優(yōu)化工藝組合 廢水處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)新突破
來(lái)源：中國(guó)環(huán)境報(bào) 閱讀：3759 更新時(shí)間：2014-04-28 14:01高濃度工業(yè)廢水主要是指生物制藥、精細(xì)化工、煤化工、石油化工等行業(yè)產(chǎn)生的廢水，污染物具有較高濃度。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，含有高濃度生化難降解有機(jī)污染物以及氨氮化合物、懸浮物的各種工業(yè)廢水正在日益增多。由這類高濃度工業(yè)有機(jī)廢水引發(fā)的一系列水體污染、生態(tài)環(huán)境惡化、威脅人體健康以及阻礙相關(guān)工業(yè)發(fā)展等問(wèn)題，越來(lái)越受到社會(huì)各界和各級(jí)政府環(huán)保部門的廣泛關(guān)注。國(guó)家對(duì)各類主要的工業(yè)廢水制定了相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)，也已發(fā)展了較為系統(tǒng)、成熟的處理技術(shù)，但總體上治理效果不太理想，污染事件時(shí)有發(fā)生，非法排污和超標(biāo)排放也屢禁不止。究其原因，工藝、技術(shù)的不足是一方面，但也存在成本投入以及運(yùn)行管理方面的問(wèn)題。
對(duì)煤化工、生物制藥、精細(xì)化工廢水等這類高濃度廢水的處理，目前我國(guó)大多采用傳統(tǒng)的物化／生化組合工藝，但處理效果不理想，出水達(dá)標(biāo)率不高，主要表現(xiàn)為出水COD、NH4+-N及色度等指標(biāo)的超標(biāo)。究其原因，是因?yàn)槟壳暗膹U水處理工藝普遍缺乏對(duì)高濃度工業(yè)廢水中有機(jī)成分的準(zhǔn)確全面分析，缺乏基于有機(jī)污染物生物活性與其分子結(jié)構(gòu)之間關(guān)系理論方面的深入研究，不能從生物處理過(guò)程中有毒／難降解有機(jī)物對(duì)微生物的抑制或毒害作用方面尋找這類廢水難以達(dá)標(biāo)排放的本質(zhì)原因，從而影響了高效、穩(wěn)定的高濃度工業(yè)廢水處理技術(shù)體系建立。
技術(shù)解析
煤化工、生物制藥、精細(xì)化工廢水具有污染物濃度高、成分復(fù)雜、有機(jī)污染物種類多、色度高及毒性大等特點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)處理煤化工、生物制藥、精細(xì)化工廢水技術(shù)主要采用的水治理工藝路線基本遵行“預(yù)處理+A／O生化處理+深度處理”。
煤化工、生物制藥、精細(xì)化工廢水中煤化工污水含有多種油脂組份，過(guò)多的油類會(huì)影響后續(xù)生化處理的效果，去除油脂成為煤化工污水處理的必然，隔油池和氣浮法組合是油脂去除的最佳方法，其作用是除去其中的油類并回收再利用，此外還起到預(yù)曝氣的作用。均質(zhì)調(diào)節(jié)、初沉去除大顆粒固體也是預(yù)處理的主要形式。
對(duì)于預(yù)處理后的煤化工、生物制藥、精細(xì)化工廢水，國(guó)內(nèi)外一般采用缺氧、好氧生物法處理（A／O工藝），但由于廢水中的多環(huán)和雜環(huán)類化合物，好氧生物法處理后，出水中的COD指標(biāo)難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
