工業(yè)污水處理工藝方案研究

劉天寶

(安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 231603)

近年來，我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程發(fā)展迅速，工業(yè)污水量增加較快，工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的污水具有成分復(fù)雜，難降解、難處理等特點(diǎn)，污水如未能達(dá)標(biāo)處理會(huì)對(duì)水生態(tài)、水環(huán)境造成影響，甚至影響人們正常生活。因此對(duì)于工業(yè)污水需根據(jù)污水中各種污染物指標(biāo)和濃度進(jìn)行全面綜合分析，并制定相應(yīng)的水處理工藝措施，通過適合工業(yè)污水處理設(shè)備處理后才可達(dá)標(biāo)排放。鑒于工業(yè)廢水的復(fù)雜性，本文通過研究污染物可生化性來了解工業(yè)污染物質(zhì)能否在生物作用下去除到環(huán)境所允許的程度。

1 污水可生化性分析

常規(guī)的二級(jí)處理工藝只能處理可生化性較好的污水，對(duì)于生化性一般的工業(yè)污水必須采用多級(jí)處理工藝，處理過程中需在生化池增加水解酸化池與臭氧接觸氧化工藝，以確保工業(yè)污水處理安全,工藝流程如圖1所示。

圖1 工業(yè)污水處理工藝流程示意圖

1.1 可生化指標(biāo)

(1) BOD5/COD 。生化需氧量表示水體在微生物存在下生化降解所需的氧量，可表示污水受有機(jī)物污染的程度，最常用的是5天生化需氧量，用BOD5表示?；瘜W(xué)需氧量COD是指在一定條件下，用強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)所消耗氧化劑的量。污水中通過BOD5/COD指標(biāo)反映能生物降解有機(jī)污染物和有機(jī)污染物總量之間的比值，比值越大，體現(xiàn)污水越好生物處理，結(jié)合已有成果來評(píng)價(jià)污水的可生物降解性能見表1所列。本工程工業(yè)污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)CODCr280mg/L，BOD580 mg/L，BOD5/CODCr=0.35，屬于可生化性一般的污水。

表1 污水可生化性評(píng)價(jià)參考數(shù)據(jù)

(2) BOD5/總氮。研究該指標(biāo)的目的是為了使微生物在污水中吸收均衡的營(yíng)養(yǎng)，保證其正常生長(zhǎng)，便于污水處理效果更好，同時(shí)BOD5/總氮指標(biāo)也是鑒別采用生物脫氮的處理效果的方式。反硝化細(xì)菌脫氮的原理是通過分解有機(jī)物過程來完成的，反應(yīng)過程中要有足夠的碳源 (有機(jī)物)，才能保證反硝化的順利進(jìn)行，正常情況下BOD5/總氮>4，即可認(rèn)為達(dá)到預(yù)期處理效果，本工程 BOD5/總氮=80/40=2(進(jìn)水TN以40mg/L計(jì))，可知在采用生物脫氮處理前需要增強(qiáng)污水的可生化性。

(3) BOD5/總磷。BOD5/總磷指標(biāo)是生物除磷效果分析的關(guān)鍵指標(biāo)。進(jìn)水中的BOD5是作為營(yíng)養(yǎng)供除磷菌活動(dòng)的基質(zhì)，BOD5/總磷正常情況下大于20適合生物除磷，比值越大，生物除磷效果越明顯。分析該污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)，本工程 BOD5/TP=80/3.5=23，生物除磷工藝適宜。

1.2 可生化性分析

通過上述分析，污水主要污染物指標(biāo)中，CODcr、總磷和總氮?jiǎng)t主要靠生物處理的方法解決，而該廠處理的工業(yè)污水可生化性一般，常規(guī)的二級(jí)生物污水處理方案不能達(dá)到處理效果，處理后的指標(biāo)達(dá)不到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)A類排放標(biāo)準(zhǔn)。

2 污水可生化性改良工藝分析

考慮到常規(guī)的二級(jí)處理工藝難以滿足工業(yè)污水處理要求，結(jié)合目前工業(yè)污水處理工藝中增強(qiáng)污水處理可生化性的工藝進(jìn)行分析研究，分別對(duì)水解酸化處理工藝與臭氧接觸氧化工藝進(jìn)行研究分析。

