一 引言
針對氯堿廠含鹽廢水和兩醇(正丁醇、辛醇)含氨氮廢水的特點,采用了預(yù)處理—水解酸化—好氧法工藝流程,廢水經(jīng)處理后,可去除17.2%的鈣(以CaCO<sub>3</sub>計);COD從生化進水的1005.9mg/L(平均值),下降至出水的77.6mg/L(平均值),平均去除率為92.3%; NH<sub>3</sub>-N從生化進水的48.4mg/L(平均值),下降至出水的6.6mg/L(平均值),平均去除率為86.4%,出水指標(biāo)達到GB8978-1996一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
含鹽污水 氨氮 水解酸化 好氧
2002年,齊魯石化公司乙烯72萬t/a改擴建工程已啟動,基于可持續(xù)發(fā)展的考慮,國家環(huán)保局為此次改造設(shè)定了乙烯污水場回用800m<sup>3</sup>/h污水的指標(biāo)。乙烯污水回用存在的主要問題是氯堿污水中C1<sup>-</sup>和Ca<sup>2+</sup>濃度比較高,屬于難以回用的污水。其次,來自第二化肥廠兩醇(正丁醇、辛醇)的T<sub>3</sub>線污水氨氮濃度較高,約為250mg/L左右,也屬于難回用污水。如果所有污水不加以區(qū)分混在一起處理,不僅難以實現(xiàn)回用,而且經(jīng)濟上也不合理。因此必須進行污水分流,將容易處理回用的與難以回用的污水分開處理,利用供排水廠現(xiàn)有Ⅰ、Ⅱ系列處理,低含鹽污水,出水達到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)后再進行深度處理回用;利用Ⅲ系列處理含鹽氯堿工業(yè)污水及兩醇含氨氮污水,出水達到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。
二 存在問題與改造后要求
為單獨處理氯堿廠含鹽污水,1992年乙烯污水處理場增建了污水處理Ⅲ系列。Ⅲ系列由預(yù)處理、生物處理和后處理3部分組成。其工藝流程見圖1。
圖1 改造前Ⅲ系列處理工藝流程圖
由于存在以下問題:①進水水質(zhì)、進水量、pH波動很大,對活性污泥造成很大沖擊,使Ⅲ系列出水效果較差。②Ⅲ系列進水水溫40~45℃,污泥活性受到影響,裝置無法達到最大處理能力。③pH值偏高和Ca<sup>2+</sup>濃度高,使預(yù)處理系統(tǒng)結(jié)垢嚴重;生化出水COD<sub>cr</sub>也不能達到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)(≤150mg/L)。Ⅲ系列于1993年由單獨處理氯堿污水改為處理混合污水。
乙烯72萬t/a改造以后,氯堿污水水量增加,并且要求出水COD<sub>cr</sub><100mg/L,僅依靠其現(xiàn)有處理流程處理氯堿污水,使出水達標(biāo)有相當(dāng)?shù)碾y度。本研究在充分利用Ⅲ系列現(xiàn)有設(shè)施的基礎(chǔ)上,對Ⅲ系列處理流程進行了改造,選擇了預(yù)處理—水解酸化—好氧法對氯堿和T<sub>3</sub>線兩醇混合廢水進行處理,很好地解決了混合廢水中鈣度高、鹽度高、溫度高、COD波動范圍大,以及含有難降解有機氯化物等技術(shù)難題。
三 廢水水質(zhì)
混合廢水水質(zhì)見表1。
表1 廢水水質(zhì)及水量
廢水 pH COD/ mg·L-1 堿度/ mg·L-1 P(Ca2+) mg·L-1 P(CI2-) mg·L-1 NH3-N/ mg·L-1 BOD5/ COD P(有機氯化物)/ mg·L-1 水溫/℃ 水量/ m3·h-1 混合廢水* 7.4 1 700~2 300 1289.1 7425.8 7414.7 85.7 0.57 ≤30 45 500
*氯堿與T3線(兩醇)混合廢水
由表1可見,混合廢水中存在的Ca<sup>2+</sup>、CI<sup>-</sup>以及有機氯化物廢水的生物處理構(gòu)成威脅。ECH廢水中含有高濃度的Ca<sup>2+</sup>,VCM廢水中堿度很高,主要是CO<sup>2-</sup><sub>3</sub>堿度,可中和ECH污水中的部分鈣。水溫45℃,較高對生物處理不利;CaCI<sub>2</sub>含量為1.5%。12<sup>2#</sup>線污水水質(zhì)較好,可作為混合廢水的稀釋水,向混合廢水中加入300m<sup>3</sup>/h稀釋水,可使水溫降為39℃,CaCI<sub>2</sub>含量降為1.1%。
四 工藝流程
混合廢水處理工藝流程見圖2。
圖2混合廢水處理工藝流程
注:1. 反應(yīng)池;2. 沉淀池;3.勻質(zhì)池;4.預(yù)氧化池;5.酸化池;6.純氧曝氣池;7.二沉池;8.生物接觸氧化池;9.三沉池;10.污泥濃縮池;11.焚燒塔。
利用氯堿廢水水質(zhì)的特點,廢水在進入生物處理系統(tǒng)之前,無需將廢水的pH值調(diào)至中性,利用廢水的充分混合,污水中的堿度與Ca<sup>2+</sup>反應(yīng),生成CaCO<sub>3</sub>沉淀,為了加快沉淀去除更多懸浮物,向混合污水中加入絮凝劑;反應(yīng)后的混合液進入沉淀池去除CaCO<sub>3</sub>沉淀和部分懸浮物,可去除17.2%的鈣。上清液進入勻質(zhì)池;在此引入12<sup>#</sup>線污水進行pH值、溫度和水質(zhì)的調(diào)節(jié);調(diào)節(jié)水質(zhì)后的污水進入預(yù)氧化池,污水中的高濃度COD被部分氧化、對微生物有抑制作用的有機物被部分還原,平抑了COD的波峰對后續(xù)生物處理的影響;預(yù)氧化后的污水進入酸化池,利用酸化菌的作用,繼續(xù)將污水中的大分子和微生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化,提高污水可生化性;之后污水進入純氧曝氣池和生物接觸氧化池,生物接觸氧化池采用懸浮填料,進一步降解有機污染物和氨氮,出水達標(biāo)排放。
五 試驗結(jié)果
1、適鹽菌馴化
文獻報道,當(dāng)含鹽量>10 000mg/L時生物處理效率明顯下降,主要是由于微生物對水環(huán)境的滲透適應(yīng)能力下降所致。因此,在一定含鹽量范圍內(nèi),微生物馴化至關(guān)重要,是生物處理成功的前提。接種菌源采用乙烯污水處理廠回流污泥,菌種馴化采用逐步動態(tài)馴化的方法,使微生物具有良好耐鹽和有機物降解性能。酸化池、氧曝池和生物接觸氧化池污泥同步進行馴化,每天小水量進入,逐步增加進水水力負荷至正常狀況。
2、工藝條件
裝置正常運行后控制的工藝條件如下,主要構(gòu)筑物見表2。
構(gòu)筑物
材料
規(guī)格(L×B×H)/mm
停留時間/h
預(yù)反應(yīng)池
碳鋼板
1500×1100×1200
1/6