物化预处理-UASB-好氧工艺处理化工废水工程实例

戴希羽，徐君航，胡辉露，纪 振，朱建梅

(常州工程职业技术学院，江苏 常州 213164)

某公司主要从事三氯吡碇醇钠、间苯二酚、三氯乙酰氯、对氯苯甲醛等化学品的研发和生产。废水中主要含有邻二氯苯、无机盐等，其COD、盐含量较高。

1 废水水质和水量

公司主要产品生产过程中排放的工艺废水按照水质可分为高浓度废水、低浓度废水，总排放量为141150 m3/a，按年生产300 d计，则日处理水量为471 m3，考虑到企业今后的发展需要，设计处理能力为550 m3/d，工程设计废水水质和水量见表1。

表1 废水水质和水量

注：“-”代表未检测或不作要求。

2 工艺流程

本工程选择工艺流程时需考虑：(1)废水种类繁多，特别是高浓度废水中含有氯化物、总磷和氨氮等特征污染物，COD高达数万mg/L，需进行分质预处理，即要先除盐[]；废水中邻二氯苯含量较高，较难生化，可以采用铁碳微电解、Fenton氧化进行预处理[2-3]。(2)由于综合废水COD约为6000 mg/L，还必须采用厌氧-好氧联合处理技术即可达到接管标准。

根据废水的水质水量情况，最终确定采用物化预处理+UASB+好氧生化工艺[4]处理企业废水，工艺流程见图1。

各车间的高盐分废水进入调节池1混匀后由泵提升至蒸馏系统进行除盐处理。出水进入中和池，加入硫酸同时利用空气搅拌将pH调节至2.5左右，而后流入调节池2，与其它高浓度废水混合。经泵提升进入铁炭微电解池，通过铁炭微电解降解废水中的有机物。出水自流进入芬顿氧化池，投加双氧水、硫酸对废水中难降解有机物进行氧化分解。出水自流进入混凝沉淀池，投加氢氧化钙调节pH值至8～9，并加PAM絮凝，出水进入中间水池。

中间水池废水经泵提升进入UASB进行厌氧发酵。出水进入兼氧池，同时低浓度废水也进入兼氧池。兼氧池出水自流进入中沉池进行泥水分离。出水进入好氧池进行好氧生物处理，好氧池出水一部分回流进入兼氧池，一部分自流进入二沉池进行泥水分离，二沉池出水自流进入清水池计量排入园区污水处理厂。

图1 工艺流程

3 主要构筑物及设备

(1)调节池1。1座，地下式，钢砼结构，内衬玻璃钢防腐。尺寸为：12.0 m×9.875m×2.8 m，有效水深2.0 m，有效容积为237 m3，HRT为18.2h。

(2)蒸馏系统。1套，选用搪玻璃反应釜做加热蒸发器，带锚式搅拌器，为成套定型设备，蒸发能力为311.5t/d。

(3)调节池2。1座，地上式，钢结构，内衬玻璃钢防腐。尺寸为：2.0 m×2.0m×3.0 m，有效水深2.5 m，有效容积为122.5 m3，HRT为7.5h。

(4)铁碳微电解池。2座，一座尺寸为D 3.4m×8.5 m，地上碳钢结构(内壁防腐)，有效水深5.86m，有效容积为53 m3，一座尺寸为D 2.6m×7.5 m，地上碳钢结构(内壁防腐)，有效水深5.5m，有效容积为29 m3，总水力停留时间约5 h，均内置铁碳填料和曝气系统，配备pH自动控制器，加药计量泵。

(5)芬顿氧化池。1座，地上碳钢结构(内壁防腐)，尺寸为：3.0 m×6.3m×6.0 m，有效水深5.5 m，有效容积为104 m3，HRT为6.4h。

(6)混凝沉淀池。1座，地上钢砼结构，内衬玻璃钢防腐，尺寸为：6.9 m×4.5m×6.0 m，反应区尺寸1.5 m×2.1m×2.0 m，沉淀区尺寸4.5 m×4.5m×6.0 m，沉淀区有效水深1.97m，表面负荷0.80m3/m2.h，有效沉淀时间2.5h。

(7)中间水池。1座，分5格，地下钢砼结构，内衬玻璃钢防腐，其中4格尺寸为：5.0 m×6.0m×2.0 m，1格尺寸为：12.0 m×9.875m×2.8 m，总有效容积417m3，水力停留时间时间25.6h。

(8)UASB。1座，地上钢砼结构，尺寸为D 13.0m×13.0 m，有效水深12.5m，有效容积1658m3，水力停留时间4.2 d。

(9)调节池3。1座，地下钢砼结构。尺寸为：3.0 m×9.0m×3.0 m，有效容积为67.5 m3，HRT为10.2h。

(10)兼氧池。1座，地上钢砼结构，尺寸为D 6.5m×12.0 m，有效水深11.0m，有效容积365m3，水力停留时间16h。

(11)中沉池。1座，地上碳钢结构，尺寸为D4.0m×5.0 m，表面负荷1.17m3/m2·h，有效水深2.3m。

(12)好氧池。1座，4格，半地下钢砼结构，单格尺寸为3.0 m×10.0m×6.0 m，有效水深5.5m，有效容积660m3，水力停留时间28.8h。

(13)二沉池。1座，半地下钢砼结构，尺寸为4.5 m×4.5m×5.5 m，表面负荷1.13m3/m2·h。

本工程配套设备还包括污水提升泵、污泥回流泵、罗茨风机、压滤机、螺杆泵等。

4 工程处理效果

该工程建成经调试稳定运行后，对主要处理单元进出水水质进行了验收监测，各工艺单元废水水质监测结果见表2。

表2 处理出水水质

可以看出物化预处理工艺(蒸馏-铁碳微电解-芬顿氧化-混凝沉淀组合工艺)对废水中COD、氯化物、磷酸盐、氨氮等有很好的去除效果，去除率分别为90.4%、95.0%、98.0%和64.2%，整个工艺处理出水COD为383 mg/L、氯化物为2744 mg/L、磷酸盐为0.8 mg/L、氨氮为26mg/L，达到园区接管要求(表1)。

该工程总投资为950万元，其中土建费用为390万元，设备投资560万元，基建投资为17273元/m3。运行费用为17.3元/m3，其中蒸汽费为7.40元/m3，电费为5.80元/m3，人工费为1.20元/m3，药剂费为2.90元/m3。

5 结论

(1)采用物化预处理+UASB+好氧工艺处理化工生产废水，运行结果表明：COD低于500 mg/L，氯化物低于10000 mg/L，磷酸盐低于8 mg/L，氨氮低于35 mg/L，能达到园区接管要求。

(2)采用物化(蒸馏、铁碳微电解、芬顿氧化、混凝沉淀)分质预处理可有效去除工艺废水中的COD、氯化物、磷酸盐和氨氮，有效地降低了生物处理工艺的负荷。