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廣州原料化工廢水處理方案
廣州某公司是一家大型化工企業。該公司主要是生產一種重要的基本有機化工原料順酐產品。生產過程中會使用到鄰苯二甲酸二丁脂（DBP），會產生一定量的廢水，主要來自順酐生產線水洗廢水，包括溶劑再生工段水洗廢水和結片包裝車間的水洗水；除此之外，還有精制焦油產生的廢液、員工生活污水、初期雨水以及檢修污水。廢水中含有大量的有機物，其廢水的主要特點是：有機物濃度高、水量水質變化大、缺乏營養物質等特點。該廢水若不經處理直接外排，將會帶來嚴重的污染。
根據該公司規劃，預計項目主要廢水排放量及成分如下：
| 分類 | 組分 | 質量含量wt% | 常壓沸點/°C | 備注 |
沖洗水： 0.017m3/h | 水 | 83.7 | - | |
| 有機物 | 10.9 | - | ||
| 清洗液 | 5.4 | - | ||
順酐生產 廢水： 12m3/h | 水 | 97.5 | 99.8 | |
| 丙烯酸 | 0.1 | 141 | ||
| 正丁醇 | 0.1 | 117.7 | 與水共沸，共沸溫度92.7 °C，共沸比57.5:42.5 | |
馬來酸 | 1.2 | 275 | ||
| 富馬酸 | 0.3 | 355.5 | ||
| 鄰苯二甲酸 | 0.4 | 230 | ||
| DBP | 0.1 | 340 | ||
| 有機物 | 0.3 | - | ||
精制焦油： 0.073m3/h | 順桿 | 75 | - | |
| 焦油 | 25 | - |
此外還有生活污水0.5m3/h，初期雨水0.3m3/h，檢修污水0.2m3/h，合計13.09m3/h。
該公司在生產經營的同時，對環境保護十分重視，計劃投資建設一座污水處理系統，經處理后廢水COD達到700ppm以下，電導率降1500μS/cm。項目擬設計處理規模為13.017m3/h。本工程主要采用“預處理+復合UASB+接觸氧化”處理工藝，該工藝具有處理效率高、投資低、運行費用低、運行穩定、有沼氣產生等優點，可確保出水穩定，長期達到排放標準。
根據上述情況，我司對該項目提供工程治理設計方案。本污水治理工程包括設計、土建施工、設備安裝以及工程調試等全部內容。
1．設計廢水水量
根據建設單位的要求，結合貴司生產工藝連續的特點，污水處理站綜合處理能力為320T/D，運行時間按24h/d設計。
2．廢水進水水質
根據該單位提供的生產工藝分析，廢水主要來自于順酐生產線的水洗廢水，分為順桿生產廢水和水洗廢水，主要包括溶劑再生工段水洗廢水和結片包裝車間的水洗水等，廢水中含有大量有機物、色度、油類等。除此之外，還有精制焦油產生的廢液、員工生活污水、初期雨水以及檢修污水。
由上表可知，廢水的COD平均濃度為：27550mg/L，考慮到生產波動和事故水排放時預留處理空間，按COD為28000mg/L設計。
根據甲方提供的數據、以及漓源環保的化工廢水處理工程經驗，考慮工程投產后生產量的波動及運行需要，本工程設計原水水質指標如下表1：
表3：進水水量水質指標
| 污染指標 | 水量（T/d） | pH值 | CODcr(mg/l) | BOD5(mg/l) | SS（mg/l） | 石油類(mg/l) | |
| 生產廢水 | 順桿生產廢水 | 290 | 1.5-2 | 28000 | 8400 | 500 | 1000 |
| 沖洗水 | 5 | 12.8 | 10000 | 4900 | 195 | - | |
| 檢修污水 | 5 | 6-9 | 3000 | - | - | - | |
| 生活污水 | 12 | 6-9 | 500 | 260 | 400 | - | |
| 初期污水 | 8 | 6-9 | 500 | - | - | - | |
| 合計 | 320 | - | 25610 | 8000 | - | - | |
注：精制焦油廢液委外處理。
根據以上資料計算，每天需處理的COD總量實際為：8195kg。
根據業主要求規劃，廢水經處理后出水的排放標準執行以下標準：
具體設計出水水質如下：
CODcr：700mg/L
pH： 6～9
電導率：1500μS/cm
（注：其余指標在貴單位給我方的資料上未標明，但根據貴單位的廢水特性，若COD合格，其余指標均應達標）