單純的生物氧化法出水中含有一定量的難降解有機(jī)物，COD值偏高，不能完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，吸附法雖能較好地除去CODcr，但存在吸附劑的再生和二次污染的問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，廣州中環(huán)萬(wàn)代環(huán)境工程有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中環(huán)萬(wàn)代”）采用了先進(jìn)、成熟的CEAO工藝，聯(lián)合厭氧、缺氧、好氧三個(gè)不同過(guò)程交替循環(huán)處理廢水，可以獲得理想的處理效果，運(yùn)行管理和成本相對(duì)較低，該工藝是煤化工、生物制藥、精細(xì)化工廢水的主要選用工藝。生化出水利用Fenton深度處理技術(shù)，進(jìn)一步去除已經(jīng)極性化的難降解的污染物，達(dá)到達(dá)標(biāo)排放的目的。
因此，利用多種方法聯(lián)合處理煤化工、生物制藥、精細(xì)化工廢水是此類工業(yè)廢水處理技術(shù)的發(fā)展方向。
1 CEAO工藝廢水處理技術(shù)
CEAO工藝技術(shù)（China Ever Anaerobic Oxidation）是改良型AAO（厭氧/缺氧/好氧）活性污泥法的一種改型，其具有成熟的管理經(jīng)驗(yàn)——通過(guò)厭氧、缺氧、好氧三個(gè)不同過(guò)程的交替循環(huán)，實(shí)現(xiàn)生物降解高濃度廢水的有機(jī)污染物。為解決我國(guó)高濃度生化難降解有機(jī)廢水處理的難題提供了一項(xiàng)高水準(zhǔn)的實(shí)用工業(yè)新技術(shù)。
CEAO工藝的構(gòu)成主要為厭氧段、缺氧段、好氧段，其中，厭氧段在厭氧池實(shí)現(xiàn)，缺氧段和好氧段在好氧池中實(shí)現(xiàn)，這是以生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及合理的水力條件為基礎(chǔ)而開(kāi)發(fā)的一種具有系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單、運(yùn)行靈活和可靠性好等優(yōu)良特點(diǎn)的污水處理新工藝。
CEAO中的A段是對(duì)污水處理厭氧工藝作改良后的優(yōu)化工藝，主要體現(xiàn)在：優(yōu)良的布水方式，節(jié)省攪拌器的機(jī)械動(dòng)能使用，以及優(yōu)化污水與污泥的傳質(zhì)效率。較之改良型氧化溝的A段處理效果更為優(yōu)越。后置O段，實(shí)質(zhì)分為缺氧+好氧段，主要是對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行完全降解使出水經(jīng)泥水分離后達(dá)標(biāo)排放。并在此階段進(jìn)行硝化和反硝化作用，以達(dá)到脫氮的目的。
與其他生物法工藝比較，CEAO工藝的優(yōu)越性表現(xiàn)為：
①增加整個(gè)污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性，抗負(fù)荷能力提高；
②厭氧段布水均勻，泥水充分混合，一方面可以提高磷的有效釋放，為好氧段的高效吸磷做好準(zhǔn)備；另一方面可以使難以生物降解的有機(jī)物水解成易生物降解的有機(jī)物，減少后續(xù)好氧反應(yīng)的時(shí)間和處理的能耗；
③具有一定的消減污泥，減少污泥處理費(fèi)用的作用；
④具有混合液回流系統(tǒng)及污泥回流系統(tǒng)，能發(fā)生顯著的硝化及反硝化作用；
⑤改善污泥的沉降性能，防止污泥膨脹問(wèn)題的發(fā)生；
⑥污水在好氧池的流動(dòng)呈現(xiàn)出整體推流而在不同區(qū)域內(nèi)為完全混合的復(fù)雜流態(tài)，保證了處理效果，使出水水質(zhì)比較穩(wěn)定；
⑦設(shè)備維修工作量少，操作管理簡(jiǎn)單；可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，減少人員的使用；
⑧適應(yīng)性強(qiáng)，可通過(guò)對(duì)不同工序的時(shí)間調(diào)整，滿足進(jìn)水水量水質(zhì)變動(dòng)的要求；
