環(huán)保壓力和經(jīng)濟發(fā)展需求的雙刺激,使化工企業(yè)不斷向園區(qū)聚集發(fā)展。這些化工企業(yè)類型復雜、產(chǎn)品多樣,使得化工園區(qū)污水處理廠接收的廢水具有污染物成分復雜、水質(zhì)水量波動大、有毒、難降解等特點,致使經(jīng)傳統(tǒng)生物工藝處理難以達標排放,需進行深度處理。
本文以某化工園區(qū)廢水處理廠提標改造工程為研究對象,進行工藝設(shè)計,探討處理效果,以期為化工園區(qū)廢水治理提供借鑒。
1、工程概況
為了滿足園區(qū)發(fā)展需要,某化工園區(qū)將該園區(qū)內(nèi)某企業(yè)污水處理設(shè)施升級改造為園區(qū)污水處理廠。該化工園區(qū)主要發(fā)展吡啶堿產(chǎn)業(yè)鏈、農(nóng)藥、生物醫(yī)藥及化工新材料項目,園區(qū)廢水主要以農(nóng)化和醫(yī)藥廢水及其他綜合化工廢水為主,廢水產(chǎn)生量約6500~8500m3/d。
1.1 污水處理廠現(xiàn)狀
污水處理廠現(xiàn)狀處理污水為稀釋后的吡啶堿、有機磷及殺菌劑生產(chǎn)廢水,設(shè)計規(guī)模30000m3/d,采用水解酸化+CASS工藝,出水執(zhí)行《污水綜合排放標準》一級標準。通過現(xiàn)場分析及核算,現(xiàn)有工藝出水很難達到GB18918-2002一級A標準,故需提標改造。
1.2 設(shè)計規(guī)模及進出水水質(zhì)
設(shè)計規(guī)模10000m3/d。
由于化工園區(qū)企業(yè)類型復雜、生產(chǎn)產(chǎn)品不一,所排放的廢水污染物濃度不一,特征污染物種類不同,統(tǒng)一直接收集處理難度極大。故各企業(yè)自行預處理達到污水廠納管標準后接入污水廠。設(shè)計進出水水質(zhì)如表1所示。
2、工藝設(shè)計
2.1 提標改造方案
通過現(xiàn)場分析及核算,水解酸化+CASS工藝可以考慮充分利用,改造為強化生化處理段,以減少投資?,F(xiàn)有水解酸化池為脈沖式水解酸化,處理效果一般,改造其配水方式,并通過污泥回流提高水解酸化效果?,F(xiàn)有CASS池對污水中的有機物、氨氮、總氮、總磷等污染物的處理效果較好,可以繼續(xù)使用。但部分管道腐蝕嚴重,曝氣效果極差,設(shè)備存在老化問題,對此進行改造。根據(jù)設(shè)計處理規(guī)模只需改造其中8格。CASS池預反應(yīng)區(qū)改造成預缺氧池,進行反硝化,降低CASS池中聚磷菌與反硝化菌的競爭,強化脫氮除磷效果。
強化生化處理后,大部分有機污染物得到降解,而殘留于水中的難降解有機物卻影響了污水的達標排放。顯然,此類污水再采用單純的生化處理效率極低。臭氧催化氧化技術(shù)是在傳統(tǒng)臭氧氧化基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種新型的高級氧化技術(shù),氧化速率更快,臭氧利用率更高,可對此類污水進行深度處理。
由于CASS工藝出水SS較高,約為50~60mg/L左右,將直接影響臭氧催化氧化的正常運行,增加臭氧投加量,增大運行成本,故在臭氧催化氧化前增加具有占地面積小、工程造價低、耐沖擊負荷等優(yōu)點的高效沉淀池。
經(jīng)過臭氧催化氧化處理后的廢水可生化性增強,可進一步生化處理。曝氣生物濾池(BAF)技術(shù)與傳統(tǒng)活性污泥法相比具有處理效率高、占地面積小、基建及運行費用低、管理方便和出水水質(zhì)好等優(yōu)點,常被用于廢水的深度處理。有研究表明,將臭氧催化氧化與BAF組合用于化工廢水處理,不僅能發(fā)揮物化和生化處理各自的優(yōu)勢,還能提高廢水的處理效率,降低處理成本。
綜上,深度處理段采用臭氧催化氧化+BAF組合工藝。
2.2 工藝流程
如圖1所示。
2.3 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)
見表2。
3、調(diào)試運行效果
提標改造工程于2018年6月開工,2019年8月完成水質(zhì)調(diào)試驗收工作。調(diào)試期間CODCr、氨氮、TP進出水水質(zhì)見表3。
由表3可知,調(diào)試期間進水CODCr、氨氮、TP的濃度波動較大,平均值超過設(shè)計進水指標。經(jīng)處理后,出水CODCr、氨氮、TP的平均濃度分別為23mg/L、1.14mg/L、0.27mg/L,平均去除率分別為97.81%、98.99%、93.08%,穩(wěn)定達標??梢娫摴に嚲哂休^強的抗沖擊負荷能力。
CODCr、氨氮的去除主要發(fā)生在CASS池,去除量占總量的平均值分別為68.73%、85.95%(考慮水解酸化池增加的氨氮量)。但遠達不到設(shè)計出水要求,需要進行深度處理。深度處理段,臭氧催化氧化池CODCr的平均去除率為24.24%;BAF池CODCr的去除率最低50%,最高可達75%,平均去除率為69.33%,調(diào)試末期出水CODCr基本穩(wěn)定在25mg/L;高效沉淀池及臭氧催化氧化池對氨氮基本無去除作用,BAF池對氨氮的平均去除率為91.86%,出水水質(zhì)最優(yōu)可達0.69mg/L;可見臭氧催化氧化+BAF工藝對CODCr、氨氮深度處理效果良好。
在進水TP濃度超設(shè)計值的情況下,通過實時監(jiān)測進出水TP的濃度變化,及時調(diào)整高效沉淀池的加藥量及排泥量,強化化學除磷的效果,高效沉淀池出水TP濃度平均為0.48mg/L,基本滿足設(shè)計出水指標。后續(xù)BAF池兼有部分生物除磷功能,可再次提升出水水質(zhì),降低TP濃度,出水穩(wěn)定在0.3mg/L以下,達地表IV類水標準。
4、結(jié)論
(1)采用“水解酸化+CASS+高效沉淀池+臭氧催化氧化+BAF”工藝處理化工園區(qū)廢水是可行的,不僅充分利用舊有構(gòu)筑物及設(shè)備,極大節(jié)省投資成本,而且該工藝具有較強的抗沖擊負荷能力,處理效果穩(wěn)定達到GB18918-2002一級A標準。
(2)“臭氧催化氧化+BAF”組合工藝作為深度處理工藝,可有效增加廢水可生化性,強化難降解廢水處理效果,保證達標排放,其中臭氧催化氧化池對CODCr的平均去除率為24.24%,BAF池對CODCr、氨氮的平均去除率分別為69.33%、91.86%。