日用化工廢水組分復(fù)雜、水質(zhì)波動(dòng)大、有機(jī)污染物濃度高、生物可降解性差并且有一定毒性，如果不經(jīng)處理直接排放會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

江蘇隆力奇生物科技股份有限公司是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)規(guī)模最大、技術(shù)力量最先進(jìn)的日化產(chǎn)品研究開發(fā)和產(chǎn)銷基地，其主要產(chǎn)品為洗發(fā)露、肥皂、化妝品等日用產(chǎn)品，在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量日用化工廢水。該公司的廢水處理工程由蘇州思源環(huán)保工程有限公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、施工與調(diào)試。經(jīng)過1 年多的設(shè)計(jì)、施工與調(diào)試，運(yùn)行狀況良好，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996) 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并通過環(huán)保部門驗(yàn)收。

1 廢水水質(zhì)與設(shè)計(jì)水量

該公司排放生產(chǎn)廢水量約為150m3/d，生活污水約450m3/d，則設(shè)計(jì)處理廢水量為600m3/d。

公司主要產(chǎn)品為化妝品、殺菌皂、洗發(fā)露等，其中化妝品、殺菌皂生產(chǎn)廢水量較少，廢水主要來(lái)源于洗滌用品生產(chǎn)過程中清洗反應(yīng)釜所產(chǎn)生的高濃度廢水。廢水中主要成分為表面活性劑、脂肪酸、香料等有機(jī)物質(zhì)，廠區(qū)內(nèi)的生活污水也一并處理。工程的出水水質(zhì)執(zhí)行《污水 綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996) 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)  mg·L-1

 2 廢水處理工藝的確定

該廢水組分復(fù)雜，有機(jī)污染物濃度高，BOD5/COD 值＜0．25，屬于難生化降解廢水，廢水中SS 濃度高且含有一定濃度的表面活性劑、動(dòng)植物油類。

綜合考慮廢水水量、水質(zhì)特點(diǎn)和處理成本，決定采用UASB/延時(shí)曝氣/氣浮聯(lián)合工藝，流程如圖1 所示。

 生產(chǎn)廢水首先經(jīng)由格柵池截留較大懸浮物后進(jìn)入集水池，內(nèi)設(shè)一小型隔油池來(lái)截留部分油脂，廢水在1#調(diào)節(jié)沉淀池中調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量并去除部分SS后，添加氮、磷元素并控制溫度為35 ～37 ℃，由泵提升進(jìn)入U(xiǎn)ASB 反應(yīng)器，與厭氧污泥充分接觸去除廢水中大部分有機(jī)污染物、LAS 等。UASB 出水進(jìn)入混凝沉淀池，通過投加FeSO4、PAC、PAM 去除剩余的有機(jī)污染物、LAS、SS 等�；炷�沉淀池出水與生活污水一起進(jìn)入2#調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量后進(jìn)入延時(shí)曝氣池進(jìn)一步去除剩余污染物。好氧出水經(jīng)過沉淀后進(jìn)入氣浮池，最終出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

UASB、調(diào)節(jié)池、混凝沉淀池、二沉池以及氣浮池產(chǎn)生的剩余污泥由污泥泵排入污泥濃縮池，重力濃縮后經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾并外運(yùn)處理。

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

①格柵池

廢水中SS 濃度很高，首先進(jìn)入格柵池去除較大的懸浮物，設(shè)計(jì)尺寸: 0．7m×0．7m×1．0m，鋼混結(jié)構(gòu)，內(nèi)置2 套斜板格柵，尺寸: 0．7m×0．7m，柵條間距為10mm，不銹鋼材質(zhì)，采用人工清渣。

②集水池

集水池內(nèi)設(shè)一小型隔油池，起到截留部分油脂的作用，設(shè)計(jì)尺寸: 3m×3m×2．5m，有效容積為18m3，鋼混結(jié)構(gòu)。

③ 1#調(diào)節(jié)沉淀池

廢水水質(zhì)波動(dòng)大，需進(jìn)入調(diào)節(jié)沉淀池進(jìn)行水質(zhì)、水量的均和調(diào)節(jié)并去除部分SS，便于后續(xù)的生化處理。1#調(diào)節(jié)沉淀池設(shè)計(jì)尺寸: 10m×6m×4m，分為2 個(gè)單元，前段為沉淀區(qū)，有效容積為60m3 ; 后段為調(diào)節(jié)區(qū)，有效容積為160m3，調(diào)節(jié)時(shí)間為24 h，均為鋼混結(jié)構(gòu)。調(diào)節(jié)池后段配有機(jī)械攪拌設(shè)備、蒸汽加熱設(shè)備及pH 控制儀各一套，并配有2 臺(tái)出水泵，1用1 備，Q = 20m3/h，H = 120 kPa，N = 2．2 kW。

④ UASB 厭氧反應(yīng)系統(tǒng)

