农药医药化工园区集中式污水处理厂改造工程实例

鲁元宝，刘海波

（1.山东钢铁济南分公司，济南　250101；2.江苏盛世水业有限公司，南京　210019）

农药医药化工园区集中式污水处理厂改造工程实例

鲁元宝1，刘海波2

（1.山东钢铁济南分公司，济南250101；2.江苏盛世水业有限公司，南京210019）

针对江苏如东沿海经济开发区集中式污水处理厂原工艺处理出水不达标的问题，对现有水质水量、原处理工艺、运行状况及问题进行分析，提出预处理-强化水解酸化-氧化沟-臭氧高级氧化-BAF的组合处理改造工艺。工程运行结果表明，改造后工艺处理出水CODCr质量浓度低于70 mg/L，NH3-N质量浓度低于5 mg/L，TP质量浓度低于0.5 mg/L，三者去除率均达到80%以上，出水水质稳定达到DB 32/939—2006《化学工业主要水污染物排放标准》一级指标要求。

农药；医药；化工园；臭氧氧化；改造

如东沿海经济开发区化工园区企业众多，以农药、医药、印染、高分子材料生产企业居多，其生产工艺流程千差万别，所产生的污废水水质水量变化大，且色度高、毒性大、可生化性差，属典型的有毒有害难降解的工业污水［1］。另外各企业内部水处理程度及工艺水平差异较大，园区集中式污水处理厂原工艺为水解酸化-氧化沟-混凝沉淀组合处理工艺，出水不达标，这给园区污水处理厂的运行带来很大困难［2］。本文针对如东沿海经济开发区集中式污水处理厂工艺的改造方案及改造前、后运行状况进行分析，以期为未来化工污水处理工艺的研发及设计提供参考。

1　工程概况

江苏省如东沿海经济开发区始建于2004年，目前园区入驻企业近200家，均为精细化工企业，产品涉及各种农药［3］、医药、高分子、染料中间体和成品。园区集中污水处理厂总设计处理规模为2.0万t/d，设计采用水解酸化-氧化沟-混凝沉淀组合处理工艺。

随着运行时间的延长以及化工园区企业的大量入驻，一方面，污水水质、水量更为复杂多变，另外一方面，针对来水的特征有机污染物，污水处理厂缺乏相应的处理措施，导致难以实现污水稳定达标排放，同时园区污水处理厂无生活污水接入，污水可生化性差，m（BOD5）/m（CODCr）低于0.1，因此，如东沿海经济开发区为全面严格贯彻执行国家环境保护法规，决定对污水处理厂进行提标改造。

2　原处理工艺、运行状况及问题分析

2.1处理工艺

原工艺流程为：企业污水通过一企一管（多企一管）接入园区集中污水处理厂，污水处理厂在进水室设置监控仪表监控来水水质，之后合并汇入进水导流池，再自流进入原格栅渠（提升泵房），视水质情况提升进入事故池或调节池，调节池进行二次提升进入初沉池，初沉池仅仅过水（设配水系统），不投加药剂运行，出水依次自流进入水解酸化池、氧化沟、二沉池、混凝沉淀池和排放水池，出水提升排海。

2.2工程运行状况分析

园区集中污水处理厂设有完备的自动监测系统，改造前污水处理厂进、出水水质的相关检测结果见图1～图3。

图1　改造前污水处理厂进水水量

图2　改造前污水处理厂进、出水CODCr浓度

图3　改造前污水处理厂出水NH3-N和TP浓度

由检测结果可知，污水处理厂进水水量和水质波动较大，水量在7 000～12 000 m3/d之间波动，CODCr的质量浓度则在200～550 mg/L之间，进水pH值显弱碱性，这也与化工园区综合污水特性相一致。污水处理厂出水CODCr和NH3-N浓度不能稳定达标，TP浓度则基本可以达标。

2.3污水处理厂存在的主要问题

虽然通过一企一管（多企一管）和在线监控设备，使污水处理厂的进水端水质基本可以得到控制，但在实际运行中，仍然存在超标进水、进水水质波动大等问题，尤其是污水中特征有机、有毒污染物的冲击负荷较大，导致出水不能稳定达标。通过对工艺构筑物参数和实际运行数据的深入分析，发现污水处理厂在实际运行中还存在以下问题：

