关于海门临江化工园区废水处理模式的研究

2020-06-08仲佳鑫

环境保护与循环经济 2020年4期

关键词：参数值需氧量氯离子

仲佳鑫

（南通市海门生态环境监测站，江苏南通 226100）

1 引言

海门临江化工园区综合废水因所含污染物质成分复杂，并且具有难降解、毒性大和高盐等特点，其可生化性较低，而且处理周期长、成本高，因此优化园区废水处理模式迫在眉睫。本文将从技术以及排污交易2 个方面进行探讨。

2 实验设计

目前由中信水务（海门）有限公司采用2 套处理设施对临江化工园区的废水和东部接管的印染企业废水分别进行处理。其中，对于化工园区的综合废水采用铁碳芬顿的物化方式进行进水可生化性的提升，之后2 种废水均采用水解酸化、好氧曝气、生物膜处理、臭氧氧化及后混凝工艺进行处理，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中的一级A 标准进行排放。

根据中信水务（海门）有限公司现有的处理工艺，结合海门市环境监测站现有的设备及分析条件，采用3 个8 L 的烧杯分别模拟水解酸化、好氧曝气、二沉回流污水处理工艺，废水的水力停留时间为12 h，同时选取B/C 比、氯离子浓度、化学需氧量、总氮、总磷以及SV30 4 个参数对进出水进行表征，重点分析比较废水的可生化性、处理效果、设备的耐受性及污泥的产生量。为更好地接近实际处理情况，活性污泥选用中信水务（海门）有限公司污水处理系统中的活性污泥。

2.1 实验设备

实验所用的仪器有瓶口分配器、MILLI-Q 纯水机、T6 新悦可见光分光光度计、GMA-3376 气相分子吸收仪、SHP-250 生化培养箱及实验室常用玻璃器皿等。

2.2 表征方法

根据实验设计，本文选取生化需氧量（BOD5）、化学需氧量（COD）、总氮（TN）、总磷（TP）、氯离子（Cl-）浓度以及污泥沉降比6 个主要参数对样品进行表征。

2.2.1 生化需氧量

生化需氧量采用的分析方法为《水质五日生化需氧量（BOD5）的测定稀释与接种法》（HJ 505—2009）。

2.2.2 化学需氧量

化学需氧量采用的分析方法为《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》（HJ 828—2017）。

2.2.3 氯离子浓度氯离子浓度采用的分析方法为《水质氯化物的测定硝酸银滴定法》（GB 11896—89）。

2.2.4 总氮总氮采用的分析方法为《水质总氮的测定气相分子吸收光谱法》（HJ/T 199—2005）。

2.2.5 总磷总磷采用的分析方法为《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》（GB 11893—89）。

2.3 质量控制

严格按照海门市环境监测站实验室质量控制体系对实验全过程进行质量控制，主要包括仪器设备和人员操作2 个方面。所选用的设备均通过计量检定，参与分析的人员均有操作上岗证，且保证每批样增加不少于10%的实验室平行样。

3 实验结果及分析

本文通过控制临江化工园区综合废水、东部印染企业废水和畜禽养殖废水的混合比例来模拟不同混合废水的处理效果，其中东部印染企业废水选取化学需氧量不同的2 种废水参与实验分析。

3.1 处理前废水

涉及到的原水共4 种：临江化工园区综合废水、初步处理的印染废水（化学需氧量约为500 mg/L）、经处理达标排放的印染废水（化学需氧量约为120 mg/L）以及畜禽养殖废水。由于化工园区综合废水与东部印染企业排放的废水的量相对比较稳定并且水量的比值接近2∶1，因此固定综合废水，改变畜禽养殖废水的投加量得到不同浓度的模拟处理前废水。结合实际情况共选择畜禽养殖废水投加量为1%，7%，10%和16% 4 种比例，为简便表达采用A，B，C，D 来分别表示4 种处理前废水。

投加初步处理的印染废水（化学需氧量约为500 mg/L）的处理前废水的各项参数值见表1。

表1 投加初步处理印染废水处理前废水参数值 mg/L

投加经完全处理达标排放的印染废水（化学需氧量约为120 mg/L）的处理前废水的各项参数值见表2。

表2 投加经完全处理印染废水处理前废水参数值 mg/L

3.2 处理后废水

处理后的废水也分2 部分进行讨论，同样地，为了方便讨论采用a，b，c，d 来分别表示4 种不同比例的处理后废水。

投加初步处理的印染废水（化学需氧量约为500 mg/L）的处理后废水的各项参数值见表3。

表3 投加初步处理印染废水处理后废水参数值 mg/L

投加经完全处理达标排放的印染废水（化学需氧量约为120 mg/L）的处理后废水的各项参数值见表4。

表4 投加经完全处理印染废水处理前废水参数值 mg/L

3.3 处理结果及讨论

结合实验结果，下面从废水的可生化性、处理效果、污泥的产生量及设备的耐受性4 个方面分别讨论。

3.3.1 废水的可生化性

经实验发现，废水的可生化性随着优质碳源的增加而增加，这与文献资料中的相关报道一致，投加初步处理印染废水的样品可生化性明显好于投加经完全处理印染废水的样品，并且从处理的结果看，投加经完全处理的印染废水的样品，化学需氧量及总磷未能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中的一级A 标准［1］。

3.3.2 处理效果

结合实验数据，从化学需氧量的降解率以及总氮和总磷2 个营养元素的去除率来考察不同废水的处理效果，见表5。

表5 废水处理效果 %

从废水的处理效果看，投加经初步处理的印染废水的水样从有机物的降解、氮磷营养元素的去除以及达标排放方面均好于投加经完全处理的印染废水的样品。畜禽养殖废水作为优质碳源对废水的处理效果也有积极作用，然而随着投加量的增加，各污染物的处理效率的增加有限。

从具体的数据进行分析，添加优质碳源可以有效地替代物化作用对废水可生化性的提升，在投加初步处理的印染废水（化学需氧量约为500 mg/L）时，畜禽废水的投加量在10%时，各污染物质的去除效率达到峰值。与投加经完全处理达标排放的印染废水（化学需氧量约为120 mg/L）相比，污染物的去除率可提升10%至20%，并且污染物能够达标排放。

3.3.3 污泥的产生量

通过对污泥沉降比的研究发现，随着碳源的增加，污泥沉降比的比例也在增加，这说明污泥的总量也将会相应地增加，相应地在实际的废水处理过程中也将会带来污泥处理成本的增加。

3.3.4 设备的耐受性

设备的耐受性主要通过考察氯离子的浓度来进行判断，实验数据表明，废水处理系统中的氯离子浓度与进水氯离子浓度有着直接的关系，但与碳源的投加并没有太大的关系。随着优质碳源投加量的增加，系统中的氯离子浓度略有下降，对整个系统设备的耐受性并没有太大的影响。

4 排污交易探究

经过实验发现，印染企业如果将废水完全处理达标排放，对后续污水处理没有积极的作用，相反如果经初步处理的废水与化工园区综合废水混合能够很好地提高混合废水的可生化性，减轻废水后续处理的压力，这从两方面降低了企业处理废水的成本。同时，通过投加畜禽养殖废水可进一步提升废水的可生化性，从而在同样的工况下提高污染物的处理效益。虽然随着碳源的增加剩余污泥的量也会相应地增加［2］，污泥处理的成本也会提高，但是考虑到废水处理成本的降低，通过经济杠杆必将达成排污交易市场的建成。