性，為后續(xù)氧化溝脫氮除磷提供充足的可利用碳源，提高處理系統(tǒng)的效能。
?、鄢浞掷矛F(xiàn)有處理設(shè)施，挖掘池體潛力，強(qiáng)化好氧生物處理?，F(xiàn)狀氧化溝水力停留時(shí)間相對(duì)較長，采用簡單易行的改造方式，在氧化溝內(nèi)加設(shè)填料，充分挖掘其潛力，提高其脫除COD、脫氮除磷效率，對(duì)毒性、沖擊負(fù)荷和高含鹽量有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。
?、茉黾由疃忍幚砉に?，有效保證出水水質(zhì)。因廢水成分復(fù)雜，處理難度很大，故在氧化溝后再設(shè)置臭氧催化氧化和BAF結(jié)合的深度處理工藝，進(jìn)一步去除廢水中的難降解有機(jī)物(包括微生物代謝產(chǎn)物等)和SS，提高水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)率。
4、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
本次提標(biāo)改造工程直接投資(建筑安裝費(fèi))約為6141萬元，其中土建為2662萬元，設(shè)備及安裝工程為3479萬元。
直接運(yùn)行費(fèi)用為8.004元/m3，包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)、污泥處置費(fèi)。其中：工業(yè)用電價(jià)格為0.62元/(kW•h)，用電量為850xl04kW.h/a，折合用電成本為0.722元/m3，藥劑包括硫酸、H2O2、七水合硫酸亞鐵、NaOH、PAM、粉末活性炭、純氧、PAC、二氧化氯等，費(fèi)用為55144元/d，折合藥劑成本為2.755元/m3，污水廠定員16人，費(fèi)用為90萬元/a，折合人工費(fèi)為0.12元/m3，污泥運(yùn)輸處置費(fèi)用為5000元/t，污泥產(chǎn)量為17.5t/d，折合污泥運(yùn)輸處置費(fèi)為4.407元/m3。
廢水處理量為2x104m3/d，COD去除率為93.4%，TN去除率為90.4%。按年運(yùn)行360d計(jì)，則可減少向環(huán)境排放的COD約為30%t/a，TN約為505t/a。
5、結(jié)語
?、偬針?biāo)改造采用Fenton+混凝沉淀+水解酸化+氧化溝+臭氧氧化+BAF的工藝組合處理化工農(nóng)藥廢水，于2019年4月通過環(huán)保監(jiān)測驗(yàn)收，處理能力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)—級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。
②該工藝運(yùn)行效果良好，運(yùn)行直接費(fèi)用為8.004元/m3，每年可減少向環(huán)境排放COD約為3096t/a，TN約為505t/a。
③充分利用原有設(shè)施，做到新舊設(shè)施銜接順暢，減少了工程投資。（ >
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