预处理+生化+Fenton氧化+活性炭吸附工艺处理化工园区混合废水

王海棠

预处理+生化+Fenton氧化+活性炭吸附工艺处理化工园区混合废水

王海棠

（江苏省盐城市环境保护新技术研究中心，江苏 盐城 224000）

采用预处理+生化+Fenton氧化+活性炭吸附工艺处理化工园区混合废水。设计处理水量：物化预处理210 m3·h-1、生化处理850 m3·h-1、深度处理850 m3·h-1。运行结果表明，该工艺处理效果良好，出水pH6～9，COD≤50 mg·L-1，NH3-N≤5(8) mg·L-1，总磷≤0.5 mg·L-1，总氮≤15 mg·L-1，苯胺类≤1 mg·L-1，硝基苯类≤2 mg·L-1，出水水质优于设计指标要求。

预处理；生化处理；深度处理；化工园区混合废水

某沿海工业园区污水处理厂为综合工业污水处理厂，主要收集园区内企业生产废水。企业类型涵盖精细化工、医药、农药、染料中间体和生物化工制品等行业，企业排水污染物成分复杂，水质、水量波动较大。个别行业包括医药、农药、染料等，此类企业废水毒性高、悬浮物，难降解污染物浓度较高，对这几类废水的处理，经分类收集后，进行针对性的预处理。此外，企业在排入污水厂前大部分已经过包括生物二级处理在内的处理，废水中的易降解 COD 大幅下降，B/C值较低，水中含有较多的难生物降解或不可生物降解的物质，难以满足直接生物降解的要求，污水厂通过采用水解酸化技术，提高其可生化性。

根据国内各园区污水处理的工程案例，废水经传统生化工艺处理后，COD，TN难以达到出水标准要求，因此，生化后废水设深度处理单元，以保证能达标排放。因此本项目针对来水的复杂性，采用“预处理+水解酸化+MBR 生化+Fenton 氧化+曝气生物滤池+活性炭吸附”组合工艺，通过调试运营，取得了很好的处理效果。

1 工艺流程及主要设计参数

1.1 废水水质及排放要求

污水厂设计规模2.0万 m3·d-1。从各企业排水毒性检测情况看，农药类废水较其他类型废水毒性大，对生化系统的影响大，本次提标改造针对农药废水及部分医药废水进行单独收集单独预处理，预处理规模定为 5 000 m3·d-1。

根据大量的实测水质资料，本工程以 85%的保证率作为设计进水水质的依据，确定进水水质。出水 CODcr、TN、NH3-N、TP 四个主要指标执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中的一级 A 标准，其他主要指标仍执行《化学工业主要水污染物排放标准》DB32/939—2006 表 2 中一级标准，项目的设计进水和出水水质如表1所示。

表1 设计进、出水水质要求mg·L-1，pH无量纲

1.2 工艺流程

由图1可知，在工艺前段设置预处理设施，针对部分企业（农药、医药）来水实施分质预处理，改善来水中的大分子难生物降解物质分子结构，减轻对后续工艺的冲击。预处理后与来水混合进入调节池进行水质水量调节，后进入水解酸化池，水解酸化把难生化的转化为易生化的，水解酸化后进入AO脱氮工艺，进行有机物的好氧氧化和硝化作用，通过好氧氧化进一步去除有机物，通过硝化作用将氨氮转化为硝态氮，完成 COD 降解和脱氮，出水进入MBR 膜池，含泥污水实现泥水分离。膜池后最终进入后续深度处理系统，污水进入曝气生物滤池，截留悬浮物与生物氧化，通过Fenton系统降解难降解有机物，同时考虑超越管线，当进水水质较好时，可超越 Fenton 系统，工艺后端增设活性炭吸附工艺，保证出水稳定达标排放。

