徐州食堂一體化污水處理設備工程設計

戊二醛被譽為繼甲醛和環氧乙烷消毒之后，化學消毒滅菌劑發展的第三個里程碑，它具有甲醇含量低，無致畸變、無積毒、無富營養化的特點。戊二醛用途廣泛，主要應用于石油化工、醫療衛生、輕工、科研等領域。目前戊二醛生產主要采用吡喃法(又稱法)，具有投資少、成本低、工藝簡單、收率高、產品質量好等優勢。我國自主研發生產戊二醛已有約三十年歷史，產品質量可與國際公司如巴斯夫的產品媲美，但配套污水治理卻一直有不能穩定達標的環保風險，隨著國內環保要求日益提高，這可能成為限制企業健康發展的一大因素。

1、工程概況及工藝流程

某精細化工企業年產20000t戊二醛產品及2000t三環類產品，在生產過程中產生約150m3/d的廢水，主要為生產廢水、生活污水和初期雨水。生產廢水約100m3/d，包括戊二醛車間廢水和綜合車間廢水；戊二醛生產過程中，在吡喃水解和精餾階段產生廢水，主要成分為甲醇，并含有部分三環類產品生產過程中產生的廢水成分較為復雜，主要成分為甲醇、乙醇、乙基丙烯醚、丙醛等。生活污水45m3/d，初期雨水5m3/d。

由于生產廢水中含有生物毒性強、丙醛、丙烯基等物質，因此必須經過適當的預處理。戊二醛車間廢水量較大(占比90%以上)，組分簡單且穩定，COD約20000mg/L，B/C值0.3，pH值3.5左右。擬先加入液堿調節pH值至強堿性在此條件下容易發生羥醛縮合反應，生成二聚3,4-二氫-2H-吡喃-2-甲醛，生物毒性較降低100倍)和其他產物而變成半透明的黃色黏性固體，再回調至中性并投加PAC和PAM，泥水分離后上清液進入格柵集水池與生活污水混合。綜合車間廢水成分復雜、水量小，COD約100000mg/L，B/C值0.28，pH值2.5左右。擬采用序批處理方式，將綜合車間廢水依次進行加堿縮合、混凝沉淀、芬頓氧化反應，降低廢水毒性并去除部分COD，反應后的上清液同樣進入格柵集水池與生活污水混合。

初期雨水在進入初期雨水池前先沉砂，而后泵入生化調節池。生活污水經過格柵濾除雜物后，與物化預處理后的生產廢水混合均勻，通過潛污泵提升進入生化調節池進行后續生化處理。生化處理采用水解酸化+厭氧塔+兩級A/O-MBR工藝，MBR產水排入清水池。經過處理后，出水達到GB8978—1996《污水綜合排放標準》中表4三級排放標準。

2.1 單元設計參數

2.1.1 物化調節池Ⅰ

儲存、均質戊二醛車間生產廢水，保證物化Ⅰ處理系統進水水量、水質穩定。構筑物尺寸LBH=6300mm×4000mm×5000mm，數量1座(半地上鋼砼)。

在池內投加液堿至pH≥11.5，使廢水中的發生羥醛縮合反應，池底敷設曝氣裝置以利于反應進行及防止污泥沉積。設置耐腐蝕提升泵2臺，單臺水泵流量5m3/h，揚程10m，功率0.75kW。

2.1.2 混凝沉淀器

回調物化調節池Ⅰ的廢水pH值至中性，并投加混凝劑和絮凝劑，泥水分離后，出水自流進入格柵集水池，污泥定期排入污泥池?；炷恋砥髟O計能力5m3/h，混凝反應時間10min，反應區分為兩格，通過加入硫酸、PAC、PAM，在攪拌作用下使廢水中的不溶膠體、SS等物質充分反應形成較大絮體得以去除。設備尺寸LBH=2640mm×1160mm×2200mm，數量1臺(碳鋼玻璃鋼防腐)。

2.1.3 物化調節池Ⅱ

儲存、均質綜合車間生產廢水，保證物化Ⅱ處理系統進水水量、水質穩定。構筑物尺寸LBH=3000mm×4000mm×5000mm，數量1座(半地上鋼砼)。設置耐腐蝕提升泵2臺，單臺水泵流量5m3/h，揚程10m，功率0.75kW。

2.1.4 序批反應器

利用串聯的序批反應器1(羥醛縮合+混凝沉淀)和序批反應器2(芬頓氧化+沉淀)對綜合車間廢水進行物化預處理，反應器2的出水自流進入格柵集水池，兩臺反應器的沉淀污泥排入污泥池。序批反應器設計能力3m3/批次，反應器1的單次運轉耗時約為60min，反應器2約為100～120min，每批次完整運轉耗時約3h。反應器尺寸DH=Φ1400mm×2400mm，數量2臺(PPH材質)，配套變頻調速攪拌機、磁翻板液位計、pH計及自動閥門。