調(diào)節(jié)沉淀池出水需要添加氮源、磷源，并設(shè)置1臺(tái)溫度控制儀控制蒸汽管道上的電磁閥對(duì)廢水加熱，保證UASB 進(jìn)水溫度為35 ～37 ℃。進(jìn)水與污泥床充分接觸，去除廢水中大部分有機(jī)污染物、LAS等。UASB 內(nèi)置1 臺(tái)pH 控制儀，每天監(jiān)測(cè)混合液pH 值，防止酸化。設(shè)計(jì)尺寸: 8m×5m×12m，HＲT= 58 h，設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為6．75 kgCOD/(m3·d) ，鋼混結(jié)構(gòu)。UASB 設(shè)計(jì)進(jìn)水流量為20m3/h，出水回流至1#調(diào)節(jié)池，回流量為14m3/h，配有1 套脈沖布水器、1 套三相分離器以及1 臺(tái)回流泵，Q = 20m3/h，H= 120 kPa，N = 2．2 kW。

⑤混凝沉淀池

UASB 出水進(jìn)入混凝沉淀池，通過投加FeSO4、PAC、PAM 去除剩余的有機(jī)污染物、LAS、SS 等，降低后續(xù)延時(shí)曝氣系統(tǒng)的處理壓力。設(shè)計(jì)尺寸: 3m×3m×6m，有效停留時(shí)間為2．5 h，其中反應(yīng)池容積為3m3，內(nèi)設(shè)1 臺(tái)攪拌機(jī)及2 臺(tái)污泥泵，1用1 備，Q =36m3/h，H = 100 kPa，N = 4 kW。

⑥ 2#調(diào)節(jié)池

混凝沉淀池出水與生活污水進(jìn)入2#調(diào)節(jié)池均和廢水水質(zhì)、水量同時(shí)通過鼓風(fēng)曝氣吹脫UASB 出水中部分H2S 等有毒、有害氣體。設(shè)計(jì)尺寸: 10m×5m×3．5m，有效容積為150m3，調(diào)節(jié)時(shí)間為6h，鋼混結(jié)構(gòu)。2#調(diào)節(jié)池設(shè)置1 臺(tái)攪拌機(jī)，2臺(tái)出水泵，1用1 備，Q = 30m3/h，H = 120 kPa，N = 4 kW 以及2 臺(tái)污泥泵，1用1 備，Q = 36m3/h，H = 100 kPa，N = 4 kW。與延時(shí)曝氣池共用一套曝氣設(shè)備，2 臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)，風(fēng)量為11m3/min，風(fēng)壓為50 kPa，功率為11 kW，曝氣器采用D65 的曝氣軟管，L = 300m。

⑦延時(shí)曝氣好氧反應(yīng)系統(tǒng)

延時(shí)曝氣池中細(xì)胞物質(zhì)氧化時(shí)會(huì)釋放出氮、磷，適合處理缺少氮、磷的廢水。厭氧出水與生活污水混合后在延時(shí)曝氣池中去除剩余的有機(jī)污染物、LAS、SS 等。延時(shí)曝氣法的容積負(fù)荷低、曝氣池容積大，設(shè)計(jì)尺寸: 12m×10m×5m，HＲT 為24 h，鋼混結(jié)構(gòu)。曝氣時(shí)間24 h，氣水比為15 ∶ 1，與2#調(diào)節(jié)池共用2 臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)曝氣，風(fēng)量為11m3/min，風(fēng)壓為50 kPa，功率為11 kW，曝氣器采用D65 的曝氣軟管，L = 300m。通過污泥回流保持曝氣池中污泥濃度，污泥回流比為100%，配有2 臺(tái)回流泵，1 用1備，Q = 36m3/h，H = 100 kPa，N = 4 kW。

二沉池采用豎流式沉淀池，設(shè)計(jì)尺寸: 6m×6m×5m，表面負(fù)荷為0．7m3/(m2·h) ，鋼混結(jié)構(gòu)。污泥部分回流，剩余污泥則由污泥泵排入污泥濃縮池進(jìn)行重力濃縮。

⑧氣浮池

延時(shí)曝氣好氧系統(tǒng)出水進(jìn)入氣浮池，通過投加FeSO4、PAC、PAM 進(jìn)一步去除殘余有機(jī)污染物、LAS等。采用加壓溶氣氣浮池，設(shè)計(jì)尺寸: 6m×4m×3．5m，有效容積為30m3，進(jìn)水流量為25m3/h，鋼混結(jié)構(gòu)。氣浮池包含溶氣系統(tǒng)、刮泥系統(tǒng)及控制系統(tǒng)各一套，攪拌器功率為0．75 kW，材質(zhì)為304 不銹鋼; 溶氣罐設(shè)計(jì)尺寸: �h0．6m×2．2m，材質(zhì)為304不銹鋼; 溶氣罐進(jìn)水泵Q = 12．5m3/h，H = 320 kPa，N = 3．0 kW。氣浮池既刮除了沉淀池出水中的污泥，又去除了廢水中的剩余污染物，保證了出水能夠達(dá)標(biāo)排放。

