DOPO车间生产废水处理站工程设计

史正奇

（寿光卫东化工有限公司，山东 潍坊 262700）

某化工企业新建9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）车间，年产DOPO 2 000 t。DOPO 车间废水进入DOPO 车间废水预处理系统，处理合格后与邻苯基苯酚（OPP）车间废水、生活污水、纯水制备废水等其他废水汇集，然后排入厂区污水处理站处理，DOPO 车间不合格物料生产工艺产生的高盐废水、物料回收产生的高盐废水先经机械蒸汽再压缩（MVR）脱盐，再经厂区污水处理站处理，处理达标后通过污水管网送至城市污水处理厂综合处理，达标后排入受纳水体[1]。根据水平衡和物料平衡，该项目废水主要产生于精馏、压滤、离心与脱水工序[2-4]。下面具体分析DOPO车间生产废水处理站的工程设计。

1 污水处理站设计进水量及进出水水质

项目废水分为五类，即生物倍增（BDP）高浓度废水、BDP 其他废水、DOPO 废水（经树脂回收后）、OPP 废水和其他废水。根据各种废水的水量及水质数据，综合确定污水处理站设计进水量为1 500 m3/d，设计进水水质如表1 所示。根据当地市政管网接纳工业废水的水质要求，污水处理站处理后的设计出水水质如表2 所示。监测指标有化学需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD5）、总氮（TN）、悬浮物（SS）、总磷（TP）、总溶解性固体、氨氮（NH3-N）和pH 等。

表1 污水处理站设计进水水质

表2 污水处理站设计出水水质

2 工艺难点及对策

2.1 BDP 废水成分复杂，影响生化反应

BDP 废水包括酸洗水、二次碱洗废水、一次水洗废水和二次水洗废水等，其中含有部分甲苯、甲基环乙烷、苯酚和双酚A 等，对微生物有一定的毒性，影响生化反应。其中有机物大多为大分子，难降解甚至不可生化降解。生化处理前，BDP 高浓度废水采用异相催化氧化进行预处理，降解部分有机物，将大分子难降解有机物分解，改变其化学结构，提高其可生化性，降低毒性。深度处理采用芬顿氧化作为保障工艺，当前期出现水质波动等异常情况时，能保障废水达标排放。

2.2 部分废水盐分较高，水质波动大

部分废水含有大量盐分，水质波动较大。高盐废水在车间进行蒸发预处理。调节池设置足够的水力停留时间，对废水水质和水量进行调节，实现均质目的。

2.3 综合废水COD 浓度较高，存在含磷大分子有机物

综合废水COD 浓度较高，可采用全自动内外循环厌氧反应器（PEIC），去除废水中大部分有机物，同时利用水解酸化菌、产乙酸产氢菌，将部分大分子有机物降解为小分子有机物，利于后续好氧系统利用和分解。

废水中存在含磷大分子有机物[5]，其通过异相催化氧化反应产生氧化能力极强的自由基，如羟基自由基（·OH）。厌氧微生物释磷过程把三磷酸腺苷（ATP）转化成二乙基次磷酸铝（ADP），理论转化率为70%，实际运行按60%计算。芬顿反应池产生·OH，进行断链及加氧反应，把有机磷转化成磷酸、亚磷酸等无机磷。芬顿反应产生三价铁盐，其具有絮凝除磷作用。除磷沉淀池加入铝盐进一步除磷，起到保障作用。

3 工艺流程及处理效果预测

3.1 工艺流程

本次设计采用的工艺流程为：调节池+初沉池+调酸池+异相催化氧化反应池+中和池+中间水池+配水井+PEIC 厌氧反应器+厌沉池+缺氧好氧工艺法（A/O）活性污泥池+二沉池+芬顿反应池+除磷沉淀池+清水池。

3.2 预期处理效果

各工艺段的预期处理效果如表3 所示。工艺段1是调节池、初沉池、调酸池、异相催化氧化反应池和中和池，其水量均为786 m3/d；工艺段2 是中间水池、配水井、PEIC 厌氧反应器和厌沉池，其水量均为 1 500 m3/d；工艺段3 是A/O 活性污泥池和二沉池，其水量均为1 500 m3/d；工艺段4 是芬顿反应池和除磷沉淀池，其水量均为1 500 m3/d。污水处理站设计出水水质要求CODCr≤300 mg/L，TP ≤8 mg/L。

表3 各工艺段预期处理效果

4 工艺设计

各工艺段设计参数如表4 所示。低浓度收集池采用全地下结构；调节池为半地下式，按水量1 500 m3/d 进行计算；初沉池表面负荷为0.91 m3/（m2·h），按水量1 500 m3/d 进行计算，分两格；调酸池采用半地下结构；异相催化氧化池为半地下式，分格运行，预留面积为30 m2，若高浓度废水增大时，增加填料，预留部分土建和内部设备已建好；中和池为半地下结构；中间水池为半地下式，按水量1 500 m3/d进行计算；配水井采用半地下结构，按水量1 500 m3/d 进行计算；PEIC 厌氧反应器直径为13 m，高度为21 m，容积负荷为2.0 kg COD/（m3·d）；厌氧沉淀池表面负荷为 1.48 m3/（m2·h）；A/O 活性污泥池按最大回流量计算，COD 污泥负荷为0.6 kg COD/（m3·d）；二沉池直径为12 m，高度为4.5 m，表面负荷为0.55 m3/（m2·h）；芬顿氧化池为半地上式；除磷沉淀池直径为12 m，高度为4.5 m，表面负荷为0.55 m3/（m2·h）；聚丙烯酰胺（PAM）配药池分两格，配搅拌机。经合计，总占地面积为2 224.83 m2。

表4 污水处理站工艺设计

5 结论

本设计采用成熟、先进的工艺，工程造价低，处理效果好，实现经济效益、环境效益和社会效益的统一。污水处理站设备总装机功率为192.93 kW，平均日耗电量为2 228.68 kW·h，经计算，运行成本为16.21 元/m3废水，其中，电费、人工费、药剂费分别为1.04 元/m3废水、0.47 元/m3废水、14.7 元/m3废水。每年污染物COD、氨氮和TP 的减排量分别为2 573.25 t、21.9 t、105.12 t。