關(guān)鍵詞：生物強(qiáng)化法；化工污水；深度處理回用；沖擊負(fù)荷；容積負(fù)荷

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

前言

中國(guó)水資源有限，而化工產(chǎn)業(yè)又是水資源消耗的大戶，為此化工企業(yè)污水處理設(shè)備的不斷改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)化工污水深度處理，并將其回收利用，減少企業(yè)運(yùn)行成本的同時(shí)也提高水資源的循環(huán)利用率。傳統(tǒng)的化工污水處理方法雖然在一定程度上減少污染物的排放，但在處理效率和回用率方面仍存在不足。

基于此，稅桂鴻等提出電化學(xué)-膜分離耦合的深度處理。有效去除化學(xué)需氧量、總氮、總磷。研究發(fā)現(xiàn)該工藝主要針對(duì)蛋白質(zhì)和腐殖酸等物質(zhì)，顯著降低出水污染濃度，實(shí)現(xiàn)污水深度處理回用。王聲韓等以典型的鉆井污水為研究對(duì)象，對(duì)泥漿池上清液和泥漿板框壓濾的兩種典型污水預(yù)處理，獲得4種不同類型的電催化污水。以鈦基二氧化鉛作為陽極，構(gòu)建雙陰極電催化系統(tǒng)，深度處理樣本，研究電催化降解機(jī)理，實(shí)現(xiàn)污水深度處理回用。

上述文獻(xiàn)方法局限于非生物物質(zhì)處理，效果有限。因此，提出基于生物強(qiáng)化法的化工污水深度處理回用技術(shù)研究。該技術(shù)操作簡(jiǎn)單，成本低，對(duì)環(huán)境友好。通過引入特定的微生物或酶制劑降解。以煤化工企業(yè)為例，結(jié)合水解酸化法+生物接觸氧化法，保證污染物和微生物充分接觸，實(shí)現(xiàn)化工污水深度處理回用。

1工程概況與處理工藝

1.1工程概況

選取某省一家年焦炭440萬t的大型煤化工企業(yè)，其包含170t/h干熄焦、相應(yīng)的發(fā)電設(shè)備、煤氣凈化等配套設(shè)施和公用輔助設(shè)施。工廠采用分路式排水體系，生物處理后焦化污水水量250m³／h。對(duì)化工污水進(jìn)行深度處理，使其設(shè)計(jì)混合水水質(zhì)滿足《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》中的再生水水質(zhì)指標(biāo)限值，作為廠內(nèi)工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水源，設(shè)計(jì)回用水水質(zhì)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

1.2生物強(qiáng)化法處理工藝

化工企業(yè)污水處理的核心是實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放、資源節(jié)約與成本降低，保障企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)污水資源化利用，需構(gòu)建深度處理體系。焦化廢水生化處理后的進(jìn)水參數(shù)包含COD、BODs、NH3-N、SS、TDS等，出水需滿足《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》再生水標(biāo)準(zhǔn)，即COD≤30 mg/L、氨氮≤5mg/L、TDS≤1 000 mg/L。通過參照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》控制生化處理進(jìn)水質(zhì)量，再將生產(chǎn)污水濃水集中深度處理，確保出水符合回用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)資源循環(huán)利用。廢水處理工藝流程見圖1。

生物強(qiáng)化法結(jié)合水解酸化（厭氧折流板反應(yīng)器+復(fù)合填料）與生物接觸氧化法，高效去除化工污水有機(jī)污染物，實(shí)現(xiàn)資源回收，減少污染與成本。厭氧反應(yīng)器提升污泥截留，優(yōu)化微生物環(huán)境，強(qiáng)化傳質(zhì)與降解；生物接觸氧化池增強(qiáng)細(xì)菌量，耐沖擊，適應(yīng)水質(zhì)波動(dòng)，為化工污水治理提供經(jīng)濟(jì)環(huán)保方案。

以厭氧折流板反應(yīng)器為水解酸化核心，通過蠕動(dòng)泵調(diào)控流速和停留時(shí)間，結(jié)合外部繞線加熱反應(yīng)器檢測(cè)水質(zhì)，研究對(duì)污水可降解性的提升。調(diào)整停留時(shí)間和容積負(fù)荷，探討最優(yōu)操作條件。分析游離氯、石油類等污染物降解轉(zhuǎn)化規(guī)律，評(píng)估水力停留時(shí)間等因素對(duì)污染物去除效果，優(yōu)化運(yùn)行方案。

1.2.1水解酸化法

（1）將所有進(jìn)出水管、厭氧折流板反應(yīng)器、蠕動(dòng)泵、儲(chǔ)水罐等設(shè)備相連。

（2）將活性污泥接種于厭氧折流板反應(yīng)器，并進(jìn)行啟動(dòng)試驗(yàn)。進(jìn)水方式采用間歇式、低負(fù)荷的方式。

（3）經(jīng)過1個(gè)星期的連續(xù)進(jìn)水，直到完成掛膜。

（4）通過調(diào)整蠕動(dòng)泵的速度來改變水力停留時(shí)間，并在連續(xù)50天內(nèi)連續(xù)測(cè)量進(jìn)水、出水的質(zhì)量，考察水力停留時(shí)間對(duì)出水水質(zhì)的影響。

