橡胶装置污水处理工艺的应用

王 敏

(山东齐鲁石化工程有限公司，山东 淄博 255400)

1 废水的来源与性质

福建湄州湾某化工集团公司，年产10 万t/a 乳聚丁苯装置，生产过程中排放大量废水，主要为丁苯橡胶污水和顺丁橡胶(BR)装置污水以及设备、管道等洗涤水、地面冲洗水、生活污水等。排放污水总量约为220 m3/h，其废水水质情况见表1。

表1 进水废水水质表

根据该地区位置及环保要求，废水经处理后应达到《污水综合排放标准》一级标准，即CODCr≤60 mg/L，NH3-N≤15 mg/L，SS≤70 mg/L。

2 处理工艺

2.1 工艺流程

为了简化工艺流程，提高处理效果，我们经过多种方案比较，决定采用“吸附沉淀+载体流化床”为核心的橡胶污水处理工艺，其工艺流程图如图1 所示。

图1 工艺流程图

2.2 工艺流程说明

本污水处理场建设计规模为220 m3/h，处理工艺是以“吸附沉淀+载体流化床”为核心的处理工艺，整个工艺流程共分为五个处理部分，分别为预处理部分、生化处理部分、深度处理部分、污泥处理部分及臭气处理部分。各部分工艺流程说明如下。

2.2.1 预处理部分

丁苯橡胶、顺丁橡胶装置污水首先进入预沉池，沉淀废水中的颗粒物质及截流生产事故时的生产原料，污泥排入污泥浓缩池，生产原料清理至原料池待回收再利用。废水经沉淀后自流至调节池，调节池配备酸碱投加系统，主要作用是调节废水水质及水量。均质后的废水通过提升泵提升至气浮系统中的反应混凝槽，在反应混凝槽内投加PAC 和PAM，然后流入涡凹气浮机，废水中的SS 得到进一步的净化，净化后的废水自流至气浮系统集水池，然后通过提升泵提升至冷却塔，在冷却塔的作用下，使废水水温控制在40 ℃以内，然后自流至下一处理工序，进行生化处理部分。

2.2.2 生化处理部分

经预处理后的废水自流至生化处理部分的吸附池，吸附池中大量微生物将进水中的颗粒物质和胶体物质迅速截留和吸附，吸附后的混合液自流至沉淀池，污泥部分回流至吸附池，部分剩余污泥外排至污泥浓缩池，沉淀后的上清液自流至水解池，废水在活性污泥作用下，将截留下来的颗粒物质水解为溶解性物质，同时在产酸菌的协同作用下，将大分子物质、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质;从而改善废水的可生化性。分解后的废水自流至CBR 池，池内设置不锈钢穿孔管和悬浮填料，填料填充量为池容积的50%，空气由底部向上运动，上升的空气与污水形成气水混合体带动悬浮式填料在水中搅拌、翻腾，形成均匀的流化状态。填料内表面作为微生物的载体，大量繁殖、生长形成具有很高活性的生物膜，降解水中的有机物及部分氨氮，在此阶段COD 的去除率可达到60%。经CBR池降解后的废水自流至曝气池，曝气池主要是降解水中残留的COD 和剩余NH3-N。控制整个生化系统的泥龄在25～30 d、水温控制在30～35 ℃、MLSS控制在2.5～3.0 g/L、pH 值控制在7.2～7.8，使整个生化系统控制在最优化状态，废水中的有机物在此污水处理系统中得到最大量的处理，处理后的混合液自流至二沉池，经生化系统处理后的废水自流至深度处理工序。

2.2.3 深度处理部分

该处理部分包括溶气气浮系统和多介质生物曝气滤罐单元，其中多介质生物曝气滤罐系统是本工程的把关系统，主要作用是去除废水中残留的SS 及进一步降低COD。生化系统处理后的废水经提升到溶气气浮设备，废水经气浮及多介质生物曝气滤罐后，使出水COD 控制在60 mg/L 以下，达到排放标准外排。如整个生化系统运行良好，特别是二沉池沉降效果很好，此时可停止溶气气浮系统和多介质生物曝气滤罐单元，通过超越管线直接排放该废水。

2.2.4 污泥处置部分

预沉池产生的污泥通过泵，提升至浮渣池;二沉池产生的剩余污泥部分排入CBR、曝气池和吸附池，吸附池内的混合液经吸附沉淀池沉淀后，部分回流，产生剩余污泥全部排入浮渣池;气浮产生的浮渣排入浮渣池，浮渣池的污泥和浮渣通过泵提升至污泥浓缩池，浓缩后的污泥经螺杆泵送入污泥脱水机，脱水后的泥饼经螺旋输送至污泥堆场，以便外运处置。

