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    廣州新材料化工廢水處理方案設計

    工程概述

      本項目為廣州新材料化工廢水處理工程,廣州某新材料化工有限公司年產1,3-丙二醇(PDO)5萬噸。生產上的廢水包括發酵污水、膜過濾污水、多效蒸發污水、精餾污水、地面沖洗水、循環水污水、生活污水、初期雨水等,廢水種類多、性質不一,主要污染物指標為COD、總磷、總氮等,廢水污染物濃度高,高濃度廢水COD可高達25000mg/L,若不經處理直接對外排放,將對周圍環境造成不良影響。

      根據建設單位的要求,廣州新材料化工廢水處理工程的污水處理站按5萬t/a PDO產能,每天污水排放量上限1200m3/d設計。經計算,每天最大需處理的COD總量為:14400kg。

      廣州新材料化工廢水處理工程具有以下特點:

      1、廢水排水時間不定,導致污水濃度波動幅度大,水量水質不均衡,給污水的生化處理穩定性帶來難度;

      2、生產廢水主要為發酵污水與膜過濾污水,水量占比大,污染物濃度高,特別是有機膜濃液,是水中有機污染物的主要來源,好在廢水成分均屬于可生化降解物質,可直接進行生化處理;

      3、水中總氮主要是以培養基殘留、蛋白等蛋白質形式存在的氮素,蛋白氮不溶于水,采用混凝沉淀或混凝氣浮的方式即可去除;

      4、多效蒸發單元每周會排放一股大量的酸堿洗液,為避免瞬發大量的酸堿廢水對污水站影響,需對其進行單獨收集再逐步與其它廢水混合處理;

      5、擁有部分低濃度的生活污水、初期雨水、地面沖洗水、循環水污水等對高濃度廢水進行稀釋,還能一定程度提高廢水的可生化性。

      廣州新材料化工廢水處理工程主要采用“調節池+反應池+氣浮池+厭氧調節池+復合厭氧UASB反應器+AO+二沉池”處理工藝,該工藝具有處理效率高、投資低、運行費用低、運行穩定等優點,可確保出水穩定,長期達到排放標準。


    設計進出水水質

      廢水來源及水量水質具體如下表:

    表1 廢水設計水質一覽表

    排放

    單元

    排水量(t/d)CODcr(mg/l)pH (mg/l)總氮(mg/l)總磷(mg/l)氨氮(mg/l)
    發酵罐污水3098006~8101.51.5
    膜過濾污水600213916~8931246

    85

    多效蒸發污水50266010.6374.11153.84
    精餾污水9150867~9741.53.9
    生活污水、初期雨水、地面沖洗水5015006.5~8---
    循環水污水50300~5006.5~8---
    設計進水1200120006~1050015050

      根據該公司及當地環保要求,本工程處理后的污水排放指標符合《污水排入城鎮下水道水質標準》(GB/T 31962-2015)B級標準限值及《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)三級標準限值,即:

    表2 廢水設計水質一覽表

    序號污染物單位排放標準
    1pH6~9
    2CODmg/L≤500
    3BOD5mg/L≤300
    4SSmg/L≤150
    5TNmg/L≤60
    6TPmg/L≤6
    7NH3-Nmg/L≤40
    8硫化物mg/L≤1
    9石油類≤10


    廢水處理工藝技術分析

      根據廣州新材料化工廢水處理工程的現狀和漓源環保實驗分析結果,漓源環保提出如下設計思路:

      污水站預處理采用“混凝氣浮”工藝去除廢水的總氮、總磷及懸浮物,對COD、BOD也具有一定效果,不僅降低了后續生化系統的處理負荷,同時可以提高廢水的可生化性,氣浮采用“平流離子氣浮”,具有獨特的溶氣和離子氣泡技術,固液分離效果更好;

      生物系統采用“復合厭氧UASB+AO”工藝,COD在復合厭氧反應器得到充分的降解,配合好氧使出水水質穩定達標排放。廢水在UASB中同時將廢水中的有機氮轉化為氨氮,再經兩級AO使其轉化為氮氣脫出,有利于廢水中總氮的去除。


    工藝流程

      調節池+反應池+氣浮池+厭氧調節池+復合厭氧UASB反應器+AO+二沉池


    工藝流程說明

      廣州新材料化工廢水處理工程的酸堿廢水由酸堿廢水調節池收集,逐步達到調節池與綜合廢水混合,廢水在調節池調節水量水質后用泵將污水提升至反應池,投加酸液或堿液將廢水pH調至偏堿性,再投加絮凝劑、混凝劑反應形成絮體,氣浮池在一定的壓力下獲得大量微細氣泡,迅速粘附于、經混凝反應的絮體、水中流動顆粒、乳化油等,絮體造成比重小的狀態而迅浮于水面,從而獲得固液分離,出水自流到厭氧調節池。

      厭氧調節池配有蒸氣加熱系統,將廢水調節至適宜的溫度后由提升泵提升進入UASB反應池,利用顆粒污泥進行降解,并在產甲烷菌作用下,分解污水中的大部分有機物,從而去除大部分的有機污染物,降低后續好氧處理的有機負荷。

      廢水在厭氧反應器中與厭氧顆粒污泥得以充分接觸,經三相分離器分離后的厭氧消化液在出水時進行分流,含有厭氧系統污泥的廢水分流至厭氧調節池,并回流至UASB內部系統,另一部分廢水進入A/O工藝。 

      A/O工藝由缺氧及好氧單元組成,由于污泥回流的影響,缺氧池和好氧池中均含有硝酸氮。在缺氧池中,反硝化菌利用原水中有機碳將回流混合液中的硝酸氮還原。缺氧池的出水進入好氧池,在好氧池中發生含碳有機物的氧化降解,同時進行含氮有機物的硝化反應,使有機氮和氨氮轉化為硝酸氮。好氧池的處理出水又回流到缺氧池,廢水中的硝酸氮進一步被還原為氮氣,降低了出水中的總氮量,提高了污泥的沉降性能。好氧池出水經沉淀后即可達標排放。

      初沉池污泥泵入物化污泥池,二沉池污泥由泵一部分回流到缺氧池,一部分則到生化污泥池。污泥在污泥池進行濃縮,濃縮后輸送到板框壓濾機脫水后外運處理。



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