颜料废水处理方案（下）

四、工程实例二

河北省某化工企业主要生产有机颜料，在生产过程中产生了大量有机颜料废水。本工程基于颜料生产企业的要求，以及段云霞等的研究成果，根据不同水质特点分别采取了铁碳微电解、Fenton氧化、光合细菌、生化反应等工艺对污水进行治理，在保证达标排放的前提下，降低了运行成本。工程调试完成后，整个污水治理系统运行稳定，各项出水指标优于预期要求。

1、水质水量分析

河北省某化工企业主要生产有机颜料，废水来源主要是工艺废水、废气吸收废水、地面冲洗水、生活污水等。废水按水质可以分为4大类：

1类为高浓度废水A（COD高、盐分低），主要来源于精制废水、滤洗废水、粗品车间废水，主要污染物为COD、苯系物等;

第2类为高浓度废水B（COD高、盐分高），主要来源于结晶过滤废水、滤洗废水、精馏塔顶流出液、废气吸收废水、粗品车间废水、母液，主要污染物为COD、苯系物、二氯乙烷、二甲基甲酰胺、水合肼、盐分等;

第3类为低浓度废水C，主要来源于消化废水、水冲泵废水、地面冲洗废水、蒸馏放料槽废水、蒸汽尾水、生活污水，主要污染物为COD、SS、氨氮、总磷、苯系物等;

第4类为稀废水D，主要来源于产品洗水，主要污染物为COD、SS等。根据废水水质不同先分质处理，再合并处理。处理出水执行《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ 343—2010)的B等级标准。

2、工艺分析

采取不同的方式进行处理，混合进入生化系统。高浓度废水A首先汇入1#集水池，然后经提升泵进入1#池进行氧化预处理，随后进入调节池。低浓度废水C直接进入调节池。高浓度废水B首先汇入2#集水池，然后经提升泵进入铁碳微电解池。铁碳微电解工艺主要是利用设备中填充的铁碳微电解填料中铁和碳产生的“原电池”效应治理废水，适合化工废水的处理，尤其对于废水中的氨基等难降解物质，能起到破环断链，将难降解物质变为容易降解物质，增强废水的可生化性。高浓度废水B的pH在2.2左右，不需提前酸化，可以直接进入铁碳微电解池。铁碳微电解池内安装高质量铁碳填料，在处理过程中不产生板结和钝化。铁碳微电解池出水含大量的Fe2+，进入2#Fenton池后加入H2O2可以发生Fenton氧化反应，进一步去除废水中的污染物，然后汇入调节池。3类废水经调节池混合后进入厌氧池，将高分子物质断链和开环，进一步提高废水的可生化性，对COD也有一定的去除率。

废水经过厌氧池处理后进入PSB(photosynthetic bacteria)反应池，利用光合细菌进一步降低废水中的COD和氨氮。光合细菌在自然界中分布广，既可以在有光照射无氧环境中生存，也可以在无光照有氧环境中生存。PSB反应池是通过投加特殊的光合细菌对污水进行处理，对高浓度有机废水具有明显的优势。在PSB反应池中安装大夹片填料利于光合细菌固着生长，可减少其流失。本工程废水含盐量很高，可以发挥PSB耐高盐的特点，在无光照有氧环境中对废水进行治理。PSB反应池出水经A/O池进一步去除有机物和氮元素，然后与稀废水D混合进入接触氧化池。接触氧化池出水达标排放，进入城市下水道。

3、主要构筑物与设备参数

（1）集水池

集水池2座，钢砼结构，内衬防腐材料。1#集水池有效容积50 m³，2#集水池有效容积100 m³。每池安装污水提升泵2台(1用1备)，型号IHF65-50-125，P=3 kW;池底布设穿孔曝气管1套，安装电磁流量计1台。

（2）铁碳微电解池

铁碳微电解池1座，钢砼结构，内衬防腐材料，有效容积40 m³。池内安装铁碳微电解填料25 m³，池底安装曝气管道，与生化系统共用风机，鼓风量450 L/min。

（3）Fenton氧化池

Fenton氧化池2座，钢砼结构，内衬防腐材料。1#Fenton池有效容积20 m³，2# Fenton池有效容积40 m³。两池共用酸、碱、硫酸亚铁、双氧水、PAM投加设备。

4、调节池

调节池1座，钢砼结构，有效容积1 200 m³。污水提升泵2台(1用1备)，型号IHF80-65-125，P=5.5 kW;池底安装穿孔曝气管1套。

5、厌氧池

厌氧池1座，钢砼结构，有效容积1 600 m³。潜水搅拌器4台，型号QJB7.5/12，P=7.5 kW，转速480 r/min。

6、厌氧沉淀池

厌氧沉淀池1座，钢砼结构，有效容积75 m³，水力停留时间4.2 h，水力表面负荷1.2 m³/(㎡˙h)。安装污泥回流泵2台(1用1备)，型号80ZW65-25，P=7.5 kW。