（1）进水特征有机污染物无法得到有效控制。企业污水预处理系统良莠不齐，本身对化工污水中难降解特征有机污染物的去除效果不佳，直接导致污水处理厂进水中特征有机污染物浓度过高，对生化处理系统形成冲击。

（2）特征有机污染物不能实现有效去除。针对来水特征有机污染物的去除，现有的水解酸化-氧化沟-混凝组合工艺，虽然可以一定程度降解（破解）污水中的特征有机污染物，但水解酸化池处理效果差，氧化沟污泥性质不稳定，较难实现对有机污染物的高效破坏，尤其是针对难降解、抗氧化性强的一些特征有机污染物。

（3）水解酸化停留时间较短，不能有效提高进水m（BOD5）/m（CODCr）值。由于污水处理厂进水是各企业经过预处理后的污水，BOD5浓度极低，实测m（BOD5）/m（CODCr）低于0.1，所以必须依靠水解工艺有效提高污水的可生化性，才能使后续好氧单元发挥功效，因此水解酸化单元是整个污水处理厂的核心单元。水解酸化池停留时间仅为16 h左右，其对CODCr的处理效率仅为10%左右，对m（BOD5）/m（CODCr）的提升低于0.05，远没有达到既定的处理目标。

（4）氧化沟处理效果不佳。由于前段水解酸化处理效果较差，水解反应后m（BOD5）/m（CODCr）依然在0.1左右，导致氧化沟处理CODCr去除率低于20%，处理效果差。此外，由于大量特征有机污染物没有得到有效去除，因此氧化沟中的污泥活性不高，稳定性差，抗冲击能力较弱。

（5）该工艺无深度处理单元，出水无法得到有效保证［3］。

3　工艺改造方案

综合考虑污水特点、运行实际情况、处理要求及现场大量工程试验结果，确定工程改造内容主要为：强化生化处理，提升深度处理，末端保障。

3.1强化生化处理

（1）水解酸化池改造。①增设4座上流式水解酸化反应器。总有效池容为5 000 m3，有效停留时间为6 h，与原有水解酸化池共同组成新的水解酸化反应系统，整体的停留时间超过22 h。②对原有水解酸化池进行改造，将池内的的水力流态改为上流-下流-上流的形式，以提高泥水混合效果。

（2）氧化沟改造。①曝气单元的改造：保留现有倒伞表曝机，依旧作为主要的曝气设备，用于调控氧化沟流速和溶解氧浓度。同时新建鼓风机房，并在池内设置可提升曝气头，依靠可提升曝气头进行曝气，通过安装变频设备，可以有效地自动控制好氧池的溶解氧浓度。中间段设置潜水推流器，依靠推流器进行完全混合。②将氧化沟改造为PACT池［4］。通过增加干式粉末活性炭投加装置和活性炭提升装置，定量连续投加粉末活性炭将氧化沟改成PACT池，提高氧化沟抗冲击能力及负荷去除能力。

3.2提升深度处理功能

（1）新增臭氧氧化单元［5］。新增臭氧氧化池的有效池容为3 000 m3，接触反应时间为60 min，衰减时间超过200 min，接触反应区内置臭氧氧化催化剂，新增2台20 kg臭氧发生器，接触区臭氧投加量保证在50 mg/L以上［6］，经过改造可大幅提升臭氧氧化效率。

（2）新建BAF单元。增设BAF池1座。有效池容为2 500 m3，停留时间为3 h。臭氧氧化的主要作用在于提高尾水的可生化性，因此后续必须衔接有效的生化处理工艺，才能实现最终出水的稳定达标［7］。同时考虑到污水TN浓度较高，尾水臭氧处理后还需进行脱氮处理，因此最终选择BAF工艺作为末端生化系统［8-10］。

经过改造后，污水处理工艺流程见图4。

图4 改造后的工艺流程

4　改造工艺运行状况

污水处理厂于2015年4月份改造完成，并同步开始调试，监测其进、出水水质状况，2016年1～6月份污水处理厂进、出水水质的监测结果见表1。

表1　改造后污水处理厂进、出水水质Tab.1　Influent and effluent water quality before and after reconstruction