废水处理工艺流程见图1

图1 废水处理工艺流程

1.3 主要构筑物及设计参数

1.3.1 预处理设施

建5 000 m3·d-1分质预处理设施，采用臭氧氧化工艺。臭氧作为一种强氧化剂，其氧化作用主要依靠臭氧分子的直接作用和臭氧分解产物·OH的间接氧化作用，从而实现直接或间接地降解污水中的有机物，对污水中的COD、总氮去除效果较好。臭氧氧化可以提高污水的可生化性，特别是新兴污染物的降解[1-3]。采用臭氧对进水中的有机污染物进行氧化处理，改变污染物的分子结构，利于后续的生物处理。

1）分质预处理收集池

收集分质预处理企业的来水，进行均质、均量的调节作用。设计水量：=210 m3·h-1，停留时间：HRT=6 h，结构形式：钢砼，半地上，数量：1 座。

2）臭氧氧化池

臭氧氧化塔内为气、水两相反应区。配套尾气破坏系统。设计水量：=210 m3·h-1，停留时间HRT=2.0，臭氧投加量：100 mg·L-1。

1.3.2 主体生化工艺

1）生化池 1 座，规模为 2.0 万 m3·d-1，平面尺寸75.4 m×67.6 m，水深 4.5 m，混合液回流比为 400%。分为 2 组，平行布置，每组之间由隔墙隔开，可独立运行。

污水首先进入缺氧区，缺氧区为脱氮的主要场所，水力停留时间6.0 h，分为两级，污水与从好氧池回流的含硝态氮混合液充分混合，实现反硝化反应，达到脱氮的功能。混合液回流比设置为 200%~400%。污水由缺氧区进入好氧区，好氧区主要完成去除有机物、氨氮硝化、吸收磷的过程，好氧区停留时间 20 h。活性污泥微生物在好氧条件下去除有机物，完成COD降解。

2）膜池

MBR 膜池是反应池内含泥污水实现泥水分离的场所，膜截留了反应池中的微生物，池中活性污泥浓度高达 8~10 g·L-1。中空纤维膜组成的膜组件浸放于膜池内，0.1 μm的孔径阻止细菌通过。高浓度的污泥回流至生化反应池好氧区，可使好氧区污泥浓度接近 10 g·L-1，大大提高了生化反应池抗冲击负荷能力。膜池内的曝气装置完成两种功能，既进行膜的气水振荡清洗，保持膜表面清洁，又继续在该段进行生物降解，生物降解后的水在抽吸泵的作用下通过超滤膜，经MBR 集水管汇集到清水池排出。膜系统正常运行所需要的出水池、清洗池与膜池合建。膜池主要设计参数如下：设备安装规模2.0 万 m3·d-1，膜池停留时间：1.0 h，供气量：23 m3·min-1，膜通量：15 L/m2·h-1。

1.3.3 深度处理工艺

1）曝气生物滤池

进一步去除有机物、SS硝化、脱氮除磷的作用，其最大优点是集生物氧化与截留悬浮物于一体[4]。采用上向流滤池形式，一座，处理能力 2.0万·d-1。共分4格，滤料体积总计896 m3，单格尺寸：8.0 m×8 m，滤池总高=7.3 m，半地下钢砼结构。尺寸规格：××=40.0 m×18.3 m×7.3 m，有效深度 6.0 m结构形式：钢砼，半地下数 量：1 座设计水量：=2.0万m3·d-1，水力负荷：＝4.0 m3/ m2·h-1。

2）活性炭吸附

（a）工艺原理及布置

吸附工艺采用钢制罐，共12套，=2.0万m3·d-1，为生化后深度处理单元，处理达一级 A 标后出水直接排海。每组上有出水槽及三角堰，池内装煤质破碎颗粒活性炭。每组一个配水用电动堰门。原水经变径进水管及吸附器底部的布水器，由下向上通过活性炭床，经吸附过滤处理后从吸附池上部三角堰槽汇集排出。吸附过程中，通过设在吸附器底部的空气泵，将被污染的活性炭提到吸附器顶部的洗炭器，洗去 SS 后，净炭靠自重返回炭床，含泥废水自废水管排至废水井，自流入厂区污水泵站。

