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由于廢水中伴有多種元素，因此大大增加了廢水處理工作的難度，如何進行高濃度廢水的處理也成為了業(yè)界關(guān)注的焦點。為了實現(xiàn)高濃度廢水的有效處理，規(guī)劃設(shè)計了二期污水處理工程。

1、項目概況

項目為某新材料科技股份有限公司二期污水處理工程。該公司所排放廢水分為2股，二元廢水和三元廢水。為了有效處理廢水，企業(yè)設(shè)有一期廢水處理工程，規(guī)模為450m3/d的污水預(yù)處理設(shè)施，該污水設(shè)施建設(shè)時統(tǒng)籌考慮了一期年產(chǎn)10萬噸/年氯乙烯-醋酸乙烯共聚樹脂產(chǎn)量下所排放的全部污水。該公司計劃再實施年產(chǎn)6萬噸水性工業(yè)涂料基料-氯乙烯共聚乳液項目，此6萬噸項目投產(chǎn)后產(chǎn)生一定量工業(yè)廢水，雖然6萬噸項目污水可排入一期處理，其規(guī)模、處理工藝、以及停留時間均符合設(shè)計要求，但考慮到一期三元廢水CODcr濃度高，治理難度較大，為做到萬無一失，該企業(yè)計劃在廠區(qū)內(nèi)擇地新建1套預(yù)處理設(shè)施。二期污水處理工程建設(shè)中，仍然采用HUBF厭氧反應(yīng)器，經(jīng)過不斷試驗、調(diào)試，最終完成了該項目的建設(shè)，取得各方一致的滿意。

2、廢水特點分析

從公司實際的生產(chǎn)情況來看，規(guī)劃了6萬噸水性工業(yè)涂料基料——氯乙烯共聚乳液項目，項目內(nèi)容中包括3萬噸/年氯乙烯-醋酸乙烯-丙烯酸丁酯、1萬噸/年氯乙烯-丙烯酸丁酯-環(huán)氧樹脂、2萬噸/年氯乙烯-丙烯酸丁酯-聚硅氧烷。生產(chǎn)規(guī)劃莫較大，因此也會排放出大量的污水。結(jié)合廢水排放的特點來看，主要分為2股，涉及二元廢水和三元廢水。其中三元廢水的具有一定復(fù)雜性，給予科學(xué)合理的處理方式、方法尤為必要。而針對處理后的污水若能夠有機重復(fù)利用，對于企業(yè)的發(fā)展也能夠給予積極的幫助。廢水特點為：(1)三元廢水濃度高，CODcr含量高達40000mg/L，但水中BOD5很低，B/C比約0.1左右，生化性非常差；(2)據(jù)了解生產(chǎn)原材料為氯乙烯、醋酸乙烯、馬來酸、異丙醇等，但是經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)釜合成以后，變成了其他不可知的化工合成物，特性不明；(3)排放至污水處理站的廢水為反應(yīng)釜清洗水，含有大量細微的白色顆粒，在自然條件下長期漂浮在水中不沉淀；（4)二元廢水濃度低一些，CODcr約8000mg/L左右。

3、處理工藝設(shè)計

3.1 設(shè)計水質(zhì)水量

污水處理工藝設(shè)計過程中，充分考慮污水處理后的無污染性，使其達到有關(guān)標準，這利于避免造成環(huán)境的污染。具體而言，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定，工業(yè)廢水必須在廠內(nèi)進行預(yù)處理，出水達到（GB8978-1996）《污水綜合排放標準》三級標準和《污水排入城市下水道水質(zhì)標準》（CJ343-2010），方可排入城市下水道；在企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)高度重視下以及當?shù)丨h(huán)保部門的關(guān)心支持下，加大了對處理工藝的規(guī)劃、設(shè)計，針對廢水特點，給予了系統(tǒng)的設(shè)計，確保廢水處理符合標準規(guī)定。進出水標準如表1、表2所示。

3.2 處理工藝設(shè)計

處理工藝流程如圖1所示。

3.2.1 工藝流程設(shè)計

工藝流程設(shè)計討論階段，對原有工藝進行了分析，原工藝三元廢水采用鐵碳反應(yīng)器+芬頓氧化+UASB+接觸氧化池+ABR折板反應(yīng)器+活性污泥池+二沉池+氣浮，在一定程度上而言能夠有效處理廢水，但呈現(xiàn)出一些問題，如鐵碳反應(yīng)器容易堵塞，表層鈍化后短流，基本已失效；芬頓反應(yīng)污泥量太大，運行成本高，每天噸水藥劑成本約30元m3；芬頓反應(yīng)投加的雙氧水有很濃刺鼻味，周圍居民堵門投訴。另外，還存在長期出水不達標經(jīng)被環(huán)保部門處罰的情況。對此，給予了優(yōu)化設(shè)計，采用《HUBF厭氧反應(yīng)器》（專利號zL.2016207619676)，替換鐵碳反應(yīng)器+芬頓，運行效果非常好。

