甘肅某公司是國(guó)家大型化工生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)DNT、TDI等60多種產(chǎn)品，產(chǎn)品和所使用的原材料多屬于化學(xué)工業(yè)中的強(qiáng)腐蝕、有毒有害物質(zhì)，在生產(chǎn)過(guò)程中，還會(huì)產(chǎn)生大量的含硝基苯類化合物、苯胺、石油類、丙酮、強(qiáng)酸及化工副產(chǎn)物等廢水。對(duì)產(chǎn)生的廢水原采用活性炭吸附和石灰中和等工藝進(jìn)行處理，存在活性炭吸附周期短、成本高的缺點(diǎn)，同時(shí)還存在出水中COD、SS、石油類等無(wú)法達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象。本次新建污水處理工程，在進(jìn)行充分現(xiàn)場(chǎng)中試的基礎(chǔ)上，采用鐵炭微電解+UASB+接觸氧化+BAF+生物炭工藝進(jìn)行處理，出水水質(zhì)優(yōu)于國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

1 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量

設(shè)計(jì)水量：1 600 m3/d，其中硝基苯類化合物廢水800 m3/d，其他低濃度廢水800 m3/d。

設(shè)計(jì)水質(zhì)：DNT生產(chǎn)廢水，pH 1~2，COD<2 100 mg/L，硝基苯類化合物<160 mg/L；其他車間排水，COD<200 mg/L，不含硝基化合物。

設(shè)計(jì)出水水質(zhì)：按甘肅省環(huán)保廳要求，除COD<60 mg/L，硝基苯類≤2.0 mg/L，其他指標(biāo)滿足國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2 處理工藝確定

DNT生產(chǎn)廢水，其構(gòu)成COD的有機(jī)物主要是二硝基甲苯、一硝基間二甲苯以及甲苯、間二甲苯等。生物處理法處理有機(jī)廢水雖然運(yùn)行費(fèi)用低，但由于硝基苯類化合物為難生物降解有機(jī)物，僅靠生化處理不能達(dá)到理想的效果；采用特殊菌種處理，長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性不能得到保證。本工程建設(shè)前進(jìn)行了近1 a的中試研究，最終確定采用雙級(jí)動(dòng)態(tài)微電解+UASB+接觸氧化+BAF的處理工藝。由于甘肅對(duì)該企業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)要求很高，在常規(guī)生化處理后采用生物炭+砂濾作為把關(guān)手段，以確保廢水處理裝置的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行。

具體工藝流程如下：

各單元作用及處理機(jī)理如下：

（1）動(dòng)態(tài)鐵炭微電解池。動(dòng)態(tài)鐵屑池是對(duì)微電解法的改進(jìn)，其采用活化工業(yè)廢鋼屑為主要原料，底部增加排泥及曝氣裝置，使得鐵屑與廢水反應(yīng)更加充分，同時(shí)避免了微電解法普遍存在的反應(yīng)不充分、pH升高、易板結(jié)等問(wèn)題。其主要作用同樣是產(chǎn)生新生態(tài)[H]和Fe2+，從而將硝基化合物轉(zhuǎn)化為氨基化合物，降低廢水的毒性，提高廢水的可生化性。采用兩級(jí)串聯(lián)結(jié)構(gòu)，控制酸性硝基苯廢水pH＜4進(jìn)入第一級(jí)動(dòng)態(tài)鐵炭微電解池，出水加酸調(diào)節(jié)pH＜4進(jìn)入二級(jí)動(dòng)態(tài)鐵炭微電解池，使剩余硝基化合物得到完全還原。動(dòng)態(tài)鐵炭微電解池的兩極串聯(lián)并在兩級(jí)中間加酸的特殊構(gòu)造，大大提高了硝基化合物的處理效率。動(dòng)態(tài)鐵炭微電解池中定期補(bǔ)充投加鐵屑。

（2）Fe2+/Fe3+還原氧化池。鐵炭微電解池出水視其pH高低，進(jìn)行pH調(diào)節(jié)。使pH達(dá)8.5～9.0后進(jìn)入還原-氧化絮凝池。此時(shí)鐵炭微電解池出水中的Fe2+在堿性條件下形成墨綠色的Fe(OH)2絮狀沉淀物，這種絮狀沉淀物在常溫下可有效地還原硝基苯類化合物為苯胺類化合物。

（3）UASB反應(yīng)器。考慮到廢水的難生化性，掛膜期間采用硝基苯類廢水生化塘內(nèi)底泥和城市污水廠污泥進(jìn)行馴化，厭氧段采用內(nèi)掛填料的UASB/AF工藝，配合厭氧出水1∶12大水量回流，可有效稀釋廢水中硝基苯類化合物濃度，使得厭氧段硝基苯類化合物進(jìn)水質(zhì)量濃度最高可達(dá)60 mg/L，減少硝基苯類化合物對(duì)生物的毒害。同時(shí)厭氧微生物可進(jìn)一步分解廢水中的硝基苯類化合物，提高廢水的可生化性和后續(xù)單元處理效率。

（4）接觸氧化池。硝基苯類化合物廢水處理系統(tǒng)采用接觸氧化工藝，掛膜期間采用硝基苯類廢水排水渠內(nèi)底泥和城市污水廠污泥進(jìn)行馴化，其好氧停留時(shí)間為29 h。

