1、項(xiàng)目背景

　　湖南某化工農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)基地包括農(nóng)藥和制藥工業(yè)、精密化工、冶金工業(yè)、石油化工為主的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，主要引進(jìn)開展農(nóng)藥、制藥類、精密化工、石油化工、精密化工、冶金行業(yè)類等企業(yè)。園區(qū)工業(yè)污水處理廠設(shè)計(jì)總范圍為4.0x104m3/d，目前一期工程(2.0x104m3/d)已于2016年建成投產(chǎn)。原水經(jīng)各生產(chǎn)企業(yè)自行處置到《污水綜合排放規(guī)范》(GB89%—1996)三級(jí)規(guī)范后進(jìn)人該廠，采用預(yù)處置(粗格柵+細(xì)格柵)+A2/O氧化溝+混凝沉淀工藝組合，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)為《污水綜合排放規(guī)范》(GB8978—1996)一級(jí)規(guī)范和《城鎮(zhèn)污水處置廠污染物排放規(guī)范》(GB18918—2002)的一級(jí)B規(guī)范的加權(quán)均勻值(各占50%權(quán)重)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)明，污水處置廠進(jìn)水水質(zhì)動(dòng)搖較大，進(jìn)水C0D、氨氮、總氮濃度超標(biāo)嚴(yán)重，由此造成污水處置系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，出水水質(zhì)動(dòng)搖較大，超標(biāo)狀況時(shí)有發(fā)作。依據(jù)最新的環(huán)保請(qǐng)求，園區(qū)污水廠出水水質(zhì)需提升至《城鎮(zhèn)污水處置廠污染物排放規(guī)范》(GB18918—2002)的一級(jí)A規(guī)范，故需對(duì)原有污水處置工藝實(shí)施提標(biāo)改造。

　　2、原有工藝問(wèn)題剖析

　　原廢水處置工藝流程如圖1所示。由于化工農(nóng)藥廢水中多為具有苯環(huán)類、雜環(huán)類等復(fù)雜構(gòu)造的難降解有機(jī)污染物，COD濃度高、鹽分高，還具有一定的毒性。化工農(nóng)藥廢水經(jīng)過(guò)園區(qū)企業(yè)預(yù)處置后，易生物降解有機(jī)物優(yōu)先被去除，剩下難降解有機(jī)物處置難度較大。原有處置工藝對(duì)廢水水質(zhì)的復(fù)雜性、進(jìn)水水質(zhì)超標(biāo)處置難度認(rèn)識(shí)缺乏，缺乏針對(duì)性的工藝設(shè)計(jì)，如調(diào)理池停留時(shí)間(5.8h)過(guò)短、水解酸化池水力停留時(shí)間(6h)過(guò)短、短少?gòu)?qiáng)氧化預(yù)處置、廢水可生化性差、系統(tǒng)處置效率低、設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)(如鹽分)與實(shí)踐存在較大差別等，造成實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)效果較差，出水不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

　　3、改造工程設(shè)計(jì)

　　3.1 設(shè)計(jì)范圍及進(jìn)、出水水質(zhì)

　　依據(jù)園區(qū)企業(yè)的廢水排放現(xiàn)狀，分離污水處置廠進(jìn)水水質(zhì)請(qǐng)求，肯定設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。出水水質(zhì)需到達(dá)《城鎮(zhèn)污水處置廠污染物排放規(guī)范》(GB18918—2002)的一級(jí)A規(guī)范。

　　依據(jù)建立單位請(qǐng)求及對(duì)園區(qū)污水處置廠進(jìn)水類別及水質(zhì)的摸查，改造工程設(shè)計(jì)范圍為2.0x104m3/d，其中低濃度廢水為0.6x104m3/d，高濃度廢水為1.4x104m3/d，低濃度廢水包括：園區(qū)生活污水、鍋爐廢水、空中沖洗水、企業(yè)搜集的初期雨水、預(yù)處置后生化性較好(B/C>0.3)的排水以及低COD(<100mg/L)的廢水。高濃度廢水包括：除低濃度廢水之外經(jīng)預(yù)處置后的企業(yè)生產(chǎn)廢水。