⑨曝氣系統(tǒng)采用中環(huán)萬(wàn)代開(kāi)發(fā)的上浮式曝氣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)曝氣系統(tǒng)的不停產(chǎn)檢修。
2 防堵塞布水系統(tǒng)術(shù)
布水系統(tǒng)是厭氧反應(yīng)器的關(guān)鍵配置，它對(duì)于污泥與進(jìn)水間充分的接觸、最大限度地利用反應(yīng)器的污泥十分重要。傳統(tǒng)厭氧布水系統(tǒng)安裝在反應(yīng)器底部，且反應(yīng)器是一個(gè)密閉結(jié)構(gòu)，堵塞后清通布水系統(tǒng)需要抽空池體，再人工清理。不但耗費(fèi)大量的人力、物力，且造成清理期間廢水處理無(wú)法正常運(yùn)行，從而影響正常生產(chǎn)。
中環(huán)萬(wàn)代開(kāi)發(fā)的防堵塞布水系統(tǒng)，在傳統(tǒng)布水管道中增加水力反沖排渣管道，使改良后的布水系統(tǒng)具有良好的防堵塞功能，即便堵塞也能通過(guò)簡(jiǎn)便的操作疏通布水管。防堵塞布水系統(tǒng)是根據(jù)厭氧反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)、水力模型及多個(gè)廢水處理工程的厭氧反應(yīng)器布水系統(tǒng)運(yùn)行情況總結(jié)改良得出。在以往的布水系統(tǒng)中，堵塞通常發(fā)生在布水管的末端。中環(huán)萬(wàn)代在布水管末端增加反沖排渣管，脈沖布水器發(fā)生脈沖時(shí)將雜質(zhì)沖至排渣管中，然后開(kāi)啟反沖排渣閥門，利用高位水力壓差使厭氧反應(yīng)器內(nèi)的廢水通過(guò)布水管過(guò)水孔進(jìn)入布水管內(nèi)進(jìn)行反沖，隨后進(jìn)入反沖排渣管一起把雜質(zhì)帶出，由此完成反沖排渣過(guò)程。整個(gè)反沖排渣過(guò)程僅需要進(jìn)行閥門的開(kāi)啟，操作非常簡(jiǎn)便，且反沖排渣效果好。
防堵塞布水系統(tǒng)兼有配水和水力攪拌的功能，有效確保單位面積的進(jìn)水量基本相同，以防止短路等現(xiàn)象發(fā)生，并能滿足水力攪拌需要，保證進(jìn)水有機(jī)物與污泥迅速混合。其很容易根據(jù)脈沖發(fā)生器脈沖情況觀察到進(jìn)水管是否堵塞，當(dāng)堵塞被發(fā)現(xiàn)后，僅需要進(jìn)行閥門的開(kāi)啟，即可完成反沖排渣的清理過(guò)程。防堵塞布水系統(tǒng)已在中環(huán)萬(wàn)代的工程案例中廣泛應(yīng)用，且取得了良好效果。
3 上浮式曝氣系統(tǒng)
在污水處理的運(yùn)行中，動(dòng)力消耗是運(yùn)行費(fèi)用主體，而曝氣的動(dòng)力消耗是整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)力消耗的主要來(lái)源。管狀微孔曝氣設(shè)備，可減少風(fēng)機(jī)的動(dòng)力消耗，降低整個(gè)污水運(yùn)行費(fèi)用。
簡(jiǎn)易實(shí)用的曝氣裝置——可變微孔曝氣裝置是根據(jù)水中氧氣的轉(zhuǎn)移原理及目前各種充氧曝氣方式的特點(diǎn)而研究開(kāi)發(fā)出來(lái)的，它是一種理想的、溶氧效率高、檢修方便、操作可靠的曝氣裝置。
裝置的空氣支管裝在池體水面以上，避免與污水接觸，因此不易被腐蝕。檢修時(shí)，只需將要檢修的曝氣平臺(tái)法蘭松開(kāi)，把曝氣器從水中提出即可進(jìn)行檢修、更換，無(wú)需排掉池中的污水。這種曝氣平臺(tái)停留在水深4～5.5m處，氣泡在其表面逸出時(shí)，直徑約為50μm。如此微小的氣泡使得氧氣接觸面積增大和氧氣傳送效率提高。
此曝氣系統(tǒng)更能充分發(fā)揮好氧池去污功效，同時(shí)由于可變微孔曝氣管布置在池底部，曝氣均勻、曝氣效率高，對(duì)整個(gè)池內(nèi)的泥水形成很好地?cái)噭?dòng)，提高了好氧系統(tǒng)的去污功效。