3.2.2 HUBF厭氧高塔反應(yīng)器

本次采用HUBF厭氧高塔反應(yīng)器（專利號zL.2016207619676），HUBF厭氧高塔反應(yīng)器利用復(fù)雜的多層三相分離器，將厭氧過程越過厭氧初級階段，提升至產(chǎn)甲烷階段。三相分離器用于分離泥、水、甲烷氣和分離二氧化碳、硫化氫氣體，如產(chǎn)氣量大同時需要配套甲烷氣回收凈化、能源利用裝置。該廢水處理過程，不需要使用藥劑，用電能即可，同時電能耗用較少，可大幅度減少運行費用，為后續(xù)好氧生化提供有利條件。其能始終如一確保廢水處理系統(tǒng)內(nèi)活性污泥的高度生物活性，始終保持著很高的有機物降解效率和最佳的處理效果。

3.2.3 生化剩余污泥減量

對剩余污泥減量進行了分析，單獨的減量單元都存在一定的弊端，為了提升減量效率，需要與其他工藝單元優(yōu)化組合。具體為利用沼氣罐厭氧消解的原理，來降解污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥，生化段剩余污泥實則為大量有機物的聚合，具有可降解特性。設(shè)計采用生化段剩余污泥，在污泥濃縮池降低含水率后，底部高濃度剩余污泥，泵入HUBF厭氧罐，通過污泥厭氧消解的原理，來達到污泥減量的目的。(1)生化段剩余污泥，須經(jīng)過中間池儲存消解，濃縮后再進入?yún)捬豕?，避免大量氧氣隨污泥帶入?yún)捬豕?，避免大水量沖擊厭氧罐進水；(2)相同水質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)的好氧污泥，排入?yún)捬豕?，對厭氧污泥培養(yǎng)有好處。未能減量的生化剩余污泥會進入污泥脫水池處理。

3.3 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)

3.3.1 三元廢水處理系統(tǒng)

三元廢水設(shè)計每天處理量80m/d，每天24小時連續(xù)進水，每小時進水量3.5m/h；6萬噸項目設(shè)計每天處理量50m/d，每天24小時連續(xù)進水，每小時進水量2.1m/h。合計系統(tǒng)處理水量為130m/d。系統(tǒng)主要包括物化預(yù)處理單元，設(shè)計處理規(guī)模：80m3/d；地下蓄水池，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，全地下，總?cè)莘e：59.72m33，深2.7m；三元HUBF厭氧反應(yīng)罐，總?cè)莘e：883m2，有效容積：861m3，停留時間10.8d；接觸氧化池，鋼筋混凝土，地下3米，地上5米，池頂玻璃鋼板蓋板，總?cè)莘e：483m3；接觸氧化沉淀池，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地下3米，地上5米，池頂設(shè)有玻璃鋼板蓋板。

3.3.2 6萬噸項目廢水處理系統(tǒng)

包括地下調(diào)節(jié)池，設(shè)計規(guī)格：9.0×5.0×3.0m，調(diào)節(jié)池內(nèi)做防腐、防滲處理，頂部混凝土蓋板后做附屬用房，有效水深：2.7m。總?cè)莘e為124.69m3；物化反應(yīng)桶，規(guī)格為φ1.5x1.5m，內(nèi)做環(huán)氧煤瀝青防腐處理，鋼板結(jié)構(gòu)，有效水深為1.2m；單座容積為2.65m2；6萬噸項目廢水沉淀池，規(guī)格為3.5×3.5×8.0m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地下3米，地上5米，池頂玻璃鋼板蓋板，有效水深為7.7m；綜合廢水中間蓄水池，設(shè)計規(guī)格為3.5×2.375×8.0m、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、總?cè)莘e為55.25m3、有效水深：7.7m。用于儲存混合后的廢水，供持續(xù)進入EGSB厭氧池中間蓄水池，遵循提升泵高開低停原則；EGSB厭氧反應(yīng)池，處理對象為經(jīng)過固液分離預(yù)處理后的6萬噸項目廢水50m/d+經(jīng)過HUBF厭氧罐及接觸氧化法處理后的三元廢水80m3/d，合計進水處理量130m/d。規(guī)格為8.5×11.5m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?？?cè)莘e為623.88m3，有效容積：595.52m3。