　　3.2 改造工藝

　　由于化工農(nóng)藥廢水中含有多環(huán)芳香烴和雜環(huán)化合物等復(fù)雜有機(jī)物，屬于難降解廢水，單純的生化工藝無(wú)法對(duì)其開環(huán)開鏈，所以生化處置之前需求實(shí)施高級(jí)氧化預(yù)處置。采用高級(jí)氧化前置預(yù)處置+強(qiáng)化生化+后置高級(jí)氧化+深度處置的工藝改造道路，工藝流程如圖2所示。企業(yè)高濃度廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處置進(jìn)入粗格柵池、調(diào)理池、細(xì)格柵池、沉砂池，隨后進(jìn)入Fenton池，經(jīng)過(guò)強(qiáng)氧化作用實(shí)施開環(huán)、斷鏈，提升廢水的可生化性。然后與經(jīng)粗格柵池預(yù)處置的低濃度廢水一同進(jìn)人復(fù)合水解酸化池實(shí)施厭氧生物反響，使大分子有機(jī)物合成轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，可生化性大大提升，隨后進(jìn)入氧化溝，在氧化溝好氧段設(shè)有曝氣系統(tǒng)。好氧微生物在氧氣充足的條件下，應(yīng)用微生物新陳代謝的作用將廢水中的有機(jī)物合成成二氧化碳和水，硝化細(xì)菌則將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，混合液經(jīng)過(guò)回流至缺氧段，在缺氧段內(nèi)實(shí)施反硝化脫氮。隨后廢水經(jīng)過(guò)沉淀池，活性污泥在此單元沉淀后回流，上清液再次絮凝沉淀，絮凝沉淀后出水進(jìn)人臭氧催化反響池充沛反響，再次提升可生化性后進(jìn)人曝氣生物濾池(BAF)，廢水中的有機(jī)物在BAF池內(nèi)進(jìn)一步降解，然后經(jīng)消毒后達(dá)標(biāo)排放。

　　3.3 提標(biāo)改造構(gòu)筑物及主要技術(shù)參數(shù)

　　提標(biāo)改造工程主要新建、改造建(構(gòu))筑物及主要技術(shù)參數(shù)見表2。

　　主要設(shè)備及參數(shù)見表3。

　　3.4 運(yùn)轉(zhuǎn)效果

　　該項(xiàng)目自2017年11月開工，2018年6月竣工投入試運(yùn)轉(zhuǎn)，2019年4月環(huán)保監(jiān)檢驗(yàn)收合格。表4為2019年4月1日-3日的驗(yàn)收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

　　3.5 提標(biāo)改造特征及經(jīng)歷

　　①充沛思索進(jìn)水水質(zhì)的復(fù)雜性和動(dòng)搖性，增強(qiáng)廢水水質(zhì)監(jiān)控和事故調(diào)理。由于園區(qū)廢水品種的多樣性，不同企業(yè)的廢水特征污染物的差別很大，混合處置難度大，且投資和運(yùn)轉(zhuǎn)本錢過(guò)高。經(jīng)過(guò)“一企多管(或一企一管)”，園區(qū)污水處置廠單獨(dú)對(duì)每根管道廢水實(shí)施監(jiān)測(cè)，如發(fā)現(xiàn)污染物超標(biāo)，即經(jīng)過(guò)閥門阻斷排污管或?qū)⒊瑯?biāo)廢水排人污水處置廠增設(shè)的事故池另行處置，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　②增加前端高級(jí)氧化和水解酸化，徹底處理原生化處置效率低的問(wèn)題，保證生化處置效果。由于難降解廢水中大多尷尬生物降解的復(fù)雜有機(jī)物，實(shí)踐可應(yīng)用作為脫氮除磷的易降解碳源有限，原水解酸化池水力停留時(shí)間也較短。在改造工藝采用化學(xué)預(yù)處置和強(qiáng)化水解酸化相分離的預(yù)處置工藝，能夠提升廢水的可生化性。

