蘇美萍,楊祖沐,陳小葉
(1.福州大學環(huán)境與資源學院,福州 350108;2.福建龍源環(huán)境工程技術有限公司,福州 350001)
福鼎市龍安工業(yè)園區(qū)合成革生產基地,占地面積1400畝,已引進落戶33家合成革及其相關生產企業(yè)。在合成革生產過程中,基布含浸、涂覆凝固、水洗等工序使用了較多的有機化合物,排放的廢水中含有二甲基甲酰胺(DMF)、二甲胺、丁酮等高濃度有機物,具有較大的毒性,對環(huán)境、人體均會產生嚴重的危害,因此,建設集中污水處理廠勢在必行。
龍安合成革污水處理廠建于該基地東北角,主要處理基地內各企業(yè)的外排廢水(包括生活污水、生產廢水)和處理廠廠區(qū)內的生活污水、生產廢水。2008年9月,建成一期工程,處理規(guī)模為2000m3/d,采用兩級厭氧+CASS工藝。二期工程建成后,污水處理廠新增污水處理能力1000m3/d。
污水處理廠二期工程設計進水水質根據廢水實測數據,結合一期工程的水質數據及合成革企業(yè)提供的相關資料分析確定。污水經處理后,出水水質須達到《合成革與人造革工業(yè)污染物排放標準》(GB21902-2008)規(guī)定的排放濃度限值要求。設計進、出水水質如下表所示。
設計進、出水水質表
合成革生產廢水來源一般包括:
(1) 洗塔廢水:間歇式排放,含大量SS、氨氮以及CODCr。
(2) 塔頂水:含有較高濃度的DMF、二甲胺。
(3) 水糅廢水、洗槽水、車間沖洗水、洗桶水等:主要含有革基布毛屑和DMF、甲苯、丁酮、PVA、聚氨酯、助劑等有機污染物。
(4) 噴涂水:非常難處理,非連續(xù)排放。
排入污水處理廠的污水包括工業(yè)園區(qū)內合成革生產廢水和生活污水。該工程是把各個企業(yè)排出的合成革廢水進行集中處理,因而該工程的污水處理不能簡單套用單個合成革企業(yè)的廢水處理方法,應特別對待。
該工程處理的污水典型水質特征可歸納為:
(1) 廢水水量大、水質復雜;
(2) 有機物濃度高、難生物降解物質多;
(3) 氨氮、總氮、DMF含量高;
(4) 間歇生產、間歇排放洗塔水等,使得水質、水量波動大[1]。
結合污水水質特點,主要考慮以下一些關鍵點以確定合理的治理工藝路線:
(1)進水中含有較多固體雜質,在污水進入處理系統(tǒng)前需對雜質進行有效的清除,否則會影響水泵、曝氣器、管道系統(tǒng)的正常運行。
(2)合成革廢水可生化性較差,其BOD5/CODCr值一般小于0.2,采用厭氧預處理環(huán)節(jié),以降低難降解物質對好氧生物處理的影響。同時,采用厭氧生物處理工藝是合理和必要的,這樣可以最大限度地去除高濃度有機物,為后續(xù)處理工藝創(chuàng)造良好的水質條件,并有效地降低工程總造價和運行費用。
(3)好氧生化處理工藝是整個污水處理流程的核心工藝,不僅決定整個工程的處理效果,而且直接決定工程總投資和運行費用的高低。
相應確定二期工程污水處理流程主要由機械格柵、厭氧生物處理、好氧生物處理、污泥處理等部分組成[2]。
2.2.1 污水處理工藝流程
合成革污水的CODCr濃度高,且BOD5/CODCr值≤0.2,污水的可生化性差,因此必須先提高污水的可生化性,并有效去除有機物。厭氧濾池生物固體濃度高,有機負荷高,耐沖擊負荷能力強,啟動時間較短,無需回流污泥,運行管理方便,運行穩(wěn)定性較好,因此厭氧生物處理工藝采用厭氧濾池。
因污水中含有大量的氨氮,而近年來國家相關標準對出水氨氮指標愈加嚴格,故好氧生物處理工藝主要考慮脫氮。氧化溝因占地面積較大,而該工程規(guī)劃用地較少,故不適合該工程。一期工程采用了CASS工藝,實踐表明CASS工藝脫氮效率難以穩(wěn)定達標,故本期工程不再選用CASS工藝。A/O法工藝歷年來被大量使用,工藝最成熟,且已經積累了大量的工程經驗和運行管理經驗,具有良好的脫氮效果,因此好氧生物處理工藝采用A/O工藝。
2.2.2 污泥處理工藝