（5）BAF池。硝基苯類物質(zhì)經(jīng)鐵炭微電解和氧化還原處理后生成苯胺，苯胺在好氧降解過(guò)程中會(huì)釋放出氨氮。為進(jìn)一步脫除二沉池出水中的有機(jī)污染物和氨氮，工藝中采用BAF池進(jìn)行后續(xù)生物脫氮處理，廢水停留時(shí)間為6 h。

（6）生物炭池。末端采用生物炭池進(jìn)行最終把關(guān)處理，停留時(shí)間1.5 h，通過(guò)活性炭強(qiáng)大的吸附作用將瞬間可能超標(biāo)的高濃度污染物吸附，然后通過(guò)微生物的降解作用去除活性炭中吸附的少量微細(xì)粒和有機(jī)物，最終確保出水COD＜60 mg/L、硝化物＜2.0mg/L。

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）廢水調(diào)節(jié)池。設(shè)計(jì)容積900 m3，2座。一座用于存放硝基苯類廢水，一座用于存放其他廢水，鋼砼防腐。

（2）隔油池。用于去除硝基苯類廢水中含有的懸浮物、油等，設(shè)計(jì)容積360 m3，鋼砼防腐。

（3）一級(jí)動(dòng)態(tài)鐵炭微電解池。經(jīng)隔油后的硝基苯廢水進(jìn)入第一級(jí)動(dòng)態(tài)鐵炭微電解池，設(shè)計(jì)池容192 m3，反應(yīng)時(shí)間4 h，還原轉(zhuǎn)化率80%，鋼砼防腐。

（4）pH調(diào)整池。為提高鐵炭微電解的處理效果，在一級(jí)鐵炭微電解池后設(shè)pH調(diào)整池，加酸調(diào)pH至2~3。設(shè)計(jì)池容48 m3，停留時(shí)間1 h，鋼砼防腐。

（5）二級(jí)鐵炭微電解池。設(shè)計(jì)池容192 m3，反應(yīng)時(shí)間4 h，還原轉(zhuǎn)化率80%，COD降解率（沉淀后）>30%，鋼砼防腐。

（6）Fe2+/Fe3+還原氧化池。采用加堿中和，調(diào)節(jié)pH為8~9，設(shè)計(jì)池容60 m3，鋼砼結(jié)構(gòu)。

（7）一沉池。采用輻流式沉淀池，直徑10 m，2座，鋼砼結(jié)構(gòu)。

（8）UASB/AF反應(yīng)器。外形尺寸為12 m×12 m×9 m，4座，鋼砼結(jié)構(gòu)。本單元處理硝基苯類廢水33 m3/h，引入其他廢水7 m3/h，合計(jì)40 m3/h。有效停留時(shí)間60 h，組合填料（尺寸為160 mm×80 mm）2 400 m3。

（9）接觸氧化池。外形尺寸為40 m×12 m×5.5 m，1座，鋼砼結(jié)構(gòu)。本單元處理UASB出水40 m3/h，引入其他廢水26 m3/h，合計(jì)66 m3/h。有效停留時(shí)間20 h，組合填料（尺寸為D 160 mm×80 mm）1 320 m3。

（10）二沉池。采用輻流式沉淀池，外形尺寸D 12 m×4.5 m，2座，鋼砼結(jié)構(gòu)。

（11）中間水池。容積100 m3，2座，鋼砼結(jié)構(gòu)。

（12）BAF池。容積100 m3，4座，停留時(shí)間6 h，鋼砼結(jié)構(gòu)。

（13）生物炭池。尺寸為D 3.2 m×4.9 m，4座，停留時(shí)間1.5 h，碳鋼防腐。具體參見(jiàn)http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

4 處理效果

根據(jù)驗(yàn)收前1個(gè)月的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，實(shí)際運(yùn)行效果與設(shè)計(jì)值對(duì)照運(yùn)行效果可以看出，實(shí)際運(yùn)行效果均優(yōu)于設(shè)計(jì)值，證明該工藝對(duì)硝基苯類廢水處理較好，處理出水可滿足甘肅省地方污染物排放要求。

5 處理成本分析

采用驗(yàn)收前1個(gè)月的成本統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，按照日處理1 600 m3/d計(jì)算，實(shí)際處理成本見(jiàn)表 2。

表 2 處理成本分析



6 結(jié)語(yǔ)

本工程針對(duì)硝基苯類化合物毒性強(qiáng)、難生化的特點(diǎn)，采用兩級(jí)動(dòng)態(tài)鐵屑床進(jìn)行還原，此過(guò)程易控、運(yùn)行平穩(wěn)；生化系統(tǒng)厭氧采用UASB/AF工藝，配合大水量回流稀釋，有效分散了進(jìn)水硝基苯類化合物的濃度，使得厭氧-好氧系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行；后續(xù)采用BAF工藝，提高了生化系統(tǒng)對(duì)難降解有機(jī)物和氨氮的處理能力；末端深度處理采用生物炭/砂濾工藝，提高了系統(tǒng)的抗沖擊能力。經(jīng)過(guò)3 a多來(lái)的連續(xù)運(yùn)行，處理后的廢水優(yōu)于國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。