某助剂厂废水处理站提标改造实例

朱宏博，梅凯

（南京工业大学城市建设学院，南京 211816）

某助剂厂废水处理站提标改造实例

朱宏博，梅凯

（南京工业大学城市建设学院，南京 211816）

针对助剂厂生产废水原有处理工艺中缺少有效预处理工艺，及生化池处理负荷过低等问题，在充分利用原有处理设施的基础上，结合GB 18918—2012《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准的出水要求，对原处理工艺进行升级改造，完善预处理、强化生化处理、增加深度处理。介绍了该工程的背景、原有工艺及问题、改造措施及特点、新增构筑物设计参数。

助剂厂废水；改造；预处理；生化处理；深度处理

1 工程概况

江苏省某助剂厂主要生产荧光剂、有机颜料及染料中间体等产品，产品生产加工及副产品回收过程中排放废水。该废水水质复杂，色度深，含有苯胺、邻硝基苯酚、邻氨基苯酚等有毒物质，有机物含量高且难生物降解，对人类、水体生物及农作物危害极大［1－2］。该企业原有废水处理站，因年久失修，出水水质不能稳定达标，需对原废水处理站进行改造，改造后出水执行GB 18918—2012《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。

根据助剂厂提供的资料，废水处理站设计水量为500m3／d。助剂厂废水设计进水水质如表1所示。

表1 助剂厂废水设计进水水质Tab.1 Design influent water quality of auxiliary agent production plant

2 工艺流程

2.1 原有工艺流程

助剂厂废水处理站原有处理工艺如图1所示。

图1 原有废水处理工艺流程Fig.1 Original wastewater treatment process

原有工艺采用气浮-微电解预处理、A2O生化处理的工艺。气浮工艺主要去除胶体等大颗粒悬浮物，利用铁碳在酸性条件下形成微小原电池的电解作用将水中有机物开环、断链，同时提高废水可生化性［3－4］，继而进入A2O池进行生化处理。废水中盐类、氨氮及有机物含量高，仅通过微电解进行预处理无法满足生化处理要求，有毒物质及过高的负荷使生化系统微生物产生胞外分泌物、甚至失活，产生大量泡沫，生化系统崩溃，出水无法达标排放。

2.2 改造工艺流程

针对原有工艺无有效除氨氮、脱盐工艺，废水中含大量难生物降解物质等导致出水不能达标的问题，从完善预处理系统、强化生化系统、增加深度处理系统3个方面，提出了有针对性的改造工艺路线。具体措施如下：

（1）完善预处理系统。①针对W1废水高氨氮的特点，采用膜分离工艺将水中氨氮转移至吸收液中，在降低废水氨氮浓度的同时进行资源回收，避免高氨氮对微生物的毒性影响；②企业在车间内对W2废水进行蒸发处理，脱除废水中盐分，避免高盐影响微生物活性；③增加隔油沉淀池，在废水流动的过程中，因流速降低，密度小于废水且粒径较大的油上浮到水面，密度大于废水的杂质沉于池底；④针对难降解有机物，在微电解后增加Fenton工艺，通过Fe2＋与H2O2催化产生具有强氧化性的·OH，对难降解有机物进行开环、断链，提高可生化性［5］；⑤增加混凝沉淀池，通过混凝处理去除废水中悬浮物及前端工艺中的铁离子。

（2）强化生化系统。①将部分原有厌氧池改造为预水解池，池中硫酸盐还原菌（SRB）将硫酸盐还原为S2－等物质，外加Fe2＋形成FeS沉淀，规避硫化物对微生物的毒性，通过加热等措施提高硫酸盐还原效率；②针对废水有机物含量高的问题，增加两级EGSB反应器［6－7］，通过串联、并联2种运行模式减轻水质、水量变化带来的冲击负荷。

（3）增加深度处理系统。①在好氧池中布置平板膜，将SRT与HRT分离，提高污泥浓度，降低出水SS浓度的同时提升好氧处理负荷；②增加二氧化氯氧化工艺，氧化生化系统出水中残留有机物；③增加多介质过滤器和活性炭过滤器，过滤降低出水SS浓度，同时利用活性炭吸附作用保证出水水质稳定达标排放。

改造后工艺流程如图2所示。

图2 助剂厂废水处理站工艺改造流程Fig.2 Modified process flow of wastewater treatment station of auxiliary agent production plant

2.3 改造工艺特点

（1）采用膜法除氨氮技术代替传统吹脱技术［8］，在碱性条件下根据膜分离原理使用吸收液回收废水中氨氮，高效去除氨氮的同时实现资源回收。

（2）H2O2的不完全反应会产生大量泡沫，使用消泡剂等方法效果不理想，Fenton池后增设稳定池，通过延长H2O2反应时间消除泡沫影响是最简单有效的方法。

（3）因生化系统中SRB将硫酸盐还原为硫化物等物质时会对微生物产生毒性［9］，增设预水解池、使用蒸汽加热等措施保护SRB为优势菌种，可提高硫酸盐还原效率，后经外加亚铁盐形成FeS沉淀消除硫化物影响。

