【文章內容簡介】 3. 處理工藝流程 選擇處理工藝流程的依據(jù) 某化工廠共有六種產品，分別為 M 酸（ A 酸）、 N1， N4， N4（三羥乙基） 2硝基對苯 二胺（ 9929）、苯基胍（ 9930）、 4， 4’二羥基二苯砜（ 955）以及苯海因（ 9923）， 氨基 ε 酸（ B 酸） 。都屬于高濃度難降解有機化工廢水。 目前，主要的預處理方法有： ① 鐵碳微電解法：“鐵炭微電解 +水解酸化接觸氧化 +混凝沉淀”的工藝方案，預處理工藝采用鐵炭微電解工藝，有機廢水得到一定的去除，降低了后續(xù)生化處理負荷，可生化性得到提高，改善了廢水水質 [8]。 微電解 接觸氧化 過濾 吸附工藝處理甲殼素生產廢水。各項主要出水指標達到設計要求的排放標準。由此可見，上述工藝在甲殼素廢水處理實踐中是可行的 [9]。 ② Fenton 氧化法：“ Fenton 氧化法 +脫氣 +混凝沉淀”的工藝方法深度處理制漿中段廢水，該方法工藝簡單、占地面積小、運行費用低、運行穩(wěn)定且廢水處理效果好 [10]。 鐵碳微電解和 Fenton 試劑聯(lián)合氧化深度處理印染廢水 ， 使得出水達到回用水的標準 [11]。 ③ 催化氧化法：高濃度有機化工廢水氧化技術是當今環(huán)境保護領域的一項技術熱點，催化氧化法是把當今化工領域的最新技術與相應的高效表面催化劑相結合的一種高效氧化技術， 國內外專家均認為該方面技術是處理高濃度有機化工廢水的良好手段 ， 相繼開發(fā)出了臭氧氧化法、濕式氧 化法、超臨界濕式氧化法等一些氧化技術 ， 但這些技術不是處理成本高，就是設備要求過高或操作水平要求過. . 高，故應用受到限制。采用二氧化氯為氧化劑，在自制催化劑存在的條件下將廢水中的有機物分解， COD 去除率 ≥70%，色度去除率 ≥95%，一般高濃度有機化工廢水經本法處理接后續(xù)生化可以達標 [12]。 由以上分析，處理工藝路線采用“ Fenton 氧化 +生物處理法”的工藝。芬頓試劑法又稱 Fe2+H2O2法，它兼有氧化和絮凝的作用，其反應實質是利用 Fe2+和 H2O2之間反應催化生成的自由基，氧化各種有毒和難降解有機物，達到提高 廢水可生化性的目的。生物處理法主要運用活性污泥法，活性污泥法既適用于大流量的污水處理，也適用于小流量的污水處理。運行方式靈活，日常運行費用較低。 主要的主體處理方法有： ① 接觸氧化法：接觸氧化技術在處理化工廢水中的應用較多，很多預處理技術與接觸氧化技術結合能夠較成功地完成廢水的處理。 ② 水解酸化 活性污泥法：這是一個比較普通的生化工藝組合。用篩選、馴化、誘導和基因育種等手段培植能分解難生物降解有機物的工程菌是改進當前活性污泥工藝重要途徑之一。比如硫酸鹽還原菌 [13]、白腐真菌 [14]等在難降解廢水的處理中做出了重要貢獻。 ③ 厭氧與好氧相結合的工藝，既具有好氧法的優(yōu)點，又具有厭氧法的優(yōu)點。采用斜網 混凝 厭氧 /好氧 臭氧 曝氣生物濾池深度處理組合工藝處理高濃度制漿造紙廢水，出水達到造紙廢水排放新標準（ GB35442021），且水質穩(wěn)定 [15]。廢水處理系統(tǒng)的運行結果表明，高效的厭氧處理和臭氧 曝氣生物濾池深度處理系統(tǒng)是該工藝處理高濃度造紙廢水穩(wěn)定達標的關鍵。 總體處理單元的確定 主體處理單元主要為分質 混合處理方法。將高濃度母液和其他工業(yè)廢水（包括生活污水）分別進行收集。其中高濃度母液進行芬頓氧 化 混凝預處理，之后再和其他工業(yè)廢水混合用生化法（采用水解酸化 A/O 工藝處理）進行處理。最后排放的污水納入城鎮(zhèn)污水管網。 Fenton 試劑法 [16]是以過氧化氫為氧化劑、以亞鐵鹽為催化劑的化學氧化法。只有這兩種試劑在一起時，才會顯出很強的氧化能力。具體的反應過程如下： Fe2++H2O2→ Fe3++OH+OH Fe3+ H2O→ Fe2++ HO2+H+ Fe2++OH→ Fe3+ OH . . Fe3+ HO2 → Fe2++ O2+H+ OH+H2O2→ H2O+ HO2 HO2→ O2+ H+ O2+H2O2→ O2+OH+OH 在 Fe2+的催化作用下， H2O2 能產生兩種活潑的羥基自由基，從而引發(fā)和傳播自由基鏈反應，加快有機物和還原劑物質的氧化。 