根據該項目的現狀和我司大量實驗的結果，我司提出如下建議和設計思路。
（1）本項目處理的難點就在于廢水高濃度的有機含量，相對分子量大，成分相對較穩定，且含有毒害物質，難以生化降解，需要經過預處理才可以進入生化系統。
（2）采用“隔油+生化”工藝，通過隔油，廢水中含有大量的油類物質可以得到有效去除，剩下的再通過生化去除，經過隔油后也可以降低原水COD含量，保證出水可以達到排放標準。
（3）生產廢水呈酸性，pH值約為2，可采用前置預處理方法將其反應至中性并去除廢水中部分有機物。降低中和反應需要添加酸堿藥劑的成本。微電解還可降低進入反應器的有毒物質，改善污水可生化性，并緩解水質波動大的問題，保證UASB反應器能長期穩定運行。
（4）采用混凝沉淀的方法對廢水進行預處理，可有效去除膠體有機物，對廢水中97%的濁度物質可以去除。
（5）生化厭氧段主要采用復合型UASB厭氧工藝，較傳統UASB厭氧有更好的污泥截留作用，提高污泥濃度，增加生物處理效率。厭氧結合接觸氧化的生化處理工藝，使得工程投資和運行成本比純物化工藝低，安全性和穩定性更高。
初期雨水收集到集水池1，在集水池1中均衡水質水量后油提升泵泵入混凝反應池；生活污水收集到集水池2，在集水池2中均衡水質水量后油提升泵泵入厭氧調節池。
生產廢水首先由廠方收集經廠方安裝水泵提升到隔油調節池，經過隔油后，去除廢水中大量焦油，部分懸浮物通過粘附在油脂上一并去除，同時進行均衡水質水量。
廢水經隔油調節池處理后由提升泵泵入pH調整池，調節pH至適宜進入微電解反應池后自流進入反應池。在微電解反應池，去除廢水中部分有機物，改善廢水的生化性能，同時中和廢水中酸性物質；廢水經催化氧化反應后自流入混凝反應池，對廢水進行中和后加入絮凝劑絮凝反應后流至初沉池沉淀分離，進一步去除廢水中脂類、油類，廢水經初沉池處理后自流入厭氧調節池。
在厭氧調節池中對廢水進行溫度、pH等進行調節，并投加營養鹽，使廢水水質達到厭氧污泥反應床要求的各個條件，通過提升泵提升至厭氧反應器，廢水在厭氧反應器中與厭氧顆粒污泥得以充分接觸，經三相分離器分離后的厭氧消化液排入流量精密分配器。
在分配器中，對廢水進行分流，含有厭氧系統污泥的廢水分流至厭氧調節池，并回流至UASB內部系統，另一部分廢水精密計量并排至多級接觸氧化池進行好氧生化處理。
生物接觸氧化工藝是目前污水處理中應用的處理方法，生物接觸氧化法在運行初期，少量的細菌附著于填料表面，由于細菌的繁殖逐漸形成很薄生物膜。在溶解氧和食物都充足的條件下，微生物的繁殖十分迅速，生物膜逐漸增厚。溶解氧和污水中的有機物憑借擴散作用，為微生物所利用。但當生物膜達到一定厚度時，氧已經無法向生物膜內層擴散，好氧菌死亡，而兼性細菌、厭氧菌在內層繁殖，形成厭氧層，利用死亡的好氧菌為基質，并在此基礎上不斷發展厭氧菌。經過一段時間后在數量上開始下降，加上代謝氣體產物的逸出，使內層生物膜大塊脫落。在生物膜已脫落的填料表面上，新的生物膜又重新發展起來。在接觸氧化池內，由于填料表面積較大，所以生物膜發展的每一個階段都是同時存在的，使去除有機物的能力穩定在一定的水平上。生物膜在池內呈立體結構，對保持穩定的處理能力有利。由于微生物的作用污水中的污染物得以去除。
接觸氧化池出水自流進入終沉池，進行泥水分離，確保廢水達到排放標準后排放。
初沉池、終沉池污泥排放到污泥池，由氣動隔膜泵輸送到壓濾機進行壓濾脫水。污泥壓濾脫水后外運委托有資質的單位進行回收，濾液返回調節池進行處理。
采用以上工藝以及設計參數，預計出水水質如下：
表4 廢水處理預計出水水質
| 項目 | CODcr削減變化量(kg/d) | 出水CODcr濃度(mg/l) | 去除率（%） |
| 隔油調節池 | 8120+50+15=8185 | 27283 | 0 |
| pH調整池+Fe-C微電解池 | 6957 | 23190 | 15 |
| 混凝反應池+初沉池 | 5917 | 19211 | 15 |
| 厭氧調節池 | 5917+6=5923 | 18509 | 0 |
| UASB厭氧反應池 | 1066 | 3332 | 82 |
| 多級接觸氧化池 | 213 | 666 | 80 |
| 二沉池 | 213 | 666 | 0 |
| 出水標準 | 224 | 700 | - |
