合成革工业园区污水处理工程工艺设计

2013-09-07苏美萍杨祖沐陈小叶

中国环保产业 2013年8期

苏美萍，杨祖沐，陈小叶

（1.福州大学环境与资源学院，福州 350108；2.福建龙源环境工程技术有限公司，福州 350001）

福鼎市龙安工业园区合成革生产基地，占地面积1400亩，已引进落户33家合成革及其相关生产企业。在合成革生产过程中，基布含浸、涂覆凝固、水洗等工序使用了较多的有机化合物，排放的废水中含有二甲基甲酰胺（DMF）、二甲胺、丁酮等高浓度有机物，具有较大的毒性，对环境、人体均会产生严重的危害，因此，建设集中污水处理厂势在必行。

龙安合成革污水处理厂建于该基地东北角，主要处理基地内各企业的外排废水（包括生活污水、生产废水）和处理厂厂区内的生活污水、生产废水。2008年9月，建成一期工程，处理规模为2000m3/d，采用两级厌氧+CASS工艺。二期工程建成后，污水处理厂新增污水处理能力1000m3/d。

1 设计进出水水质

污水处理厂二期工程设计进水水质根据废水实测数据，结合一期工程的水质数据及合成革企业提供的相关资料分析确定。污水经处理后，出水水质须达到《合成革与人造革工业污染物排放标准》（GB21902-2008）规定的排放浓度限值要求。设计进、出水水质如下表所示。

设计进、出水水质表

2 水质特点分析与工艺选择

2.1 水质特点

合成革生产废水来源一般包括：

（1）洗塔废水：间歇式排放，含大量SS、氨氮以及CODCr。

（2）塔顶水：含有较高浓度的DMF、二甲胺。

（3）水糅废水、洗槽水、车间冲洗水、洗桶水等：主要含有革基布毛屑和DMF、甲苯、丁酮、PVA、聚氨酯、助剂等有机污染物。

（4）喷涂水：非常难处理，非连续排放。

排入污水处理厂的污水包括工业园区内合成革生产废水和生活污水。该工程是把各个企业排出的合成革废水进行集中处理，因而该工程的污水处理不能简单套用单个合成革企业的废水处理方法，应特别对待。

该工程处理的污水典型水质特征可归纳为：

（1）废水水量大、水质复杂；

（2）有机物浓度高、难生物降解物质多；

（3）氨氮、总氮、DMF含量高；

（4）间歇生产、间歇排放洗塔水等，使得水质、水量波动大[1]。

2.2 工艺选择

结合污水水质特点，主要考虑以下一些关键点以确定合理的治理工艺路线：

（1）进水中含有较多固体杂质，在污水进入处理系统前需对杂质进行有效的清除，否则会影响水泵、曝气器、管道系统的正常运行。

（2）合成革废水可生化性较差，其BOD5/CODCr值一般小于0.2，采用厌氧预处理环节，以降低难降解物质对好氧生物处理的影响。同时，采用厌氧生物处理工艺是合理和必要的，这样可以最大限度地去除高浓度有机物，为后续处理工艺创造良好的水质条件，并有效地降低工程总造价和运行费用。

（3）好氧生化处理工艺是整个污水处理流程的核心工艺，不仅决定整个工程的处理效果，而且直接决定工程总投资和运行费用的高低。

相应确定二期工程污水处理流程主要由机械格栅、厌氧生物处理、好氧生物处理、污泥处理等部分组成[2]。

2.2.1 污水处理工艺流程

合成革污水的CODCr浓度高，且BOD5/CODCr值≤0.2，污水的可生化性差，因此必须先提高污水的可生化性，并有效去除有机物。厌氧滤池生物固体浓度高，有机负荷高，耐冲击负荷能力强，启动时间较短，无需回流污泥，运行管理方便，运行稳定性较好，因此厌氧生物处理工艺采用厌氧滤池。