以 Fe2+為催化劑的反應十分復雜，鏈反應過程的平衡關系可表示如下： 32 22[ ] [ ] [ ][ ] [ ]F e O H g O HK F e H O??? ?? 式中： K—— 反應平衡常數(shù)。 從上式可以看出， [OH]與 [Fe2+][H2O2]成正比，與 [OH]成反比，因此用 Fenton試劑法處理不同廢水時，要選擇 pH 值、 [Fe2+]、 [H2O2]的最佳試驗條件。 活性污 泥法本質上與天然水體 (江、湖 )的自凈過程相似，二者都為好氧生物過程，只是它的凈化強度大，因而活性污泥法是天然水體自凈作用的人工強化?；钚晕勰喾ㄊ怯善貧獬?、沉淀池、回流污泥和剩余污泥排除系統(tǒng)所組成 [17]。 污水和回流的活性污泥一起進入曝氣池形成混合液。曝氣池 [17]是一個生物反應器，通過曝氣設備充入空氣，空氣中的氧融入污水使活性污泥混合產生好氧代謝反應，曝氣設備不僅傳遞氧氣進入混合液。且使混合液得到充分的攪拌而呈懸浮狀態(tài) [18]。這樣，污水中的有機物、氧氣同微生物能充分接觸和反應。隨后混合液流入沉淀池，混合 液中的懸浮固體在沉淀池中沉下來和水分離。流出沉淀池的就是凈化水。沉淀池中的污泥大部分回流，稱為回流污泥?；亓魑勰嗟哪康氖鞘蛊貧獬貎缺３忠欢ǖ膽腋」腆w濃度，也就是保持一定的微生物濃度。曝氣池中的生化反應引起了微生物的增值，增值的微生物通常從沉淀池中排除，以維持活性污泥系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。這部分污泥叫做剩余污泥。剩余污泥中含有大量的微生物，排放前應進行處理，防止環(huán)境污染 [19]。 處理工藝流程 由以上所述，處理工藝流程如下： . . 圖 31 污水處理流程圖 泥餅外運 污泥回流 2混凝沉淀池 水解池 二沉池 O 池 A池 內循環(huán) 高濃度母液 格柵井 1 調節(jié)池 2 格柵井 2 其他工藝廢水 +生活污水設 調節(jié)池 1 Fenton 氧化池 1混凝沉淀池 納入城鎮(zhèn)污水管網 帶式壓濾機 污泥濃縮池 . . 預期處理效果 各工藝的預期處理效果見下表： 預 處理效果 項目 pH COD(mg/L) BOD5(mg/L) NH3N(mg/L) SS(mg/L) 母液進水 ＜ 1 20210 4200 100 500 調節(jié)池 1 出水 3 20210 4200 100 500 芬頓氧化池 進水 3 20210 4200 100 500 出水 5 100 1混凝沉淀池 進水 79 100 出水 9 14000 2940 100 150 去除率 30% 30% 70% 其他廢水 4 2021 450 50 100 調節(jié)池 2 出水 69 3200 700 55 105 2混凝沉淀池 進水 69 3200 700 55 105 出水 69 2720 630 55 42 去除率 15% 10% 60% 水解池 出水 67 1904 567 去除率 30% 10% A/O 池 /二沉池 出水 78 476 85 17 13 去除率 75% 85% 70% 70% 排放標準 69 500 300 35 400 總去除率 % 90% 70% 90% 4. 處理構筑物及設備 廢水處理構筑物及設備設計 格柵井 格柵井 1 過柵流速： m/s 柵條間隙： 20 mm 傾斜角度： 75 186。 柵條寬度和數(shù)量： 與管道形狀有關 格柵井 2 . . 過柵流速： m/s 柵條間隙： 20 mm 傾斜角度： 75 186。 柵條寬度和數(shù)量： 與管道形狀有關 調節(jié)池 (1) 調節(jié)池 1 說 明： 高濃度廢水進入調節(jié)池，充分混合，進行預曝氣，調節(jié)水質水量，并調節(jié) pH值，使 pH 為 4，保證后續(xù) Fenton 氧化池的正常運行。 