7、PSB反应池

PSB反应池4座，钢砼结构，总有效容积1 760 m³。安装大夹片填料1 100 m³。HSR125型三叶罗茨鼓风机4台，池底安装穿孔曝气管道。

8、PSB沉淀池

PSB沉淀池1座，钢砼结构，有效容积100 m³，水力停留时间3.7 h，水力表面负荷1.4 m³/(㎡˙h)。安装污泥回流泵2台(1用1备)，型号80ZW65-25，P=7.5 kW。

9、A池

A池2座，钢砼结构，有效容积600 m³。HSR150型三叶罗茨鼓风机3台(2用1备)，与O池共用，安装大夹片填料360 m³。

10、O池

O池2座，钢砼结构，有效容积480 m³。鼓风机与A池共用，安装小夹片填料300 m³。

11、二沉池

二沉池1座，钢砼结构，有效容积120 m³，水力停留时间4.5 h，水力表面负荷1.36 m³/(㎡˙h)。安装污泥回流泵2台(1用1备)，型号80ZW65-25，P=7.5 kW。

12、接触氧化池

接触氧化池4座，钢砼结构，有效容积1 200 m³。HSR150型三叶罗茨鼓风机2台，安装大夹片填料750 m³。

13、终沉池

终沉池2座，钢砼结构，有效容积150 m³，水力停留时间4.2 h，水力表面负荷0.68 m³/(㎡˙h)。安装污泥回流泵2台(1用1备)，型号80ZW65-25，P=7.5 kW。

14、污泥浓缩池

污泥浓缩池2座，钢砼结构，有效容积275 m³。污泥泵3台(2用1备)，规格：Q=30 m³/h，H=18 m，P=4 kW。

15、工程调试及运行结果

废水处理工程设计阶段对高浓度废水进行了铁碳微电解和Fenton氧化小试试验，综合考虑成本和排放要求，分别确定了废水A的COD去除率，废水B的COD去除率达到药剂投加量和反应时间，以此指导现场调试。生化处理部分在废水处理工程建成后直接现场调试。

高浓度废水A加硫酸调节pH为3~4后进入1# Fenton池，向池内投加质量分数为硫酸亚铁和双氧水，氧化4 h，可以去除COD。

高浓度废水B本身pH在2.2左右，可以直接进铁碳微电解池，控制微电解反应4 h，气水比3: 1。铁碳微电解池出水加酸调节pH=3后进入Fenton氧化池，Fenton氧化4 h。Fenton氧化池出水加石灰调节pH=8.5。

废水A、B、C混合后进入厌氧池，提高废水的可生化性。调试过程中控制COD容积负荷在0.3 kg/(m³˙d)，根据m(COD): m(N): m(P)-200: 5: 1，适当投加营养元素。

企业购买PSB混合菌种后自行培养驯化。调试过程中定期投加菌种，补充光合细菌的流失。调试初期投加营养剂，增加废水的可生化性。PSB系统调试初期进水COD控制在1 000 mg/L以下，后续进水COD逐渐提高到6 000 mg/L左右。经过2个月的时间，完成了PSB反应池的调试。水力停留时间44 h，进水pH控制在7左右。

生化池接种污泥取自城市污水厂脱水后新鲜干污泥。调试阶段，A池投加40 t，O池投加20 t，接触氧化池投加60 t，共分2次添加。首先将低浓度废水C和稀废水D引入系统，并增加少量粪便污水。前3天控制曝气8 h，停机4 h，后续逐步减少停机时间直至连续曝气，A池溶解氧控制在0.5 mg/L，O池溶解氧控制在2 mg/L。培菌过程中观察生物相和进出水的变化。A/O系统污泥主要回流到A池，根据污泥浓度变化，污泥也可少量回流到O池。接触氧化池在调试期间保持终沉池污泥回流，调试完成后终沉池污泥不再回流，直接进污泥浓缩池。

每天产生的305 t稀废水D，根据调试情况，部分可作为厌氧池或PSB生物反应池浓度控制调配用水。

五、结论

　　涂料废水处理采用“二级物化+复合厌氧+接触氧化+生物炭滤池”的工艺是可行的。其中，复合厌氧池结合UASB和UFB的特点，使之更适合小型污水处理；生物炭滤池采用曝气生物滤池的原理，改用活性炭作为载体，提高了吸附及处理的效率。