因污水中含有大量的氨氮，而近年来国家相关标准对出水氨氮指标愈加严格，故好氧生物处理工艺主要考虑脱氮。氧化沟因占地面积较大，而该工程规划用地较少，故不适合该工程。一期工程采用了CASS工艺，实践表明CASS工艺脱氮效率难以稳定达标，故本期工程不再选用CASS工艺。A/O法工艺历年来被大量使用，工艺最成熟，且已经积累了大量的工程经验和运行管理经验，具有良好的脱氮效果，因此好氧生物处理工艺采用A/O工艺。

2.2.2 污泥处理工艺

该工程采用污泥浓缩+污泥脱水的工艺对污水处理过程中产生的污泥进行浓缩、脱水处理后，外运处置。

3 工艺设计

3.1 工艺流程

该工程设计采用两级厌氧滤池+两级A/O工艺+辐流沉淀+混凝沉淀工艺作为主体工艺，具体污水处理工艺流程见下图。

污水处理工艺流程图

工业区合成革废水及生活污水经收集管网自流入集水井中，通过格栅截留污水中较大的悬浮物后，由泵送入调节池均衡进水水质及水量。再通过污水提升泵提升至厌氧滤池进行厌氧分解反应，降解部分CODCr，并将DMF等有机污染物转化为小分子有机污染物，提高BOD5/CODCr值且降低污水的毒性。采用两级厌氧滤池，可降低污水冲击负荷。然后进入缺氧池继续进行有机污染物降解，而后自流入好氧池，利用池内活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，分解去除污水中的有机污染物，将氨氮氧化为亚硝酸盐、硝酸盐，并以混合液回流的形式回流至缺氧池进行反硝化反应，以达到脱氮效果。因进水同时含有高浓度的有机物和氨氮，故采用二级生物脱氮工艺才能达到同时降解有机物和去除氨氮的目的。辐流沉淀池出水在混凝反应池中经过混凝絮凝反应，通过平流沉淀池固液分离进一步去除有机物。沉淀后的清液自流入标准排放池排放。

污泥则通过泵抽到污泥浓缩池，进行浓缩，再用螺杆泵抽到污泥脱水机房进行脱水，最后外运处置。污泥浓缩池上清液、污泥压滤液流回集水井，重新进行处理。

3.2 主要构筑物尺寸与设计参数

（1）格栅、集水组合池与一期工程共用，细格栅栅渠宽度900mm，格栅宽度800mm，格栅净距5mm，安装倾角75°，配备旋转式格栅除污机1台，型号为GSHZ800×7540-5。集水井尺寸为直径5m，深9m。

（2）调节池与一期工程共用，内部尺寸为28.40×8.75×5.50（m），有效容积为1240m3。

（3）厌氧滤池4座，分为2组，内部尺寸14.60×9.30×5.50（m），总有效容积2700m3，有机负荷0.11kgCODCr/kgMLSS·d，水力停留时间65h。

（4）一级缺氧、好氧组合池分为2组，总有效容积4460m3，有机负荷0.11kgCODCr/kgMLSS·d，水力停留时间108h。1）缺氧池1，2座，内部尺寸14.60×10.00×5.50（m），总有效容积1460m3；2）好氧池1，2座，内部尺寸为20.80×14.60×5.50（m），总有效容积3000m3。

（5）二级缺氧、好氧组合池分为2组，总有效容积4280m3，有机负荷0.045kgCODCr/kgMLSS·d，水力停留时间102h。1）缺氧池2，2座，内部尺寸14.60×9.30×5.50（m），总有效容积1360m3；2）好氧池2，2座，内部尺寸20.00×14.60×5.50（m），总有效容积2920m3。

（6）辐流式沉淀池1座，内部尺寸18.00×5.50（m），总有效容积900m3，表面负荷0.41m3/m2·h。

（7）混凝反应池1座，内部尺寸5.50×2.80×3.00（m），总有效容积30m3，水力停留时间0.7h。

（8）平流沉淀池1座，内部尺寸22.20×5.50×5.50（m），总有效容积330m3，表面负荷0.34m3/m2·h。

（9）污泥浓缩池1座，内部尺寸14.00×5.50（m），总有效容积550m3，水力停留时间20h，固体通量26kg/m2·d[3]。