四、工程實例二

河北省某化工企業主要生產有機顏料，在生產過程中產生了大量有機顏料廢水。本工程基于顏料生產企業的要求，以及段云霞等的研究成果，根據不同水質特點分別采取了鐵碳微電解、Fenton氧化、光合細菌、生化反應等工藝對污水進行治理，在保證達標排放的前提下，降低了運行成本。工程調試完成后，整個污水治理系統運行穩定，各項出水指標優于預期要求。

1、水質水量分析

河北省某化工企業主要生產有機顏料，廢水來源主要是工藝廢水、廢氣吸收廢水、地面沖洗水、生活污水等。廢水按水質可以分為4大類：

1類為高濃度廢水A（COD高、鹽分低），主要來源于精制廢水、濾洗廢水、粗品車間廢水，主要污染物為COD、苯系物等;

第2類為高濃度廢水B（COD高、鹽分高），主要來源于結晶過濾廢水、濾洗廢水、精餾塔頂流出液、廢氣吸收廢水、粗品車間廢水、母液，主要污染物為COD、苯系物、二氯乙烷、二甲基甲酰胺、水合肼、鹽分等;

第3類為低濃度廢水C，主要來源于消化廢水、水沖泵廢水、地面沖洗廢水、蒸餾放料槽廢水、蒸汽尾水、生活污水，主要污染物為COD、SS、氨氮、總磷、苯系物等;

第4類為稀廢水D，主要來源于產品洗水，主要污染物為COD、SS等。根據廢水水質不同先分質處理，再合并處理。處理出水執行《污水排入城鎮下水道水質標準》(CJ 343—2010)的B等級標準。

2、工藝分析

采取不同的方式進行處理，混合進入生化系統。高濃度廢水A首先匯入1#集水池，然后經提升泵進入1#池進行氧化預處理，隨后進入調節池。低濃度廢水C直接進入調節池。高濃度廢水B首先匯入2#集水池，然后經提升泵進入鐵碳微電解池。鐵碳微電解工藝主要是利用設備中填充的鐵碳微電解填料中鐵和碳產生的“原電池”效應治理廢水，適合化工廢水的處理，尤其對于廢水中的氨基等難降解物質，能起到破環斷鏈，將難降解物質變為容易降解物質，增強廢水的可生化性。高濃度廢水B的pH在2.2左右，不需提前酸化，可以直接進入鐵碳微電解池。鐵碳微電解池內安裝高質量鐵碳填料，在處理過程中不產生板結和鈍化。鐵碳微電解池出水含大量的Fe2+，進入2#Fenton池后加入H2O2可以發生Fenton氧化反應，進一步去除廢水中的污染物，然后匯入調節池。3類廢水經調節池混合后進入厭氧池，將高分子物質斷鏈和開環，進一步提高廢水的可生化性，對COD也有一定的去除率。

廢水經過厭氧池處理后進入PSB(photosynthetic bacteria)反應池，利用光合細菌進一步降低廢水中的COD和氨氮。光合細菌在自然界中分布廣，既可以在有光照射無氧環境中生存，也可以在無光照有氧環境中生存。PSB反應池是通過投加特殊的光合細菌對污水進行處理，對高濃度有機廢水具有明顯的優勢。在PSB反應池中安裝大夾片填料利于光合細菌固著生長，可減少其流失。本工程廢水含鹽量很高，可以發揮PSB耐高鹽的特點，在無光照有氧環境中對廢水進行治理。PSB反應池出水經A/O池進一步去除有機物和氮元素，然后與稀廢水D混合進入接觸氧化池。接觸氧化池出水達標排放，進入城市下水道。

3、主要構筑物與設備參數

（1）集水池

集水池2座，鋼砼結構，內襯防腐材料。1#集水池有效容積50 m³，2#集水池有效容積100 m³。每池安裝污水提升泵2臺(1用1備)，型號IHF65-50-125，P=3 kW;池底布設穿孔曝氣管1套，安裝電磁流量計1臺。

（2）鐵碳微電解池

鐵碳微電解池1座，鋼砼結構，內襯防腐材料，有效容積40 m³。池內安裝鐵碳微電解填料25 m³，池底安裝曝氣管道，與生化系統共用風機，鼓風量450 L/min。

（3）Fenton氧化池

Fenton氧化池2座，鋼砼結構，內襯防腐材料。1#Fenton池有效容積20 m³，2# Fenton池有效容積40 m³。兩池共用酸、堿、硫酸亞鐵、雙氧水、PAM投加設備。