（4）产品种类、数量的不确定性导致废水水质、水量波动较大，两级EGSB反应器串、并联的灵活运行方式可有效缓解冲击负荷对生化系统的影响。

（5）好氧池内使用先进的膜生物反应器（MBR）技术，通过分离SRT和HRT，增加污泥浓度，可提高好氧池污泥负荷。

3 主要处理构筑物和设备

（1）调节罐（W1）。原有。尺寸为Φ 2.30 m× 5.25 m，有效容积为20 m3，1座，PTFE桶装，HRT为40 h，连续进水间歇出水。设离心泵2台，1用1备，流量为1 m3／h，功率为0.55 kW；pH值在线仪1台；液位传感器1台。

（2）絮凝槽。新增。尺寸为1.00 m×0.20 m× 2.40 m，有效容积为0.44 m3，1座，防腐钢筋混凝土结构，HRT为26 min。设管式静态混合器1台，DN 25 mm；池底布置穿孔曝气管，强度为8 L／（m2·s）。PAC投加量为800 mg／L，PAM投加量为70 mg／L。

（3）沉淀池。新增。尺寸为1.00 m×1.00 m× 2.40 m，有效容积为2.0 m3，1座，防腐钢筋混凝土结构，HRT为2.0h，表面负荷为1.0m3／（m2·h）。

（4）砂滤罐。新增。尺寸为Φ 1.10 m×3.08 m，1座。设计参数：滤速为5～8 m／h，冲洗强度为8 L／（s·m2），时间为15 min；填料高度为2 m。进水泵1台，流量为1 m3／h，功率为0.55 kW，扬程为15 m；反冲洗水泵流量为28 m3／h，功率为4 kW，扬程为27.4 m。

（5）氨氮分离膜组件。新增。型号为KJ－H4× 28ND，设计膜通量为0.2 m3／h（0.15 MPa，25℃），6根。进水泵2台，流量为1 m3／h，功率为0.55 kW，扬程为15 m；冲洗水泵2台，流量为1 m3／h，功率为0.55 kW，扬程为15 m。

（6）综合调节池。原有。尺寸为19.60 m× 7.24 m×4.00 m，有效容积为500 m3，1座，防腐钢筋混凝土结构，HRT为24 h。设推流搅拌器2台，功率为2.2 kW；提升泵2台，1用1备，流量为25 m3／h，功率为3 kW；pH在线仪1台；液位传感器1台。

（7）微电解池。原有中和沉淀池改建。尺寸为4.50 m×5.45 m×6.00 m，有效容积为120 m3，1座，防腐钢筋混凝土结构，HRT为6 h。池底布穿孔曝气管，强度为8 L／（m2·s）；池中设承托层，按铁碳质量比为3∶1敷设形成的2 m厚填料床，控制废水pH值为3～4。

（8）Fenton池。原有中和沉淀池改建。尺寸为1.50 m×5.45 m×6.00 m，有效容积为40 m3，1座，防腐钢筋混凝土结构，HRT为2 h。推流搅拌器1台，功率为0.75 kW；H2O2投加量为4‰，控制废水pH值为3～4。

（9）稳定池。原有中和沉淀池改建。3.00 m× 5.45 m×6.00 m，有效容积为80 m3，1座，防腐钢筋混凝土结构，HRT约为4 h。推流搅拌器1台，功率为0.75 kW。

（10）混合槽。新增。尺寸为2.00 m×1.00 m× 2.00 m，有效容积为3.5 m3，1座，防腐钢筋混凝土结构，HRT为10 min。池底布穿孔曝气管，强度为10 L／（m2·s）；PAC、PAM的投加量分别为800、70 mg／L。

（11）絮凝池。新增。尺寸为2.00 m×2.00 m× 2.00 m，有效容积为7 m3，1座，防腐钢筋混凝土结构，HRT为20 min。池底布穿孔曝气管，强度为5 L／（m2·s）。

（12）沉淀池。原有中和沉淀池改建。尺寸为4.50 m×5.45 m×6.00 m，有效容积为90 m3，防腐钢筋混凝土结构，HRT约为4.5 h，1座，表面负荷为0.8 m3／（m2·h）。

（13）预水解池。原有调节池改建。尺寸为8.20 m×9.40 m×6.20 m，有效容积为450 m3，2座，防腐钢筋混凝土结构。使用蒸汽加热，保持水温在45～55℃，OPR在－400～－200 mV内；设推流搅拌器4台，功率为1.5 kW；ORP在线仪2台；pH在线仪2台；温度表2台。

（14）亚铁混合罐。新建。尺寸为Φ 1.50 m× 1.90 m，有效容积为3 m3，1座，PTFE桶装，HRT约为10 min。氯化亚铁投加量为2 000 mg／L；设桨式搅拌器1台，功率为1.5 kW。

