預處理+生化+Fenton氧化+活性炭吸附工藝處理化工園區混合廢水

王海棠

預處理+生化+Fenton氧化+活性炭吸附工藝處理化工園區混合廢水

王海棠

（江蘇省鹽城市環境保護新技術研究中心，江蘇 鹽城 224000）

采用預處理+生化+Fenton氧化+活性炭吸附工藝處理化工園區混合廢水。設計處理水量：物化預處理210 m3·h-1、生化處理850 m3·h-1、深度處理850 m3·h-1。運行結果表明，該工藝處理效果良好，出水pH6～9，COD≤50 mg·L-1，NH3-N≤5(8) mg·L-1，總磷≤0.5 mg·L-1，總氮≤15 mg·L-1，苯胺類≤1 mg·L-1，硝基苯類≤2 mg·L-1，出水水質優于設計指標要求。

預處理；生化處理；深度處理；化工園區混合廢水

某沿海工業園區污水處理廠為綜合工業污水處理廠，主要收集園區內企業生產廢水。企業類型涵蓋精細化工、醫藥、農藥、染料中間體和生物化工制品等行業，企業排水污染物成分復雜，水質、水量波動較大。個別行業包括醫藥、農藥、染料等，此類企業廢水毒性高、懸浮物，難降解污染物濃度較高，對這幾類廢水的處理，經分類收集后，進行針對性的預處理。此外，企業在排入污水廠前大部分已經過包括生物二級處理在內的處理，廢水中的易降解 COD 大幅下降，B/C值較低，水中含有較多的難生物降解或不可生物降解的物質，難以滿足直接生物降解的要求，污水廠通過采用水解酸化技術，提高其可生化性。

根據國內各園區污水處理的工程案例，廢水經傳統生化工藝處理后，COD，TN難以達到出水標準要求，因此，生化后廢水設深度處理單元，以保證能達標排放。因此本項目針對來水的復雜性，采用“預處理+水解酸化+MBR 生化+Fenton 氧化+曝氣生物濾池+活性炭吸附”組合工藝，通過調試運營，取得了很好的處理效果。

1 工藝流程及主要設計參數

1.1 廢水水質及排放要求

污水廠設計規模2.0萬 m3·d-1。從各企業排水毒性檢測情況看，農藥類廢水較其他類型廢水毒性大，對生化系統的影響大，本次提標改造針對農藥廢水及部分醫藥廢水進行單獨收集單獨預處理，預處理規模定為 5 000 m3·d-1。

根據大量的實測水質資料，本工程以 85%的保證率作為設計進水水質的依據，確定進水水質。出水 CODcr、TN、NH3-N、TP 四個主要指標執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）中的一級 A 標準，其他主要指標仍執行《化學工業主要水污染物排放標準》DB32/939—2006 表 2 中一級標準，項目的設計進水和出水水質如表1所示。

表1 設計進、出水水質要求mg·L-1，pH無量綱

1.2 工藝流程

由圖1可知，在工藝前段設置預處理設施，針對部分企業（農藥、醫藥）來水實施分質預處理，改善來水中的大分子難生物降解物質分子結構，減輕對后續工藝的沖擊。預處理后與來水混合進入調節池進行水質水量調節，后進入水解酸化池，水解酸化把難生化的轉化為易生化的，水解酸化后進入AO脫氮工藝，進行有機物的好氧氧化和硝化作用，通過好氧氧化進一步去除有機物，通過硝化作用將氨氮轉化為硝態氮，完成 COD 降解和脫氮，出水進入MBR 膜池，含泥污水實現泥水分離。膜池后最終進入后續深度處理系統，污水進入曝氣生物濾池，截留懸浮物與生物氧化，通過Fenton系統降解難降解有機物，同時考慮超越管線，當進水水質較好時，可超越 Fenton 系統，工藝后端增設活性炭吸附工藝，保證出水穩定達標排放。

