化工污水處理廠(chǎng)調(diào)試及運(yùn)行的分析

王 強(qiáng)

（南京環(huán)保產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限公司，江蘇 南京 211500）

雖然化工污水排放量大，毒性較強(qiáng)，但化工污水中也有可回收利用的資源。采用科學(xué)合理的方法處理化工污水，不僅能回收可利用資源，還有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。化工行業(yè)采用“企業(yè)預(yù)處理+園區(qū)污水廠(chǎng)集中處理”的模式處理污水。

位于河北省西部開(kāi)發(fā)區(qū)的某化工污水處理廠(chǎng)，廠(chǎng)區(qū)占地面積為20 000 m2。污水處理廠(chǎng)投資2 500萬(wàn)元,建造規(guī)模達(dá)2 100 m3/d的污水處理系統(tǒng)。污水處理廠(chǎng)包含有：澄清池、水解池、深井曝氣池、沉淀池和接觸氧化池等構(gòu)筑物。化工污水在構(gòu)筑物中得到凈化，出水水質(zhì)要達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。此外，皂化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的氯離子含量高，會(huì)腐蝕污水處理設(shè)備，因此可以采用生化法對(duì)皂化污水進(jìn)行處理。下面針對(duì)化工污水處理廠(chǎng)的工藝流程和主要構(gòu)筑物進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，同時(shí)對(duì)環(huán)境化工污水的處理方法進(jìn)行說(shuō)明。

1 工藝流程概述

化工污水處理廠(chǎng)采用泥法串膜法的組合處理工藝處理污水，經(jīng)該種組合方式處理的環(huán)境污水，出水水質(zhì)能夠達(dá)到《化學(xué)工業(yè)主要水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 32/939—2006）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。泥法串膜法處理環(huán)境污水的流程為：將化工污水在厭氧水解池中靜置15 h，兩級(jí)A/O池中靜置20 h。A池溶氧的含量控制在2 mg/L以下，O池溶氧的含量控制在2～3 mg/L，同時(shí)，需要在兩級(jí)A/O池中根據(jù)水質(zhì)適時(shí)加入活性炭，以吸附環(huán)境化工污水中的雜質(zhì)。通過(guò)混凝沉淀、過(guò)濾、臭氧氧化的方式處理經(jīng)過(guò)兩級(jí)A/O池靜置過(guò)的污水，進(jìn)一步除去化工污水中的TP、SS及色度等雜質(zhì)。水處理中常用的混凝劑為聚合硫酸鋁。

化工污水經(jīng)過(guò)在厭氧水解池中靜置、兩級(jí)A/O池工藝處理、混凝沉淀、過(guò)濾和臭氧氧化流程的處理，可以有效調(diào)節(jié)化工污水pH值，除去化工污水中懸浮的雜質(zhì)、疏水有機(jī)物和致色物質(zhì)，從而對(duì)化工污水實(shí)現(xiàn)凈化。

2 主要構(gòu)筑物及對(duì)應(yīng)參數(shù)

本次化工污水處理廠(chǎng)的主要構(gòu)筑物及對(duì)應(yīng)參數(shù)如下。

2.1 澄清池

采用機(jī)械攪拌澄清池的方式使化工污水中的雜質(zhì)混凝沉淀。澄清池的主要參數(shù)：設(shè)計(jì)規(guī)模為2 100 m3/d，有效水深為7.5 m，處理的時(shí)間為3 h，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2.2 水解池

為了對(duì)化工污水中的雜質(zhì)進(jìn)一步沉淀，需要在水解池中再次沉降化工污水，沉降物質(zhì)會(huì)經(jīng)泵打入污泥濃縮罐。

水解池的主要參數(shù)：設(shè)計(jì)規(guī)模為1 500 m3/d，有效水深為6 m，處理時(shí)間為5 h。

2.3 深井曝氣池

深井曝氣池的作用是通過(guò)空壓機(jī)的作用形成降流和升流的流動(dòng)，化工廠(chǎng)總共裝置了4個(gè)深井曝氣池。

深井曝氣池主要參數(shù)：每個(gè)深井曝氣池體積1 100 m3，井口直徑為30 m，井深60 m。

2.4 沉淀池

化工廠(chǎng)選用的是中心進(jìn)水周邊出水式的輔流沉淀池，沉淀池選用周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)，驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在沉淀池的外部。