（15）沉淀池。原有热交换池改建。尺寸为5.45 m×4.90m×6.00m，有效容积为90 m3，1座，防腐钢筋混凝土结构，HRT约为4.5 h，表面负荷为0.75 m3／（m2·h）。

（16）EGSB反应器。新建。尺寸为Φ 6.00 m× 22.00 m，有效容积为600 m3，4座，反应器外敷设保温棉保温。设计容积负荷为5.0 kg［CODCr］／（m3· d）；进水泵4台，流量为15 m3／h，功率为4 kW，扬程为30 m；循环泵4台，流量为50 m3／h，功率为3 kW，扬程为12.5 m；pH在线仪4台；ORP在线仪4台，控制OPR在－400～－250 mV内；温度传感器4台。

（17）水解酸化池。原有厌氧池改建。尺寸为16.60 m×9.30 m×6.00 m，有效容积为880 m3，2座，防腐钢筋混凝土结构。pH值在线仪2台；ORP在线仪2台，控制OPR在－400～－200 mV内；推流搅拌器4台，功率为3 kW。

（18）缺氧池。原有。尺寸为9.30 m×8.00 m× 6.00 m，有效容积为400 m3，2座，防腐钢筋混凝土结构。pH在线仪2台；ORP在线仪2台，控制ORP在－200～200 mV内；推流搅拌器2台，功率为3 kW。

（19）好氧池。原有。尺寸为23.50 m×8.00 m× 6.00 m，有效容积为1 020 m3，2座，DO的质量浓度为2 mg／L。设有穿孔曝气管，鼓风机2台，风量为5.2 m3／min，风压为58 kPa，功率为7.5 kW；设膜组件5套，100片／套，膜面积为2 m2，膜通量为0.25 m3／（m2·d），PVDF膜；抽吸泵2台，流量为15m3／h，吸程为5m，扬程为20m，功率为1.5kW。

（20）二氧化氯池。原有中和沉淀池改建。尺寸为5.45 m×5.50 m×6.00 m，有效容积为150 m3，1座。在池底设穿孔管，二氧化氯发生器1台，二氧化氯产量为1 000 g／h。

（21）多介质过滤器。新建。尺寸为Φ 1.80 m× 4.30m，1座。设计参数：滤速为5～8 m／h，冲洗强度为8 L／（s·m2），时间为15 min；填料高度为3 m。进水泵1台，流量为25 m3／h，功率为3 kW；反冲洗水泵流量为80 m3／h，功率为15 kW，扬程为27.5 m。

（22）活性炭过滤器。新建。尺寸为Φ 1.80 m× 4.30 m，1座。设计参数：滤速为5～8 m／h，冲洗强度为8 L／（s·m2），时间为15 min；填料高度为3 m。进水泵1台，流量为25 m3／h，功率为3 kW；反冲洗水泵流量为80 m3／h，功率为15 kW，扬程为27.5 m。

4 运行效果分析

调试时将原有生化系统污泥重新培养，其中EGSB反应器内使用颗粒污泥进行驯化，采用间歇培养方式，驯化周期为3个月。生化系统运行稳定后，出水pH值为6.5～7.5，CODCr、氨氮和TP的质量浓度分别为35～48、3～5、0.23～0.25 mg／L，达到GB 18918—2012一级A标准的要求。

5 结语

在助剂厂废水处理站改造工程中，针对废水特点及GB 18918—2012一级A标准的出水要求，充分利用现有构筑物，改造形成“氨氮分离膜-隔油沉淀池-微电解-Fenton-混凝沉淀”的预处理工艺、“预水解-两级EGSB-水解-AO”的生化处理工艺和“MBR-二氧化氯氧化-砂滤-活性炭吸附”的深度处理工艺，该项目运行稳定，确保了改造后出水各项指标达到排放标准的要求。

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［9］任南琪，王爱杰.厌氧生物技术原理与应用［M］.北京：化学工业出版社，2004.

Upgrading and reconstruction project of wastewater treatment station of an auxiliary agent production plant

ZHU Hong-bo，MEI Kai
（Urban Construction College,Nanjing University of Technology,Nanjing 211816,China）

In view of the problems existing in the wastewater treatment system of an auxiliary agent production plant such as: lack of effective pretreatment process,low processing load of biochemical pool,and so on,an upgrading and reconstruction project based on the requirement of level A grade 1 in GB 18918—2012 Discharge Standard of Pollutants for Municipal Wastewater Ttreatment Plant was carried out on the premise that the original facilities had been fully used.Through the reconstruction,the pretreatment process was consummated,the biochemical treatment was enhanced and the advanced treatment was supplemented.The background,original process,existing problems,reconstruction measures and features,and design parameters of newly increased structures were introduced.

auxiliary agent; reconstruction; pretreatment; biochemical treatment; advanced treatment

X703.1

B

1009－2455（2016）01－0059－04

朱宏博（1990－），男，山东淄博人，硕士生，研究方向为水处理理论与技术，（电子信箱）24715648＠qq.com。

2015-10-26（修回稿）