⑨污泥處理系統(tǒng)

剩余污泥由泵排入污泥濃縮池重力濃縮，并由板框壓濾機(jī)壓濾后外運(yùn)處理。UASB 產(chǎn)生剩余污泥量為375 kg/d，延時(shí)曝氣好氧工藝產(chǎn)泥量很少，不予考慮。調(diào)節(jié)池、混凝沉淀池、二沉池及氣浮池產(chǎn)泥量為500 kg/d，處理污泥總量為875 kg/d。設(shè)2 座污泥池，設(shè)計(jì)尺寸: 4m×4m×3．5m，有效容積為50m3，停留時(shí)間24 h，鋼混結(jié)構(gòu)。濃縮污泥由污泥泵打入板框壓濾機(jī)，配有2 臺(tái)污泥泵，1用1 備，Q = 8m3/h，H = 600 kPa，N = 4 kW。采用過濾能力為3kg/(m2·h) (干固體) 的板框壓濾機(jī)，壓濾面積為40m2，壓濾后污泥含水率為80%。

4 工程調(diào)試與運(yùn)行結(jié)果

工程調(diào)試的重點(diǎn)在于UASB 厭氧反應(yīng)系統(tǒng)的啟動(dòng)，關(guān)鍵在于控制UASB 不發(fā)生酸化。UASB 啟動(dòng)直接購(gòu)買顆粒污泥進(jìn)行接種，接種量為150m3。啟動(dòng)初期采用間隙進(jìn)水方式，進(jìn)水量為150m3/d，利用出水回流稀釋進(jìn)水COD 在4 000 ～ 5 000mg/L，通過蒸汽加熱保證進(jìn)水溫度略高于37 ℃，投加NaOH 控制pH 值為7．2 ～ 7．5，能夠有效防止由于容積負(fù)荷的提高所引起的反應(yīng)器酸化，投加氮源、磷源以及必需的微量元素以保證進(jìn)水中C ∶ N ∶ P 為200 ∶ 5 ∶ 1。啟動(dòng)階段UASB 出水VFA ＜ 200mg/L，沒有出現(xiàn)積累現(xiàn)象，表明UASB 中產(chǎn)甲烷菌活性較好，生化處理效果良好。UASB 啟動(dòng)時(shí)間短，一個(gè)月左右達(dá)到了設(shè)計(jì)容積負(fù)荷，進(jìn)水COD 濃度經(jīng)稀釋后為7 200mg/L，出水為1 400mg/L，去除率＞80%。延時(shí)曝氣池接種污泥采用當(dāng)?shù)匚鬯�處理廠的好氧污泥，運(yùn)行穩(wěn)定后污泥濃度為4 000mg/L，控制污泥回流比為100%。延時(shí)曝氣池進(jìn)水COD 濃度約為600mg/L，出水為132mg/L，去除率＞78%。

工程調(diào)試比較順利，沒有出現(xiàn)酸化現(xiàn)象，調(diào)試時(shí)間3 個(gè)月。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，出水水質(zhì)均優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996) 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。主要構(gòu)筑物出水COD 濃度見表2。

表2 各主要構(gòu)筑物對(duì)COD的處理效果

 5 濟(jì)分析

①工程投資費(fèi)用: 土建費(fèi)54．10萬(wàn)元、設(shè)備費(fèi)76．31萬(wàn)元、設(shè)計(jì)與調(diào)試費(fèi)13．04萬(wàn)元、運(yùn)輸及安裝費(fèi)13．11萬(wàn)元，合計(jì)156．65萬(wàn)元。

②工程運(yùn)行費(fèi)用主要包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)。工程正常連續(xù)運(yùn)行時(shí)設(shè)備功率為22．9 kW，電價(jià)為0．57 元/(kW·h) ，電費(fèi)為0．52 元/m3。廢水處理過程中需要添加N、P、混凝劑及消泡劑，藥劑費(fèi)為0．5 元/m3。日常安排5 名管理人員(兼職) ，工資為500 元/(月·人) ，人工費(fèi)約0．17 元/m3。合計(jì)1．21 元/m3，與同類廢水的其他處理工藝相比較為經(jīng)濟(jì)。具體參見http://wlmqsb.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

6 結(jié)論

①采用UASB/延時(shí)曝氣/氣浮聯(lián)合工藝處理高濃度日用化工廢水，COD 去除率＞99%，SS 去除率＞96%，LAS 去除率＞95%，出水水質(zhì)優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996) 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

②工程正式投入使用后，運(yùn)行良好，操作簡(jiǎn)便，出水水質(zhì)穩(wěn)定，剩余污泥量少，處理費(fèi)為1．21元/m3，對(duì)于不同類型的高濃度、水質(zhì)波動(dòng)大、生化降解性差的工業(yè)廢水的處理有一定參考意義。