廢水處理工藝流程見圖1

圖1 廢水處理工藝流程

1.3 主要構筑物及設計參數

1.3.1 預處理設施

建5 000 m3·d-1分質預處理設施，采用臭氧氧化工藝。臭氧作為一種強氧化劑，其氧化作用主要依靠臭氧分子的直接作用和臭氧分解產物·OH的間接氧化作用，從而實現直接或間接地降解污水中的有機物，對污水中的COD、總氮去除效果較好。臭氧氧化可以提高污水的可生化性，特別是新興污染物的降解[1-3]。采用臭氧對進水中的有機污染物進行氧化處理，改變污染物的分子結構，利于后續的生物處理。

1）分質預處理收集池

收集分質預處理企業的來水，進行均質、均量的調節作用。設計水量：=210 m3·h-1，停留時間：HRT=6 h，結構形式：鋼砼，半地上，數量：1 座。

2）臭氧氧化池

臭氧氧化塔內為氣、水兩相反應區。配套尾氣破壞系統。設計水量：=210 m3·h-1，停留時間HRT=2.0，臭氧投加量：100 mg·L-1。

1.3.2 主體生化工藝

1）生化池 1 座，規模為 2.0 萬 m3·d-1，平面尺寸75.4 m×67.6 m，水深 4.5 m，混合液回流比為 400%。分為 2 組，平行布置，每組之間由隔墻隔開，可獨立運行。

污水首先進入缺氧區，缺氧區為脫氮的主要場所，水力停留時間6.0 h，分為兩級，污水與從好氧池回流的含硝態氮混合液充分混合，實現反硝化反應，達到脫氮的功能。混合液回流比設置為 200%~400%。污水由缺氧區進入好氧區，好氧區主要完成去除有機物、氨氮硝化、吸收磷的過程，好氧區停留時間 20 h。活性污泥微生物在好氧條件下去除有機物，完成COD降解。

2）膜池

MBR 膜池是反應池內含泥污水實現泥水分離的場所，膜截留了反應池中的微生物，池中活性污泥濃度高達 8~10 g·L-1。中空纖維膜組成的膜組件浸放于膜池內，0.1 μm的孔徑阻止細菌通過。高濃度的污泥回流至生化反應池好氧區，可使好氧區污泥濃度接近 10 g·L-1，大大提高了生化反應池抗沖擊負荷能力。膜池內的曝氣裝置完成兩種功能，既進行膜的氣水振蕩清洗，保持膜表面清潔，又繼續在該段進行生物降解，生物降解后的水在抽吸泵的作用下通過超濾膜，經MBR 集水管匯集到清水池排出。膜系統正常運行所需要的出水池、清洗池與膜池合建。膜池主要設計參數如下：設備安裝規模2.0 萬 m3·d-1，膜池停留時間：1.0 h，供氣量：23 m3·min-1，膜通量：15 L/m2·h-1。

1.3.3 深度處理工藝

1）曝氣生物濾池

進一步去除有機物、SS硝化、脫氮除磷的作用，其最大優點是集生物氧化與截留懸浮物于一體[4]。采用上向流濾池形式，一座，處理能力 2.0萬·d-1。共分4格，濾料體積總計896 m3，單格尺寸：8.0 m×8 m，濾池總高=7.3 m，半地下鋼砼結構。尺寸規格：××=40.0 m×18.3 m×7.3 m，有效深度 6.0 m結構形式：鋼砼，半地下數 量：1 座設計水量：=2.0萬m3·d-1，水力負荷：＝4.0 m3/ m2·h-1。

2）活性炭吸附

（a）工藝原理及布置

吸附工藝采用鋼制罐，共12套，=2.0萬m3·d-1，為生化后深度處理單元，處理達一級 A 標后出水直接排海。每組上有出水槽及三角堰，池內裝煤質破碎顆粒活性炭。每組一個配水用電動堰門。原水經變徑進水管及吸附器底部的布水器，由下向上通過活性炭床，經吸附過濾處理后從吸附池上部三角堰槽匯集排出。吸附過程中，通過設在吸附器底部的空氣泵，將被污染的活性炭提到吸附器頂部的洗炭器，洗去 SS 后，凈炭靠自重返回炭床，含泥廢水自廢水管排至廢水井，自流入廠區污水泵站。