由表1可知，污水处理工艺改造后，在进水CODCr质量浓度最高达500 mg/L，NH3-N质量浓度最高达30 mg/L，TP质量浓度最高达8 mg/L的情况下，处理后出水CODCr质量浓度稳定在70 mg/L以下，CODCr去除率达80%以上；出水NH3-N质量浓度低于 5 mg/L，出水TP质量浓度低于0.5 mg/L，去除率均达到80%。出水能稳定达到DB 32/939-2006《化学工业主要水污染物排放标准》一级排放指标要求。

5　结语

（1）如东沿海经济开发区集中式污水处理厂改造工艺采用预处理-水解酸化-氧化沟-臭氧高级氧化-BAF组合工艺处理园区污水是可行的，该工艺能适应园区污水水质水量的变化，出水水质稳定达到江苏省DB 32/939-2006一级排放指标要求。

（2）改造后的水解酸化池能够有效提升污水的m（BOD5）/m（CODCr）至0.15以上，保证了生化系统的运行效率。

（3）臭氧高级氧化-BAF组合工艺能够有效地应对农药、医药化工污水的末端深度处理要求，确保CODCr和色度能够稳定达到江苏省DB 32/939-2006一级排放指标要求。

［1］陈滨，王申，黄访平，等.化工园区混合化工废水集中处理技术探讨［J］.工业用水与废水，2013，44（1）：38-41.

［2］高欣，马鹏飞.工业废水对城市污水处理厂设计及运行的影响［J］.环境科学与管理，2006，31（3）：72-72.

［3］叶蓓蓉，姚日生，边侠玲.农药生产废水处理技术与研究进展［J］.工业用水与废水，2009，40（4）：23-26.

［4］蓝梅，顾国维.PACT工艺研究进展及应用中应注意的问题［J］.工业水处理，2000，20（1）：10-12.

［5］邵科隆，周集体，吕红，等.臭氧氧化预处理难降解农药废水的研究［J］.环境工程学报，2009，3（7）：1259-1262.

［6］胡洁，王乔，周珉，等.芬顿和臭氧氧化法深度处理化工废水的对比研究［J］.四川环境，2015，34（4）：23-26.

［7］闫海生，刘博，喻为福，等.氧化预处理技术在农药废水处理中的应用研究进展［J］.农药，2006，45（2）：78-83.

［8］王开演，汪晓军，刘剑玉.臭氧预氧化-BAF工艺深度处理垃圾渗滤液［J］.环境工程学报，2009，3（9）：1563-1566.

［9］孙力平，侯红娟，林荣忱.改进的BAF工艺在工业废水处理中的应用［J］.给水排水，2000，26（11）：37-39.

［10］孙力平，侯红娟.改进的BAF工艺用于工业废水处理［C］//′2001全国工业用水与废水处理技术交流会论文集暨水处理技术汇编.合肥：全国化工给排水设计技术中心站，2001：55-56.

A reconstruction project of centralized sewage treatment plant in pesticide and chemical industrial park

LU Yuan-bao1，LIU Hai-bo2
（1.Branch Office of Shandong Iron Steel Group，Jinan 250101，China；2.Jiangsu Sense Water Co.，Ltd.，Nanjing 210019，China）

In view of the problem that the quality of the effluent water from a centralized sewage treatment plant in Rudong coastal economic development zone of Jiangsu province was not up to the standard，the quality and quantity of the current influent water，the original treatment process，the operation status and the existing problems，were analyzed.A combined process of pretreatment-enhanced acid hydrolysis-oxidation ditch-ozone advanced oxidation-BAF was adopted for the reconstruction of the said sewage treatment plant.The running results of the project showed that，through the reconstruction，the mass concentrations of CODCr，NH3-N and TP in the effluent water were lower than 70，5 and 0.5 mg/L respectively，the removal rates of them were all above 80%，the effluent water quality stably met the specification for grade 1 in DB 32/939-2006 Provincial Discharge Standard of Main Water Pollutants for Chemical Industry of Jiangsu Province.

pesticide；medicine；chemical industrial park；ozone oxidation；reconstruction

X703.1；X505

B

1009-2455（2016）04-0064-03

鲁元宝（1969-），男，山东胶州人，高级经济师，主要研究方向为钢铁行业工业循环水处理总包运营，（电子信箱）luyuanb@163.com。

2016-07-19