3.3.3 綜合匯總生化處理系統(tǒng)

包括接觸氧化池3座，接觸氧化池(1)：6.375×5.0×8.0m，接觸氧化池；(2)：4.625×5.0×8.0m，接觸氧化池；（3）：11.0×3.375×8.0m。有效水深：7.7m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地下3米，地上5米，總?cè)莘e：667.75m3，有效容積：642.71m3；綜合生化沉淀池1座，規(guī)格為4.5×3.5×8.0m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地下3米，地上5米，頂部混凝土蓋板做附屬用房，有效水深：7.7m；氣浮設(shè)備1套，設(shè)計處理量：20m3/h。組合氣浮包含全套設(shè)施，加藥系統(tǒng)，反應(yīng)區(qū)，空壓機，釋放器，刮渣等；尾水排放池1座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，規(guī)格為9.0×5.0×3.0m，深度2.7m；生化污泥池1座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，規(guī)格為4.5×3.5×3.0m，水深2.7m。主要作用為用于收集儲存自然排放的生化污泥，降低污泥含水率，然后提升至HUBF厭氧罐和EGSB厭氧池污泥減量。

4、調(diào)試運行情況

根據(jù)工程實際，對該公司二期污水的特性進行了分析，先對原水進行若干試驗，通過試驗來驗證一期二期污水特性區(qū)別，再結(jié)合各種方式對比結(jié)果，確定最終的污水處理工藝，具體工作如下：(1)采用臭氧催化氧化方式，來提高三元廢水的可生化性，B/C比從0.114提高至0.13效果有限；(2）進行二元廢水和三元廢水物化試驗，采用投加各種鋁鹽、鐵鹽，效果都不好，最終經(jīng)過試驗，采用先調(diào)節(jié)PH值至10，再投加三氯化鐵藥劑，可以將污水中懸浮物變成絮體，泥水快速分層，二元廢水經(jīng)過物化后，CODcr可以除去70左右，三元廢水經(jīng)過物化后，CODcr可以除去30左右。

之后，對試驗進行了不斷地修改工作，以確定該項目的可靠，在充分分析了一期和二期的生產(chǎn)工藝區(qū)別，以及原材料區(qū)別后，決定二期污水項目，仍然沿用一期經(jīng)過實踐檢驗后的工藝路線并加以優(yōu)化，工藝如下：三元廢水原水——三氯化鐵物化預(yù)處理-HUBF厭氧罐(8.0*21m)——接觸氧化池-沉淀池，然后出水與物化后的二元廢水混合，——EGSB厭氧反應(yīng)器-接觸氧化池-沉淀池-氣浮-出水達標排放，出水達到《污水排入城市下水道水質(zhì)標準》（cJ343-2010)，COD≤500mg/L，BOD5≤300mg/L，SS≤400mg/L，PH6.0～9.0，總磷≤8mg/L，總氮≤70mg/L，氨氮≤45mg/L。去除效果數(shù)據(jù)如表3、表4所示。

5、工程經(jīng)濟分析

該公司二期項目施工周期約6個月，在2018年初開始進水開展污水處理工作，經(jīng)過一個月調(diào)試，達到預(yù)期目的，尤其是HUBF厭氧罐的運行效果很好，遠超預(yù)期，原設(shè)計HUBF厭氧罐進水CODcr≤40000mg/L，去除率80。，實際運行中去除率達到958，厭氧罐出水CODcr經(jīng)常維持1000-2000mg/L左右。具體經(jīng)濟性分析如下：廢水處理工程新增占地面積：450m2；廢水處理系統(tǒng)的總裝機容量：131.4KW；廢水處理系統(tǒng)的運行功率：50.7KW；6萬噸項目改擴建項目廢水處理系統(tǒng)處理能力：50m3/d。

三元廢水新建系統(tǒng)處理能力：80m2/d；每日去除CODcr：3835kg/d；6萬噸項目擴建項目設(shè)施投產(chǎn)后，不會產(chǎn)生很多生化剩余污泥。

6、結(jié)論

本文基于高濃度廢水處理問題進行了探究，結(jié)合某新材料科技股份有限公司二期污水處理工程，就一期廢水處理工藝優(yōu)化進行了深入分析，最終通過對一期工程的優(yōu)化，實現(xiàn)了二期廢水處理工程的優(yōu)化設(shè)計，并提出采用新型HUBF厭氧高塔反應(yīng)器的建議，取得了良好的污水處理成果。