（b）工藝參數

吸附接觸時間1.2 h；濾速2.2 m·h-1。反洗周期視進水 SS 確定，每系列按組自動滾動反洗，反洗廢水回流至生化處理系統前段。根據本廠進、出水 COD濃度，活性炭飽和周期約為120~150 d。

2 工藝流程及主要設計參數

2.1 監測結果

監測單位對污水廠出水及各主要單元的監測結果如表2所示，監測結果表明，廢水經污水處理系統處理后，出水 CODcr、TN、NH3-N、TP 四個指標達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）中的一級 A 標準。

表2 驗收監測結果mg·L-1，pH無量綱

2.2 達標保障措施

建議通過以下幾點加強污水廠的管理：

1）污水廠進水工業廢水占較大比例，應加強對進水水質的監管，對工業廢水的接入，嚴格控制接管標準，同時加強對進水水質的監測。

2）對各企業排入污水處理廠的水量進行限制，特別是對廢水排放量較大的企業，應限定其進入污水廠的流量范圍，避免由于進廠水量的大幅度波動給污水處理廠帶來不利影響。

3）盡量避免可能對生化產生抑制作用的重金屬或有毒物質的超標進入。

4）加強在線監控設施的運維管理，發現異常數據及時上報并聯系在線監控設施運維單位協調處置，盡快排查原因并記錄。

5）加強水解酸化池的運營管理，控制厭氧反應在水解酸化階段。

6）由于污水廠進水總磷濃度低，總氮濃度較高，可調整有機負荷及控制系統污泥齡，使反應以硝化反硝化脫氮為主。

3 結論

1）污水廠采用預處理+水解酸化+AO生化+MBR 膜+Fenton 氧化+曝氣生物濾池+活性炭吸附+消毒工藝處理化工園區綜合污水，該工藝可以有效去除廢水中的有害物質，利于生化工藝良好運行，深度處理確保尾水穩定達標排放。運行實踐及環保驗收表明，對接管廢水處理效果總體良好，處理后廢水達到設計排放標準要求。

2）深度處理工段考慮超越管線，當進水水質較好時，可超越 Fenton 系統，降低運營成本。

［1］張海豐,劉洪鵬,張蘭河,等. 臭氧- 活性炭技術對膜生物反應器膜污染減緩研究[J].化工進展,2013,32(2):453-459.

［2］馬靜,買文寧,王娟.臭氧氧化法深度處理纖維板生產廢水的研究[J].環境污染與防治,2010,12(9):55-57.

［3］潘尋,胡文容.臭氧處理檸檬酸廢水的實驗研究[J].工業水處理,2007,27(3):31-34.

［4］陳宇等,水解酸化-Biodopp+高效沉淀池+臭氧-BAF+過濾消毒工藝處理化工園區廢水[J].水處理技術,2020,46(7):136-139.

Treatment of Mixed Wastewater From a Chemical Industry Park by Pretreatment-Biochemistry-Fenton Oxidation-Activated Carbon Adsorption Process

（Yancheng City Environmental Protection New Technology Research Center, Yancheng Jiangsu 224000, China）

Mixed wastewater from a chemical Industry park was treated by the pretreatment-biochemistry-Fenton oxidation-activated carbon adsorption process. Designedtreatment capacity is as follows: pretreatment 210 m3·h-1, biochemical treatment 850 m3·h-1，advanced treatment850 m3·h-1. Running results showed that the treatment effect was good, the water effluent index was as follows: pH=6～9,COD≤50mg·L-1, NH3-N≤5(8) mg·L-1，TP≤0.5 mg·L-1，TN≤15 mg·L-1，anilines≤1 mg·L-1,nitrobenzenes≤2 mg·L-1,the water quality index was superior to the design requirements.

Pretreatment; Biochemistry; Advanced Treatment; Mixed wastewater from chemical industry park

2020-01-26

王海棠（1973-），女工程師，江蘇鹽城人，1997年畢業于南京化工大學化工工藝專業，研究方向：環境工程。

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1004-0935（2021）03-0310-04