（5）將電阻線繞在厭氧折流板反應(yīng)器的外部，利用溫控儀將其保持在中溫，并在穩(wěn)定運(yùn)行50天后，對(duì)進(jìn)出水進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，并與正常工況下的出水結(jié)果對(duì)比，探討溫度對(duì)處理結(jié)果的影響。

（6）選擇不同濃度的化工污水，在連續(xù)50天的時(shí)間內(nèi)，對(duì)進(jìn)、出水水質(zhì)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，判斷處理結(jié)果。

1.2.2生物接觸氧化法

（1）為確保污水處理的高效，將各進(jìn)水、出水管道分別與厭氧折流板反應(yīng)器、生物接觸氧化反應(yīng)器、蠕動(dòng)泵以及二沉池等關(guān)鍵裝置進(jìn)行緊密連接。

（2）將活性污泥接種于生物接觸氧化反應(yīng)器，并進(jìn)行試驗(yàn)研究。進(jìn)水方式采用低負(fù)荷、間歇的方式。

（3）經(jīng)過一個(gè)星期的水源持續(xù)穩(wěn)定地流入，直到掛膜。

（4）通過調(diào)整蠕動(dòng)泵的速度來改變水力停留時(shí)間，并在連續(xù)50天內(nèi)連續(xù)測(cè)量進(jìn)、出水的質(zhì)量，考察水力停留時(shí)間對(duì)出水水質(zhì)的影響，確定最優(yōu)操作條件。

（5）對(duì)出水中的化學(xué)需氧量、氨氮、鐵、錳、總磷、TDS、色度進(jìn)行測(cè)試。

2化工污水深度處理回用技術(shù)應(yīng)用效果實(shí)驗(yàn)

為證明所提算法對(duì)化工污水深度處理回用的性能，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)通過對(duì)化學(xué)需氧量、氨氮、鐵、錳、總磷、TDS、色度指標(biāo)的去除率、出水質(zhì)量測(cè)量，判斷是否達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，從而驗(yàn)證所提算法適應(yīng)度，見圖2、圖3。

圖2展示不同污染物的去除率對(duì)比：

（1）化學(xué)需氧量：所提方法去除率高達(dá)95%，明顯優(yōu)于未使用方法的≤60%，抗沖擊性強(qiáng)。

（2）氨氮：所提方法去除率大多gt;0.90，遠(yuǎn)超未使用方法的lt;0.85，表現(xiàn)優(yōu)異。

（3）鐵：所提方法去除率穩(wěn)定在0.93以上，顯著優(yōu)于未使用方法的波動(dòng)表現(xiàn)，減少有害物質(zhì)。

（4）錳：所提方法去除率gt;90%，高效去除污染物；未使用方法lt;80%，效果欠佳。

（5）總磷：所提方法去除率≥0.92，高效穩(wěn)定；未使用方法僅偶爾達(dá)標(biāo)。

（6）TDS：所提方法去除率≥0.81，優(yōu)于未使用方法的lt;0.64，處理效果顯著。

（7）色度：所提方法去除率gt;0.96，大幅降低色度；未使用方法lt;0.91，效果有限。

綜上所述，所提方法的化工污水深度處理效果好，去除率高，使污水中有害物質(zhì)得到大幅度減少。

為進(jìn)一步證明所提方法的深度處理技術(shù)對(duì)化工污水去除效果好，且能達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行進(jìn)水、出水濃度測(cè)量，見圖3。

圖3展示了污水經(jīng)50天處理后的關(guān)鍵指標(biāo)變化：

（1）化學(xué)需氧量顯著下降，所提方法處理后均低于30mg/L，優(yōu)于未使用方法的40～50 mg/L，證明高效去污。

（2）氨氮處理上，所提方法控制在100 mg/L以下，遠(yuǎn)低于未處理近300 mg/L的高值，滿足回用標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保效果顯著。

（3）污水濃度經(jīng)處理降至≤200 mg/L，符合回用標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)濟(jì)高效。

（4）錳處理上，所提方法全程達(dá)標(biāo)，優(yōu)于未處理法的間歇性達(dá)標(biāo)，確保水質(zhì)安全。

（5）總磷處理，所提方法全程lt;0.2 mg/L，遠(yuǎn)超未處理法的偶爾達(dá)標(biāo)，提升回用水品質(zhì)。

（6）TD濃度從gt;750mg/L降至回用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，有效節(jié)約水資源。

（7）色度處理成效顯著，從gt;150倍降至lt;50倍，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化與環(huán)保減排。

3結(jié)束語

化工污水中的化學(xué)物質(zhì)若不過濾，將會(huì)引起管路阻塞，并對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了一定程度的污染?；の鬯缓瘜W(xué)物質(zhì)，若不經(jīng)有效過濾，不僅會(huì)堵塞管路，還會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。在目前階段，隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展中，企業(yè)越建越大，每日所需的用水及排污量亦相應(yīng)上升，只有充分使用各種過濾裝置，才能達(dá)到深度處理污水，使被處理后的廢污水能夠經(jīng)過再回收利用。因此，提出了基于生物強(qiáng)化法的化工污水深度處理回用技術(shù)研究。以煤化工企業(yè)為研究對(duì)象，明確回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，通過水解酸化法與生物接觸氧化法相結(jié)合，確保污水中的污染物與微生物能夠充分接觸，從而達(dá)到化工污水深度處理與回用，為可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)了力量。