（b）工艺参数

吸附接触时间1.2 h；滤速2.2 m·h-1。反洗周期视进水 SS 确定，每系列按组自动滚动反洗，反洗废水回流至生化处理系统前段。根据本厂进、出水 COD浓度，活性炭饱和周期约为120~150 d。

2 工艺流程及主要设计参数

2.1 监测结果

监测单位对污水厂出水及各主要单元的监测结果如表2所示，监测结果表明，废水经污水处理系统处理后，出水 CODcr、TN、NH3-N、TP 四个指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中的一级 A 标准。

表2 验收监测结果mg·L-1，pH无量纲

2.2 达标保障措施

建议通过以下几点加强污水厂的管理：

1）污水厂进水工业废水占较大比例，应加强对进水水质的监管，对工业废水的接入，严格控制接管标准，同时加强对进水水质的监测。

2）对各企业排入污水处理厂的水量进行限制，特别是对废水排放量较大的企业，应限定其进入污水厂的流量范围，避免由于进厂水量的大幅度波动给污水处理厂带来不利影响。

3）尽量避免可能对生化产生抑制作用的重金属或有毒物质的超标进入。

4）加强在线监控设施的运维管理，发现异常数据及时上报并联系在线监控设施运维单位协调处置，尽快排查原因并记录。

5）加强水解酸化池的运营管理，控制厌氧反应在水解酸化阶段。

6）由于污水厂进水总磷浓度低，总氮浓度较高，可调整有机负荷及控制系统污泥龄，使反应以硝化反硝化脱氮为主。

3 结论

1）污水厂采用预处理+水解酸化+AO生化+MBR 膜+Fenton 氧化+曝气生物滤池+活性炭吸附+消毒工艺处理化工园区综合污水，该工艺可以有效去除废水中的有害物质，利于生化工艺良好运行，深度处理确保尾水稳定达标排放。运行实践及环保验收表明，对接管废水处理效果总体良好，处理后废水达到设计排放标准要求。

2）深度处理工段考虑超越管线，当进水水质较好时，可超越 Fenton 系统，降低运营成本。

［1］张海丰,刘洪鹏,张兰河,等. 臭氧- 活性炭技术对膜生物反应器膜污染减缓研究[J].化工进展,2013,32(2):453-459.

［2］马静,买文宁,王娟.臭氧氧化法深度处理纤维板生产废水的研究[J].环境污染与防治,2010,12(9):55-57.

［3］潘寻,胡文容.臭氧处理柠檬酸废水的实验研究[J].工业水处理,2007,27(3):31-34.

［4］陈宇等,水解酸化-Biodopp+高效沉淀池+臭氧-BAF+过滤消毒工艺处理化工园区废水[J].水处理技术,2020,46(7):136-139.

Treatment of Mixed Wastewater From a Chemical Industry Park by Pretreatment-Biochemistry-Fenton Oxidation-Activated Carbon Adsorption Process

（Yancheng City Environmental Protection New Technology Research Center, Yancheng Jiangsu 224000, China）

Mixed wastewater from a chemical Industry park was treated by the pretreatment-biochemistry-Fenton oxidation-activated carbon adsorption process. Designedtreatment capacity is as follows: pretreatment 210 m3·h-1, biochemical treatment 850 m3·h-1，advanced treatment850 m3·h-1. Running results showed that the treatment effect was good, the water effluent index was as follows: pH=6～9,COD≤50mg·L-1, NH3-N≤5(8) mg·L-1，TP≤0.5 mg·L-1，TN≤15 mg·L-1，anilines≤1 mg·L-1,nitrobenzenes≤2 mg·L-1,the water quality index was superior to the design requirements.

Pretreatment; Biochemistry; Advanced Treatment; Mixed wastewater from chemical industry park

2020-01-26

王海棠（1973-），女工程师，江苏盐城人，1997年毕业于南京化工大学化工工艺专业，研究方向：环境工程。

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1004-0935（2021）03-0310-04