　　化學(xué)預(yù)處置采用芬頓氧化，將難降解的高分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易降解的有機(jī)物，新建水解酸化池，大幅提升水解酸化池水力停留時(shí)間，強(qiáng)化水解酸化效果，應(yīng)用水解酸化菌對(duì)復(fù)雜有機(jī)物實(shí)施開環(huán)、斷鏈，提升廢水的可生化性，為后續(xù)氧化溝脫氮除磷提供充足的可應(yīng)用碳源，提升處置系統(tǒng)的效能。

　　③充沛應(yīng)用現(xiàn)有處置設(shè)備，發(fā)掘池體潛力，強(qiáng)化好氧生物處置。現(xiàn)狀氧化溝水力停留時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，采用簡(jiǎn)單易行的改造方式，在氧化溝內(nèi)加設(shè)填料，充沛發(fā)掘其潛力，提升其脫除COD、脫氮除磷效率，對(duì)毒性、沖擊負(fù)荷和高含鹽量有較強(qiáng)的順應(yīng)才能。

　　④增加深度處置工藝，有效保證出水水質(zhì)。因廢水成分復(fù)雜，處置難度很大，故在氧化溝后再設(shè)置臭氧催化氧化和BAF分離的深度處置工藝，進(jìn)一步去除廢水中的難降解有機(jī)物(包括微生物代謝產(chǎn)物等)和SS，提升水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)率。

　　4、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

　　本次提標(biāo)改造工程直接投資(建筑裝置費(fèi))約為6141萬(wàn)元，其中土建為2662萬(wàn)元，設(shè)備及裝置工程為3479萬(wàn)元。

　　直接運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用為8.004元/m3，包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)、污泥處置費(fèi)。其中：工業(yè)用電價(jià)錢為0.62元/(kW?h)，用電量為850xl04kW.h/a，折合用電本錢為0.722元/m3，藥劑包括硫酸、H2O2、七水合硫酸亞鐵、NaOH、PAM、粉末活性炭、純氧、PAC、二氧化氯等，費(fèi)用為55144元/d，折合藥劑本錢為2.755元/m3，污水廠定員16人，費(fèi)用為90萬(wàn)元/a，折合人工費(fèi)為0.12元/m3，污泥運(yùn)輸處置費(fèi)用為5000元/t，污泥產(chǎn)量為17.5t/d，折合污泥運(yùn)輸處置費(fèi)為4.407元/m3。

　　廢水處置量為2x104m3/d，COD去除率為93.4%，TN去除率為90.4%。按年運(yùn)轉(zhuǎn)360d計(jì)，則可減少向環(huán)境排放的COD約為30%t/a，TN約為505t/a。

　　5、結(jié)語(yǔ)

　　①提標(biāo)改造采用Fenton+混凝沉淀+水解酸化+氧化溝+臭氧氧化+BAF的工藝組合處置化工農(nóng)藥廢水，于2019年4月經(jīng)過(guò)環(huán)保監(jiān)檢驗(yàn)收，處置才能到達(dá)設(shè)計(jì)請(qǐng)求，出水水質(zhì)穩(wěn)定到達(dá)《城鎮(zhèn)污水處置廠污染物排放規(guī)范》(GB18918—2002)—級(jí)A規(guī)范。

　　②該工藝運(yùn)轉(zhuǎn)效果良好，運(yùn)轉(zhuǎn)直接費(fèi)用為8.004元/m3，每年可減少向環(huán)境排放COD約為3096t/a，TN約為505t/a。

　　③充沛應(yīng)用原有設(shè)備，做到新舊設(shè)備銜接順暢，減少了工程投資。