設計水量： 100 t/d 設計參數(shù)： 停留時間： 24 h 采用空氣攪拌 尺 寸： V= m3, L W H= m 4 m 4 m 數(shù) 量： 1 座 設備配置： 風機： D14 ,一用一備。 污水提升泵： 50PWF 型耐酸污水泵 2臺，一用一備 (2) 調節(jié)池 2 說 明： 高濃度廢水進入調節(jié)池，充分混合，進行預曝氣，調節(jié)水質水量，并調節(jié) pH值，使 pH 為 69，保證后續(xù)混合沉淀池的正常運行。 設計水量： 1000 t/d 設計參數(shù)： 停留時間： 24 h 采用空氣攪拌 尺 寸： V=1125 m3, L W H=25 m 10 m m 數(shù) 量： 1 座 設備配置： 風機： D36 22830/3500 型羅茨鼓風機 2臺 ,一用一備。 污水提升泵： 80PWF 型耐酸污水泵 2臺，一用一備 Fenton 氧化池 說明 調節(jié) pH 至 Fe2+的催化作用下， H2O2 能產生兩種活潑的羥基自由基，從而引發(fā)和傳播自由基的鏈式反應，加快有機物和還原物質的氧化，提高廢水的可生化性，為后續(xù)的生物方法準備 [20]。 設計水量 100 m3/d 設計參數(shù) 反應時間： 2 h H2O2 投加量： 4 g/L FeSO4 投加量： 1 g/L pH 值： 3 尺 寸 3m 3m 3m 數(shù) 量 1座 設備配置 JBIII 型可調攪拌機（ kW） . . JYI型加藥裝置 ( kW) 混凝沉 淀池 （ 1)反應池 說明 Fenton 氧化后的廢水進入混凝沉淀池，調 pH值到 8，通過投加 PAC，使廢水中的細小懸浮物及部分有機物絮凝去除，以利于和第二股廢水混合，減輕后續(xù)生物處理的負荷?；炷恋沓氐奈勰喽〞r排入污泥濃縮池 [21]。 設計水量 100 m3/d 設計參數(shù) 混凝劑為 PAC 反應時間： 30 min 溶液池尺寸 m m m 溶解池尺寸 m m m 反應池尺寸 總體 m m m，分為三格 每格尺寸為： m m m 數(shù) 量 1座 設備配置 型溶藥攪拌機 1臺 J450/ 型計量泵 JYI型加藥裝置 (2)沉淀池 說 明： 通過沉淀有效去除廢水中的懸浮物質和膠體，降低出水的濁度和BOD5，并且改善水質，有利于后續(xù)處理。采用豎流式沉淀池。 設計水量： 100 t/d 設計參數(shù)： 表面水力負荷： m3/(m2 h) 有效容積： m3 尺 寸： Ф 4 m m 數(shù) 量： 1 座 設備配置： NZH4 型中心傳動懸掛式刮泥機 2 套 ，一備一用 型潛水排污泵。 2臺，一用一備 混凝沉淀池 (1) 反應池 說明 混合后的兩股廢水進入混凝沉淀池，調 pH值到 8，通過投加 PAC，使廢水中的細小懸浮物及部分有機物絮凝去除，減輕后續(xù)生物處理的負荷。 設計水量 1000 m3/d 設計參數(shù) 混凝劑為 PAC . . 反應時間： 30 min 溶液池尺寸 m m m 溶解池尺寸 m m m 反應池尺寸 總體 m m m，分為三格 每格尺寸為： m m m 數(shù) 量 1座 設備配置 型溶藥攪拌機 1臺 J450/ 型計量泵 JYI型加藥裝置 (2) 沉淀池 說 明： 污水從反應池進入沉淀池，有效去除廢水中的懸浮物質和膠體，降低出水的濁度和 SS，并且改善水質，有利于后續(xù)處理。 設計水量： 1000 t/d 設計參數(shù)： 平流式沉淀池，沉淀時間： 2 h 表面水力負荷 q= m3/(m2 h) 有效容積： 84 m3 尺 寸： 14 m 3 m m 數(shù) 量： 1 座 設備配置： LG3000 型刮泥撇渣機，一備一用 型無堵塞潛水排污泵， 2臺，一用一備 水解酸化池 說 明： 廢水進行混合沉淀之后進入水解酸化池，在其中停留一段時間，使水中的難降解有機化合物得到充分的水解等反應，降解為易生物降解的小分子有機物，利用生物法進一步去除。 設計水量： 1000 t/d 設計參數(shù)： 水力停留時間： t=20 h 污泥回流率 q= 有效容積： 833 m3 尺 寸： 20 m 10 m 5 m 數(shù) 量