4 深度處理系統(tǒng)
生化系統(tǒng)出水中污染物基本上是難以生物降解的可溶性有機(jī)物，無(wú)論是厭氧微生物還是好氧微生物均難以去除該類污染物。一般的物化加藥進(jìn)行混凝沉淀也難以有效去除這部分污染物，臭氧氧化、活性碳吸附及膜分離技術(shù)等方法由于技術(shù)設(shè)備不成熟、投資、運(yùn)行成本過(guò)高而難以應(yīng)用于大水量的廢水處理。增加深度處理方法則提供了一個(gè)簡(jiǎn)單高效的途徑，使廢水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放成為可能。
本方法的處理原理為：向經(jīng)過(guò)預(yù)處理的廢水投加Fenton試劑，F(xiàn)enton試劑由H2O2及亞鐵化合物按一定濃度比例組合而成，H2O2在Fe2+的催化作用下分解產(chǎn)生·OH，通過(guò)電子轉(zhuǎn)移等途徑將有機(jī)物氧化分解成小分子。同時(shí)，F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+產(chǎn)生混凝沉淀，從而去除大量有機(jī)物。
由中環(huán)萬(wàn)代設(shè)計(jì)以及寧夏時(shí)代環(huán)境科技有限公司施工、運(yùn)營(yíng)的賀蘭縣洪廣鎮(zhèn)及曖泉工業(yè)區(qū)污水處理廠一期工程，設(shè)計(jì)規(guī)模為2.5萬(wàn)立方米/天，其廢水處理系統(tǒng)使用“預(yù)處理處理+CEAO工藝生化處理+消毒池深度處理”工藝。
消毒池深度處理工藝是中環(huán)萬(wàn)代總結(jié)多個(gè)相關(guān)工程的經(jīng)驗(yàn)而發(fā)明的一種廢水深度處理方法，經(jīng)過(guò)了不斷的改進(jìn)及多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，已取得國(guó)家專利認(rèn)可，專利號(hào)為ZL200510100249.0。該工藝具有技術(shù)成熟可靠、設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、去除效率高，效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)行成本相對(duì)其它深度處理技術(shù)低廉，且反應(yīng)條件對(duì)溫度沒(méi)有特定要求，在常溫下即可實(shí)現(xiàn)，而且反應(yīng)速度快。
成功案例
賀蘭縣洪廣鎮(zhèn)及曖泉工業(yè)區(qū)污水處理廠一期工程
一、項(xiàng)目介紹
賀蘭縣洪廣鎮(zhèn)及暖泉工業(yè)區(qū)污水處理廠，項(xiàng)目總投資1.2億元，設(shè)計(jì)日處理污水5萬(wàn)立方米，分兩期建設(shè)，其中一期投資7860萬(wàn)元，設(shè)計(jì)日處理污水2.5萬(wàn)立方米。
賀蘭縣暖泉工業(yè)區(qū)污水處理廠項(xiàng)目是中環(huán)萬(wàn)代在銀川市的第一個(gè)工業(yè)污水處理設(shè)計(jì)項(xiàng)目，根據(jù)暖泉工業(yè)區(qū)水質(zhì)情況，污水廠采用先進(jìn)的CEAO工藝，利用生物的消化與反硝化作用，之后經(jīng)過(guò)消毒池處理，可達(dá)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)出水，可極大改善暖泉園區(qū)的水環(huán)境，為人民生產(chǎn)生活提供良好的環(huán)境。
項(xiàng)目自2012年6月4日正式開(kāi)工建設(shè)，在賀蘭縣人民政府的支持下，現(xiàn)污水廠已建設(shè)完成并于2013年年底達(dá)到了滿負(fù)荷生產(chǎn)需求。目前由寧夏時(shí)代環(huán)境科技有限公司接管運(yùn)營(yíng)，F(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行情況良好。CEAO生化處理系統(tǒng)去除率可達(dá)60%～80%，深度處理去除率達(dá)50%以上，最終出水CODCr（有機(jī)污染物）小于60mg/L。