該工程采用污泥濃縮+污泥脫水的工藝對污水處理過程中產生的污泥進行濃縮、脫水處理后,外運處置。
該工程設計采用兩級厭氧濾池+兩級A/O工藝+輻流沉淀+混凝沉淀工藝作為主體工藝,具體污水處理工藝流程見下圖。
污水處理工藝流程圖
工業(yè)區(qū)合成革廢水及生活污水經收集管網自流入集水井中,通過格柵截留污水中較大的懸浮物后,由泵送入調節(jié)池均衡進水水質及水量。再通過污水提升泵提升至厭氧濾池進行厭氧分解反應,降解部分CODCr,并將DMF等有機污染物轉化為小分子有機污染物,提高BOD5/CODCr值且降低污水的毒性。采用兩級厭氧濾池,可降低污水沖擊負荷。然后進入缺氧池繼續(xù)進行有機污染物降解,而后自流入好氧池,利用池內活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用,分解去除污水中的有機污染物,將氨氮氧化為亞硝酸鹽、硝酸鹽,并以混合液回流的形式回流至缺氧池進行反硝化反應,以達到脫氮效果。因進水同時含有高濃度的有機物和氨氮,故采用二級生物脫氮工藝才能達到同時降解有機物和去除氨氮的目的。輻流沉淀池出水在混凝反應池中經過混凝絮凝反應,通過平流沉淀池固液分離進一步去除有機物。沉淀后的清液自流入標準排放池排放。
污泥則通過泵抽到污泥濃縮池,進行濃縮,再用螺桿泵抽到污泥脫水機房進行脫水,最后外運處置。污泥濃縮池上清液、污泥壓濾液流回集水井,重新進行處理。
(1)格柵、集水組合池與一期工程共用,細格柵柵渠寬度900mm,格柵寬度800mm,格柵凈距5mm,安裝傾角75°,配備旋轉式格柵除污機1臺,型號為GSHZ800×7540-5。集水井尺寸為直徑5m,深9m。
(2)調節(jié)池與一期工程共用,內部尺寸為28.40×8.75×5.50(m),有效容積為1240m3。
(3)厭氧濾池4座,分為2組,內部尺寸14.60×9.30×5.50(m),總有效容積2700m3,有機負荷0.11kgCODCr/kgMLSS·d,水力停留時間65h。
(4)一級缺氧、好氧組合池分為2組,總有效容積4460m3,有機負荷0.11kgCODCr/kgMLSS·d,水力停留時間108h。1)缺氧池1,2座,內部尺寸14.60×10.00×5.50(m),總有效容積1460m3;2)好氧池1,2座,內部尺寸為20.80×14.60×5.50(m),總有效容積3000m3。
(5)二級缺氧、好氧組合池分為2組,總有效容積4280m3,有機負荷0.045kgCODCr/kgMLSS·d,水力停留時間102h。1)缺氧池2,2座,內部尺寸14.60×9.30×5.50(m),總有效容積1360m3;2)好氧池2,2座,內部尺寸20.00×14.60×5.50(m),總有效容積2920m3。
(6)輻流式沉淀池1座,內部尺寸18.00×5.50(m),總有效容積900m3,表面負荷0.41m3/m2·h。
(7)混凝反應池1座,內部尺寸5.50×2.80×3.00(m),總有效容積30m3,水力停留時間0.7h。
(8)平流沉淀池1座,內部尺寸22.20×5.50×5.50(m),總有效容積330m3,表面負荷0.34m3/m2·h。
(9)污泥濃縮池1座,內部尺寸14.00×5.50(m),總有效容積550m3,水力停留時間20h,固體通量26kg/m2·d[3]。
福鼎市龍安合成革污水處理廠二期工程總投資約150萬元,完工后污水處理廠總占地面積約為2hm2。工程于2012年2月開工建設,目前已建成并正在調試,于2013年初正式生產。
[1]裘建平, 張鈺靚, 趙明軍,等.生化+吹脫工藝處理PU革廢水工程實踐[J].水處理技術,2010,36(10):132-135.
[2]肖濤.南昌瑤湖污水處理廠一期工程工藝設計[J].中國市政工程,2012,(3):46-48.
[3]樊國峰.厭氧/缺氧/好氧/混凝沉淀工藝處理合成革廢水[J].中國給水排水,2008,24(10):60-62.