化工厂有机废水处理设计探讨

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1工程概况

某化工厂的主要产品烧碱和聚氯乙烯，生产采用VCM装置和S-PVC装置。本工程设计为该厂有机废水处理系统（不含母液废水处理系统）设计，其废水主要为有机废水2000m3/d和厂区循环排污水4700m3/d。

2工艺设计

2.1设计进、出水水质

有机废水处理系统的设计规模为2000m3/d，24h运行，废水主要来源于VCM装置和S-PVC装置；循环排污水4700m3/d，24h运行，废水中含少量悬浮物。根据已经建成的实际生产装置，提出了有机废水设计进水水质指标，如表1所示；出水执行《山东省半岛流域水污染物综合排放标准》(DB37/676-2007)中一级标准。注：表中单位均为mg/L。

2.2工艺流程

根据有机废水设计进水水质和出水水质执行标准，采用“水解酸化+好氧+臭氧高级氧化+BAF”的工艺。循环排污水进入有机废水深度处理系统共同处理，若CODCr小于50mg/L时，直接进入BAF进行处理。剩余污泥排至厂外污泥处理系统进行处理，此处不作设计。具体工艺流程见图1。

2.3主要构筑物及设计参数

(1)调节池、冷却塔平台。调节池、冷却塔平台与提升泵房合建，主要冷却废水，调匀水质水量后提升至反应池，调节池尺寸为29.0m×16.0m×4.0m（长×宽×高，下同），冷却塔平台尺寸为5.0m×5.0m，提升泵房尺寸为7.5m×5.0m。池内设冷却塔1台（Q=140m3/h，N=7.5kW），提升泵2台（1用1备，Q=85m3/h，H=10m，N＝5.5kW），潜水搅拌机2台，超声波液位计1台，通过PLC传输至中控室。(2)反应池。在反应池内投加NaHSO4，去除废水中的NaC⁃lO，尺寸为3.0m×3.0m×3.0m，有效容积为22.5m，停留时间为15min，池内设搅拌机2台（N=0.75kW）。(3)水解酸化池。水解酸化池将难降解的复杂有机污染物分解为易降解的简单有机物，降低废水中SS的含量，尺寸为24.0m×9.0m×6.5m，有效水深为6.0m，停留时间为15h，池内设脉冲布水器2套（Q=50m3/h）。(4)好氧池。好氧池是生化处理系统的主要部分，废水经过好氧微生物菌群的作用，把有机物分解成无机物，使污染物得到去除，尺寸为24.0m×12.0m×6.0m，停留时间为19h，气水比约为20：1，池内设微孔曝气器680套（D=260，Q＝2～3m3/h），曝气风机2台（1用1备，Q=28.18m3/min，ΔPa=68.6kPa，N=55kW），DO仪2套（0~20mg/L）。(5)二沉池。二沉池将废水进行泥水分离，通过沉淀去除废水中的悬浮物，沉淀的污泥一部分回流到生化系统，剩余污泥排到污泥池，尺寸为Ф12.0m×4.5m（直径×高），表面负荷为0.75m3/m2•h，池内设刮泥机1台（φ12m，N=0.75kW），污泥回流泵3台（2用1备，Q=85m3/h，H=11m，N=4kW）。(6)臭氧反应池。臭氧氧化反应是利用强氧化剂将微生物无法直接降解的大分子物质和微生物自身代谢产物的分子链氧化断开，污染物变性形成生物能够直接降解的小分子物质，使污染物得到进一步去除，尺寸为12.0m×8.0m×7.0m，停留时间为2h，设臭氧发生装置1套（臭氧产量Q=15kg/h），BAF提升泵2台（1用1备，Q=285m3/h，H=15m，N＝18.5kW），超声波液位计1台，通过PLC传输至中控室。(7)BAF。BAF将废水中的碳化有机物进行好氧生物降解，它包括缓冲配水室、曝气系统、承托层和滤料层、出水系统、反冲洗系统等，单座尺寸为4.0m×4.0m×6.0m，共3座，有机负荷为1.8kgBOD5/（m3滤料•d），曝气速率为12m3/m2*h，采用气水联合反冲洗。池内设置陶料滤料120m3（Ф3-5mm），滤板27块（980mm×980mm×100mm），承托层14.5m3（Ф20-40mm），长柄滤头972个，曝气器972个（Q=0.2~0.4m3/(个.h)），BAF曝气风机2台（1用1备，Q=12.8m3/min，ΔPa=58.8kPa，N=22kW），反冲洗泵2台（1用1备，Q=300m3/h，H=15m，N＝18.5kW），反冲洗风机2台（1用1备，Q=11.5m3/min，ΔPa=68.6kPa，N=30kW）。

3设计特点

(1)有机废水主要来源于VCM装置和S-PVC装置，其主要影响排放的因素为CODCr、BOD5、SS，参考同类型化工厂的水质，此类废水中有机污染物含量较高，可生化性高，可通过生化系统降解有机物，通过深度处理确保污染物达标排放。(2)设置调节池。废水排放具有周期性，水质水量变化大，设置调节池并在池内加以搅拌，可确保水处理系统的稳定性，减轻对后续处理设施的压力。(3)生化系统前设置反应池，去除废水中的NaClO，可减少对生化系统的冲击。(4)进水水质cl-浓度为4000~6000mg/L，不会对生化系统造成损害。(5)循环排污水水质较好时超越臭氧反应池直接进入BAF，减少臭氧的投加量，有效降低运行费用。(6)本项目采用“水解酸化+好氧”作为生化处理工艺，采用“臭氧高级氧化+BAF”作为深度处理工艺，保障出水稳定达标。

4项目运行情况

项目运行效果稳定良好，出水水质达标（见表2）。注：表中单位均为mg/L。5结语（1）采用“水解酸化+好氧+臭氧高级氧化+BAF”工艺处理有机废水具有处理效果好，系统运行稳定。（2）工程运行结果表明，该工艺处理烧碱和聚氯乙烯的生产线有机废水，出水水质稳定达到CODCr≤50mg/L，BOD5≤10mg/L，NH3-N≤5mg/L，SS≤20mg/L的要求，为同类型的有机废水处理提供借鉴。

作者:何俊 单位:广东省环境科学研究院

参考文献：

[1]马冬.烧碱—聚氯乙烯化工生产过程的废水综合处理.中国化工贸易，2011，(12）：49,64.

[2]达娟，张军.某工业园区污水处理改造工程设计实例.中国给水排水，2015，31（16）：65-67.