沉淀池主要參數(shù)：體積為4 800 m3，有效水深為5.5 m，處理時(shí)間為6 h。

2.5 接觸氧化池

化工廠(chǎng)共配置了4個(gè)采用聚乙烯立體彈性填料的接觸氧化池。

接觸氧化池主要參數(shù)：每個(gè)接觸氧化池體積為1 575 m3，有效水深4.5 m，處理時(shí)間為2.5 h。

同時(shí)，化工廠(chǎng)為了保證污水處理的安全，需要定期對(duì)總管中的廢水水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。此外，由于每個(gè)化工廠(chǎng)排放化工污水的時(shí)間不同，污水處理系統(tǒng)會(huì)經(jīng)歷強(qiáng)酸性至強(qiáng)堿性或強(qiáng)堿性至強(qiáng)酸性的變化，污水處理過(guò)程中pH變化過(guò)快會(huì)給污水處理系統(tǒng)帶來(lái)?yè)p害。因此，結(jié)合污水水質(zhì)的實(shí)際情況，需要加入適量的pH值調(diào)節(jié)劑，同時(shí)，提高調(diào)節(jié)池和事故池對(duì)化工污水處理的功能。

3 環(huán)境化工污水處理廠(chǎng)的運(yùn)行

通過(guò)對(duì)化工廠(chǎng)中主要構(gòu)筑物的介紹，下面針對(duì)環(huán)境化工污水處理的過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。本次污水處理過(guò)程混凝劑選用聚合硫酸鋁，助凝劑選用聚丙烯酰胺，處理化工污水主要目的為調(diào)節(jié)污水pH值，除去化工污水中的COD和懸浮物雜質(zhì)[1]。

3.1 化工污水處理試驗(yàn)

在預(yù)處理操作過(guò)程中，要設(shè)計(jì)好污水處理試驗(yàn)方案，調(diào)節(jié)好污水的進(jìn)水流量，并對(duì)混凝劑和助凝劑進(jìn)行定量配置。本次試驗(yàn)水溫20℃左右，污水的pH值為2，COD含量200 mg/L，化工污水進(jìn)水流量200 m3/h，混凝劑投180 mg/L，助凝劑投加3 mg/L。污水經(jīng)過(guò)處理，COD的去除率為40%，出水的pH值在7左右，懸浮雜質(zhì)的去除率為90%。

由于污水的工業(yè)pH值為2，為了避免污水腐蝕污水處理系統(tǒng)，首先需要加入pH調(diào)節(jié)劑將污水的pH值調(diào)節(jié)至7左右。污水通過(guò)在厭氧池中靜置，COD的濃度由200 mg/L下降至150 mg/L，此過(guò)程對(duì)COD的去除率達(dá)到25%，低于預(yù)期的40%。同時(shí)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，化工污水中的高毒性物質(zhì)較多，導(dǎo)致厭氧池對(duì)COD的處理達(dá)不到預(yù)期的效果。本實(shí)驗(yàn)采用加大預(yù)處理力度，例如加入甲醇和活性炭等有吸附作用的物質(zhì)吸附污水中的雜質(zhì)，提高了廢水的可生化性。之后化工污水經(jīng)過(guò)兩級(jí)A/O工藝處理后，A/O出水COD濃度為90 mg/L，達(dá)到《化學(xué)工業(yè)主要水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的污水排放要求。工業(yè)污水通過(guò)在厭氧池中靜置和兩級(jí)A/O工藝處理，能夠除去工業(yè)污水中的部分雜質(zhì)[2]。為了除去工業(yè)廢水中疏水有機(jī)物，試驗(yàn)過(guò)程需要向工業(yè)污水中加入混凝劑和助凝劑，通過(guò)過(guò)濾除去疏水有機(jī)物。此外，通過(guò)臭氧氧化過(guò)程，去除污水中的致色物質(zhì)，并進(jìn)一步去除COD。

化工污水經(jīng)過(guò)厭氧池靜置、兩級(jí)A/O工藝處理、混凝沉淀、過(guò)濾和臭氧氧化等處理后，污水中的懸浮雜質(zhì)去除率為85%，COD的去除率為55%，出水的pH值約為7，符合預(yù)期試驗(yàn)結(jié)果。因此，本次化工污水處理試驗(yàn)方法有效地凈化了工業(yè)污水。