寧夏時(shí)代環(huán)境科技有限公司是由廣州中環(huán)萬(wàn)代環(huán)境工程有限公司為主要投資人，于2012年11月在銀川市工商局注冊(cè)成立的環(huán)？萍计髽I(yè)，注冊(cè)資金3000萬(wàn)元，擁有工業(yè)廢水、市政污水環(huán)境污染治理設(shè)施臨時(shí)運(yùn)營(yíng)資質(zhì)證書(shū)。公司依托廣州中環(huán)萬(wàn)代環(huán)境工程有限公司環(huán)境治理方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)引進(jìn)沿海發(fā)達(dá)地區(qū)環(huán)保項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)管理的成功經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合寧夏當(dāng)?shù)丨h(huán)境治理情況，為政府及企業(yè)客戶提供先進(jìn)、成熟的環(huán)境治理整體解決方案。
為提升污染防治技術(shù)水平及推動(dòng)服務(wù)水平，中環(huán)萬(wàn)代還在銀川經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)投資興建了環(huán)保產(chǎn)業(yè)園，產(chǎn)業(yè)園主要包含研發(fā)中心、環(huán)保設(shè)備制造、煤化工廢水重地實(shí)驗(yàn)室、檢測(cè)中心公司辦公室基地。
二、工藝流程
廢水處理工藝流程：原水→預(yù)處理→集水池→提升泵房→厭氧池→好氧池→二沉池→消毒池→達(dá)標(biāo)排放。
污泥處理流程：剩余污泥→污泥濃縮池→壓濾機(jī)→干泥外運(yùn)
三、廢水處理系統(tǒng)介紹
系統(tǒng)處理流程可分為：預(yù)處理→CEAO生化處理→深度處理→達(dá)標(biāo)排放
1.預(yù)處理設(shè)置格柵、營(yíng)養(yǎng)鹽補(bǔ)充池等。
2.生化系統(tǒng)采用先進(jìn)、成熟的CEAO工藝，通過(guò)厭氧、缺氧、好氧三個(gè)不同過(guò)程的交替循環(huán)，實(shí)現(xiàn)生物降解高濃度廢水的有機(jī)污染物。
CEAO工藝是整個(gè)廢水處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心，是比傳統(tǒng)生化工藝更符合國(guó)情的新一代生化處理技術(shù)。具有投資省、處理能耗少、運(yùn)行費(fèi)用低、耐沖擊負(fù)荷高、易操作管理等優(yōu)點(diǎn)。該生化處理工藝CODcr 去除率可達(dá)60%～80%。
3.深度處理系統(tǒng)
針對(duì)已經(jīng)極性化的難降解的污染物，經(jīng)過(guò)反應(yīng)試驗(yàn)和研究，中環(huán)萬(wàn)代設(shè)計(jì)了獨(dú)創(chuàng)的深度處理系統(tǒng)。其處理流程為：經(jīng)過(guò)生化處理后的廢水首先進(jìn)入高效混合反應(yīng)池，池內(nèi)加入Fenton試劑：H2O2及Fe2+。Fenton試劑與廢水充分混合反應(yīng)，氧化分解廢水中的厭氧、好氧微生物均難以降解的污染物，部分污染物被分解后形成可沉淀的污泥。污泥在終沉池沉淀下來(lái)，通過(guò)排泥管排至污泥池，然后泵送至廢水處理系統(tǒng)的污泥濃縮池。廢水中大部分被氧化分解的污染物在污泥沉淀的過(guò)程中去除，其CODcr 去除率可達(dá)50%以上，出水CODcr可達(dá)60 mg/L以下的排放標(biāo)準(zhǔn)。