2.1 水解酸化工藝

由于污水處理廠處理系統(tǒng)工業(yè)污水進(jìn)水BOD5濃度低，可生活性差，需要在二級(jí)生化污水處理前設(shè)置水解酸化池。水解酸化前污水需通過預(yù)處理系統(tǒng)，一般包括粗、細(xì)格柵、沉砂池等，如圖2所示，主要去除大顆粒懸浮物、砂礫等，預(yù)處理出水進(jìn)入水解反應(yīng)器，去除懸浮物、提高污水可生化性，經(jīng)水解反應(yīng)器處理后的出水進(jìn)入后續(xù)處理設(shè)備。水解酸化池屬于傳統(tǒng)污泥床改進(jìn)型設(shè)備，主要用于對(duì)低濃度工業(yè)污水的處理，停留時(shí)間約4-8h，適應(yīng)正常氣溫下的運(yùn)行，運(yùn)行中無沼氣產(chǎn)生，降解有機(jī)物時(shí)只需要較低的消耗。

水解酸化工藝特點(diǎn)如下：

(1)能高效的去除各類有機(jī)物，且能耗較低。該工藝比以往的工藝對(duì)去除難以降解的有機(jī)物更加高效，其中去除SS、COD、BOD分別達(dá)到68%、27%、22%，使后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷得到降低，高效、低能耗分解了其中的有機(jī)物，與常規(guī)工藝相比節(jié)能約25%。

(2)污泥量減少，且相對(duì)穩(wěn)定。該工藝較以往常用污水處理方案產(chǎn)生的污泥量減少15～30%。結(jié)合缺氧處理工藝，在處理污水的過程中同時(shí)使泥污得到減容處置，對(duì)以往處理流程進(jìn)行了簡(jiǎn)化，池內(nèi)污泥穩(wěn)定，便于處置。

(3)造價(jià)低，便于運(yùn)轉(zhuǎn)管理。常規(guī)初沉池還需水下設(shè)備維護(hù)，本次推薦工藝省去了該環(huán)節(jié)，一次性投入建設(shè)成本較以往初沉池投入費(fèi)用低，且處理污染物效果好，管理方便。

2.2 O3接觸氧化工藝

O3接觸氧化工藝作為水處理環(huán)節(jié)中的一個(gè)操作程序，如圖1所示，其工作原理主要利用臭氧強(qiáng)氧化性，與污染物發(fā)生氧化反應(yīng)，將復(fù)雜的污染物轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單的物質(zhì)。O3在水中的分解速度很快，分解過程中能有效去除色、濁、嗅、味，去除污水中硫化物、氰、酚、農(nóng)藥和石油類等污染物。O3接觸氧化過程發(fā)生如下兩種反應(yīng)：一種是易于與苯酚等化合物、胺、乙醇等反應(yīng)；另一種是由O3衰減產(chǎn)生的·OH自由基是水中存在的最強(qiáng)氧化劑，其氧化性可使水中的有機(jī)物迅速降解，幾乎無選擇性地和污水中所有的污染物發(fā)生反應(yīng)，徹底氧化為 CO2和 H2O。而不能直接徹底氧化的有機(jī)物則轉(zhuǎn)化為可生化的簡(jiǎn)單有機(jī)物，可通過后生化處理進(jìn)一步去除。污水經(jīng)過臭氧催化氧化處理后，再進(jìn)入曝氣生物濾池進(jìn)行生物降解。

3 結(jié)束語

本文分析了工業(yè)污水在生物作用下處理工藝方案，常規(guī)的二級(jí)處理工藝只能處理可生化性較好的污水，對(duì)于生化性一般的工業(yè)污水難以到達(dá)處理要求，為了使污水處理達(dá)到預(yù)期效果，文中推薦了處理效果較好的水解酸化池與臭氧接觸氧化工藝，這兩種工藝對(duì)工業(yè)污水處理效果較好，處理后的污水可以達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)要求，可為同類型污水處理廠工藝選取提供參考。