3.2 生化處理

化工污水處理過(guò)程中常采用活性污泥中的微生物對(duì)COD進(jìn)行去除。然而皂化化工污水中氯離子會(huì)腐蝕設(shè)備，同時(shí)微生物對(duì)氯離子的耐受范圍有限，因此需要提高活性污泥的耐鹽度，下面通過(guò)試驗(yàn)來(lái)說(shuō)明如何提高活性污泥的耐鹽度，本實(shí)驗(yàn)采用的皂化污水氯離子濃度為13 000mg/L，pH值約為7，水溫12℃左右[3]。

此實(shí)驗(yàn)過(guò)程經(jīng)過(guò)污泥培養(yǎng)增殖、污泥馴化和污泥穩(wěn)定三個(gè)階段。

（1）污泥培養(yǎng)增殖階段

首先，將活性污泥和皂化污水加入容器中，由于溫度較低，活性污泥增長(zhǎng)緩慢，增長(zhǎng)速率為3%。為了提高活性污泥的增長(zhǎng)速率，在容器中加入酒精進(jìn)行發(fā)酵，并觀察容器中微生物增長(zhǎng)速率的變化。對(duì)比進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)，判斷出污泥活性的變化。3 d后對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，出水COD的濃度較穩(wěn)定，且顯微鏡活性污泥中微生物增長(zhǎng)速率提高，活性污泥不斷增長(zhǎng)。10 d后，污泥增殖基本穩(wěn)定，微生物活動(dòng)也比較活躍，出水水質(zhì)明顯提高。

（2）污泥馴化階段

在污泥馴化過(guò)程中，采用梯式耐鹽馴化的方式。試驗(yàn)開(kāi)始前設(shè)置好氯離子濃度梯度，濃度梯度可以設(shè)置成4 000、6 000、10 000、15 000 mg/L。氯離子濃度從4 000 mg/L增加到6 000 mg/L，活性污泥中的微生物對(duì)這個(gè)過(guò)程有一定的適應(yīng)能力，通過(guò)進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，出水COD含量高，污泥處理化工污水的能力下降。5 d后，出水中的COD含量明顯降低，污泥處理化工污水的能力得到了加強(qiáng)。同時(shí)，隨著氯離子濃度的升高，污水中的有機(jī)物含量減少。

（3）穩(wěn)定階段

污泥經(jīng)過(guò)氯離子濃度馴化后，為提高COD去除率，可在容器中按照一定比例加入磷酸二氨、尿素等氮肥和磷肥。加入鹽肥后，COD總?cè)コ视芍暗?0%提升到90%以上，從而達(dá)到國(guó)家排放的標(biāo)準(zhǔn)。

采用生化法處理工業(yè)污水更加有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。通過(guò)對(duì)污泥培養(yǎng)增殖、馴化及穩(wěn)定階段的試驗(yàn)，提高其對(duì)皂化工業(yè)污水中氯離子的處理能力。同時(shí)，按照一定比例加入鹽肥，提高了活性污泥對(duì)COD的去除率[4]。此外，活性污泥中的微生物生長(zhǎng)有一定的周期性。在使用生化法處理化工污水的過(guò)程中，要了解微生物的生長(zhǎng)周期，發(fā)現(xiàn)活性污泥對(duì)化工污水處理能力下降時(shí)要及時(shí)更換活性污泥，從而提高處理化工污水的能力。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著化工行業(yè)不斷發(fā)展，化工企業(yè)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污水需要加大力度進(jìn)行治理。通過(guò)采用泥法串膜法的組合方式處理環(huán)境污水，不僅能有效調(diào)節(jié)化工污水的pH值，還對(duì)污水中的懸浮雜質(zhì)、疏水有機(jī)物和致色物質(zhì)進(jìn)行了有效的清除。同時(shí)，在處理化工污水的過(guò)程中采用生化處理的方式，不僅提高了活性污泥對(duì)皂化工廠(chǎng)廢水中氯離子的處理能力，也能夠保護(hù)生態(tài)環(huán)境，并提高化工行業(yè)處理污水的經(jīng)濟(jì)效益。