4、調節池

調節池1座，鋼砼結構，有效容積1 200 m³。污水提升泵2臺(1用1備)，型號IHF80-65-125，P=5.5 kW;池底安裝穿孔曝氣管1套。

5、厭氧池

厭氧池1座，鋼砼結構，有效容積1 600 m³。潛水攪拌器4臺，型號QJB7.5/12，P=7.5 kW，轉速480 r/min。

6、厭氧沉淀池

厭氧沉淀池1座，鋼砼結構，有效容積75 m³，水力停留時間4.2 h，水力表面負荷1.2 m³/(㎡˙h)。安裝污泥回流泵2臺(1用1備)，型號80ZW65-25，P=7.5 kW。

7、PSB反應池

PSB反應池4座，鋼砼結構，總有效容積1 760 m³。安裝大夾片填料1 100 m³。HSR125型三葉羅茨鼓風機4臺，池底安裝穿孔曝氣管道。

8、PSB沉淀池

PSB沉淀池1座，鋼砼結構，有效容積100 m³，水力停留時間3.7 h，水力表面負荷1.4 m³/(㎡˙h)。安裝污泥回流泵2臺(1用1備)，型號80ZW65-25，P=7.5 kW。

9、A池

A池2座，鋼砼結構，有效容積600 m³。HSR150型三葉羅茨鼓風機3臺(2用1備)，與O池共用，安裝大夾片填料360 m³。

10、O池

O池2座，鋼砼結構，有效容積480 m³。鼓風機與A池共用，安裝小夾片填料300 m³。

11、二沉池

二沉池1座，鋼砼結構，有效容積120 m³，水力停留時間4.5 h，水力表面負荷1.36 m³/(㎡˙h)。安裝污泥回流泵2臺(1用1備)，型號80ZW65-25，P=7.5 kW。

12、接觸氧化池

接觸氧化池4座，鋼砼結構，有效容積1 200 m³。HSR150型三葉羅茨鼓風機2臺，安裝大夾片填料750 m³。

13、終沉池

終沉池2座，鋼砼結構，有效容積150 m³，水力停留時間4.2 h，水力表面負荷0.68 m³/(㎡˙h)。安裝污泥回流泵2臺(1用1備)，型號80ZW65-25，P=7.5 kW。

14、污泥濃縮池

污泥濃縮池2座，鋼砼結構，有效容積275 m³。污泥泵3臺(2用1備)，規格：Q=30 m³/h，H=18 m，P=4 kW。

15、工程調試及運行結果

廢水處理工程設計階段對高濃度廢水進行了鐵碳微電解和Fenton氧化小試試驗，綜合考慮成本和排放要求，分別確定了廢水A的COD去除率，廢水B的COD去除率達到藥劑投加量和反應時間，以此指導現場調試。生化處理部分在廢水處理工程建成后直接現場調試。

高濃度廢水A加硫酸調節pH為3~4后進入1# Fenton池，向池內投加質量分數為硫酸亞鐵和雙氧水，氧化4 h，可以去除COD。

高濃度廢水B本身pH在2.2左右，可以直接進鐵碳微電解池，控制微電解反應4 h，氣水比3: 1。鐵碳微電解池出水加酸調節pH=3后進入Fenton氧化池，Fenton氧化4 h。Fenton氧化池出水加石灰調節pH=8.5。

廢水A、B、C混合后進入厭氧池，提高廢水的可生化性。調試過程中控制COD容積負荷在0.3 kg/(m³˙d)，根據m(COD): m(N): m(P)-200: 5: 1，適當投加營養元素。

企業購買PSB混合菌種后自行培養馴化。調試過程中定期投加菌種，補充光合細菌的流失。調試初期投加營養劑，增加廢水的可生化性。PSB系統調試初期進水COD控制在1 000 mg/L以下，后續進水COD逐漸提高到6 000 mg/L左右。經過2個月的時間，完成了PSB反應池的調試。水力停留時間44 h，進水pH控制在7左右。

生化池接種污泥取自城市污水廠脫水后新鮮干污泥。調試階段，A池投加40 t，O池投加20 t，接觸氧化池投加60 t，共分2次添加。首先將低濃度廢水C和稀廢水D引入系統，并增加少量糞便污水。前3天控制曝氣8 h，停機4 h，后續逐步減少停機時間直至連續曝氣，A池溶解氧控制在0.5 mg/L，O池溶解氧控制在2 mg/L。培菌過程中觀察生物相和進出水的變化。A/O系統污泥主要回流到A池，根據污泥濃度變化，污泥也可少量回流到O池。接觸氧化池在調試期間保持終沉池污泥回流，調試完成后終沉池污泥不再回流，直接進污泥濃縮池。

每天產生的305 t稀廢水D，根據調試情況，部分可作為厭氧池或PSB生物反應池濃度控制調配用水。

五、結論

　　涂料廢水處理采用“二級物化+復合厭氧+接觸氧化+生物炭濾池”的工藝是可行的。其中，復合厭氧池結合UASB和UFB的特點，使之更適合小型污水處理；生物炭濾池采用曝氣生物濾池的原理，改用活性炭作為載體，提高了吸附及處理的效率。