2.2.5 臭气处理部分

本工程设置除臭系统，除密封池体外，在预沉池、调节池、涡凹气浮设备、吸附池、CBR 池、曝气池、污泥浓缩池设置臭气收集管道，引至臭气处理设备，进行生物除臭处理。

3 主要构筑物及设备

3.1 构筑物

①预沉池和格栅井。预沉池:尺寸40. 0 m ×6.0 m×5.0 m，内设板链式刮泥机，型号为LYN -6000;格栅井:尺寸2.0 m ×1.5 m ×3.0 m，内设旋转式自动机械格栅，型号为HZ1000。②调节池。尺寸40.0 m×22.5 m×6.0 m，HRT:24 h，内设两台功率5.5 kW 潜水搅拌机。③事故池。尺寸:30.0 m×20.0 m ×5 m，内设污水提升泵两台，一用一备。④气浮系统。涡凹气浮设备，分两级串联，Q =220 m3/h，15.0 ×3.0 ×2.38 m(H);浮渣池:尺寸6.0 m×5.0 m×4.0 m，内设浮渣泵两台，一用一备。⑤吸附/沉淀池。吸附池:尺寸12.0 m×4.0 m×4 m，池底敷设不锈钢304 穿孔曝气管;辐流式沉淀池:尺寸Φ16.0 m×4.5 m，池内设半桥式刮吸泥机1 台。⑥水解酸化池。尺寸:12.5 m×20.0 m×5.3 m，两座，池底敷设不锈钢304 污水进水穿孔管，并在池内设置部分半软性填料，池底设排泥管，定期排出多余杂质等。⑦CBR 池。尺寸:24.0 m ×10.0 m ×5.3 m，两座，池内设置K3 专用悬浮性载体填料及穿孔曝气管道。⑧曝气池。尺寸:64.0 m ×10.0 m ×5.3 m，两座，池内设置刚玉微孔曝气器，进一步降解COD 和氨氮，HRT:25 h。⑨二沉池。尺寸:Φ25.0 m×4.5 m，表面负荷:0.45 m3/(m2·h)，池内设半桥式刮吸泥机1 台。

3.2 高效溶气气浮设备

通过溶气浮选原理，来达到浮选脱浮目的，尺寸5 365 mm×3 839 mm×4 270 mm，溶气方法采用进水集来混合管路加配置一体式多路高效溶气射流装置，对进入浮选箱内的水达到彻底释放脱浮效果，在浮选箱内部反应区又增设了快速高效溶气射流装置，使加压溶气水射流进入反应区实现快速高效浮选，并实现水质达标目的，高效溶气气浮设备处理水量Q=220 m3/h，数量1 台。

3.3 多介质生物曝气滤罐

用活性炭的吸附机理，去除水中的有机物、胶体、余氯和悬浮物等，它具有成本低，操作维护及管理方便等特点。经处理水中的CODCr含量要比进口水的含量低65%～70%。处理能力120 m3/h ，尺寸:Φ3.5 m×5 m，数量2 台。

3.4 污泥浓缩池

污泥采用机械浓缩，尺寸Φ8.0 m×4 m，固体通量:28.8 kg/m2·d，池内设置中心传动浓缩机1 台。

3.5 污泥脱水机房

采用离心脱水设备，1 台，压滤后的泥饼含水率一般在75%～80%之间，便于外运。污泥脱水机房大小为24.0 m ×9.0 m ×5 m，并设置污泥堆棚1座，尺寸为15 m×15 m×7 m。

3.6 离心风机

采用离心风机，三台，单台Q =120 m3/min ，风机转速910 r/min，压力53.9 kPa ，功率200 kW，其中一台电机为变频电机。

3.7 除臭装置

将需要除臭的构筑物加盖收集后，将气体抽送到除臭设备中进行集中处理。

根据计算，设置换气量为20 000 m3/h 的吸收-生物滤床过滤联合除臭设备一套。在正常工况及常规气象条件下，处理效率可达90%～98%。通过除臭处理治理后，尾气排放标准可达到《恶臭污染物排放标准》(GB14554 -93)中的厂界(防护带边缘)废气二级新扩改建排放标准规定的浓度要求。并确保达到不影响周边大气环境，不产生明显异臭味的排放要求。

4 运行结果

该工程建成后，经过几个月的调试，运行效果良好，对CODCr，氨氮，SS 的去除效果明显，出水CODCr稳定在40 mg/L 左右，NH3-N≤10 mg/L，SS≤20 mg/L，处理出水指标优于《污水综合排放标准》一级标准。由于前期水质变化较大，但其出水均能达到国家标准，其原因主要是设置了较大容积的调节池，并且CBR 具有较强的抗冲击能力。主要技术经济指标。该工程总投资约为4 639.3 万元，总占地面积1 4 420 m2，该污水处理场总装机功率为1 156.4 kW，使用功率为916.9 kW，运行成本为1. 95 元/m3。

5 结论和建议

①采用“吸附沉淀+载体流化床”为核心的橡胶污水处理工艺，对CODCr、SS、氨氮的去除效果显著，处理出水均优于国家一级标准。②CBR 工艺在该工程应用中具有处理效果好，抗冲击能力强的特点。建议悬浮填料采用进口填料，以免影响处理效果。③由于流程较长，设计时应考虑该处理单元地面有一定坡度，以减少池体埋深及相应投资。④由于橡胶废水的特殊性，污泥黏度大，污水预处理阶段，涡凹气浮设备排泥建议采用渠道排泥，并在涡凹气浮底部增设排泥措施，浮渣池的污泥建议采用人工清理外运，而不采用泵提升至污泥浓缩池进行脱水处理。