物化Ⅰ和物化Ⅱ處理系統配置加藥系統1套，主要包括液堿加藥裝置、PAC加藥裝置、PAM(陰離子)加藥裝置、硫酸加藥裝置、雙氧水加藥裝置、加藥裝置。

2.1.5 格柵集水池

收集儲存生活污水及經過預處理后的生產廢水，保證生化處理系統進水水量、水質穩定。構筑物尺寸LBH=8800mm×3000mm×5920mm，數量1座(地下鋼砼)，池底敷設曝氣裝置。設置潛污泵2臺，單臺水泵流量8m3/h，揚程15m，功率1.5kW；機械格柵1臺，SS304材質，功率0.75kW。

2.1.6 生化調節池

主要作用是調節水質水量，并作為預水解酸化的場所，提高廢水的可生化性，實際上與后續的厭氧塔組成了兩相厭氧系統。構筑物尺寸LBH=12900mm×4000mm×5000mm，數量1座(半地上鋼砼)，池內設生物繩填料作為載體，提高水解酸化微生物的總量。設置提升泵2臺，單臺水泵流量10m3/h，揚程18m，功率2.2kW；潛水攪拌機1臺，SS304材質，功率2.5kW；配套液位計、電磁流量計等儀表。

2.1.7 厭氧塔

降解廢水中的大部分有機污染物，為后續的好氧創造有利條件。在厭氧條件下，產甲烷菌可以將小分子有機酸分解成甲烷、CO2和水。

厭氧塔采用耐沖擊能力較強的上流式厭氧污泥過濾器(UBF)形式，設計能力150m3/d，設內循環系統，其相比傳統的UASB反應器啟動更迅速。反應器下部是污泥層——循環流化反應區，上部是由生物填料及其附著的生物膜組成的過濾層——固液氣分離區。當廢水從反應器的底部進入，順序經過污泥層、過濾層進行厭氧處理反應后，氣體從其頂部排出，出水經上部溢流堰排出。

厭氧塔尺寸DH=Φ6880mm×14400mm，數量1座(碳鋼搪瓷材質)，配套布水器、溢流堰、蒸汽換熱器、聚丙烯生物填料、沼氣水封器、pH計、溫度計及自動閥。設循環泵2臺，單臺水泵流量40m3/h，揚程20m，功率5.5kW。

2.1.8 回流配水池

厭氧塔出水、MBR池泥水混合物在此混合，利用大流量、低揚程的穿墻回流泵配送至后續?AO生化系統。高比例的MBR池廢水稀釋厭氧塔出水，可降低AO生化系統負荷，提高其耐沖擊性能。構筑物尺寸LBH=6300mm×3000mm×5000mm，數量1座(半地上鋼砼)。設置潛污排泥泵2臺，單臺水泵流量6m3/h，揚程10m，功率0.75kW；穿墻回流泵1臺，流量150L/s，揚程0.4m，功率1.5kW，SS304材質。

徐州食堂一體化污水處理設備工程設計

2.1.9 兩級A/O池

A段異養型兼氧細菌在缺氧條件下，將污水中難溶解有機物轉化為可溶解性有機物，將大分子有機物水解成小分子有機物；同時回流的硝態氮在反硝化菌的作用下，可進行反硝化過程脫氮，并去除部分COD；O段主要通過大量不同種屬的微生物群落共同參與生物降解和吸附作用，去除污水中的各種有機物；同時硝化菌在氧量充足的條件下降解污水中的氨氮。設計能力150m3/d，一級、二級A/O池串聯，二級A/O的設計污泥負荷低于一級。同時分兩個系列并聯布置。

構筑物尺寸LBH=37500mm×3000mm×5000mm，數量4座(半地上鋼砼)，配套微孔曝氣系統。設潛水攪拌機4臺，SS304材質，功率2.5kW；變頻羅茨鼓風機3臺(2用1備)，兩級A/O池合用，風量10.2Nm3/min，風壓49kPa，功率15kW。

2.1.10 MBR池

使用膜分離技術代替二沉池，使水力停留時間(HRT)和泥齡(SRT)分離；同時利用膜的高效固液分離性能，使活性污泥不隨出水流失，在生化池中形成5000～12000mg/L高濃度的活性污泥，出水水質良好、穩定，出水細菌、懸浮物和濁度接近于零，并可截留糞大腸菌等生物性污染物。

構筑物尺寸LBH=3000mm×3000mm×5000mm，數量2座(半地上鋼砼)，每座池內設MBR膜組件1套，膜面積300m2，膜絲PVDF材質，設計通量11.9L/m2•h。配套變頻羅茨鼓風機2臺(1用1備)，風量3.6Nm3/min，風壓49kPa，功率5.5kW；MBR抽吸泵4臺(2用2備)，SS304材質，單臺水泵流量6m3/h，揚程20m，功率1.5kW；反洗泵2臺，SS304材質，單臺水泵流量2.8m3/h，揚程18m，功率0.37kW；次氯酸鈉加藥裝置1套。

2.1.11 清水排放池

儲存MBR膜產水，定期納管達標外排。構筑物尺寸LBH=4000mm×3000mm×5000mm，數量1座(半地上鋼砼)。設置清水排放泵2臺，單臺水泵流量15m3/h，揚程60m，功率5.5kW。

2.1.12 污泥池

收集儲存物化系統和生化系統產生的污泥。構筑物尺寸LBH=8800mm×3000mm×5920mm，數量1座(地下鋼砼)。設污泥進料泵2臺，單臺水泵流量6m3/h，揚程10m，功率0.75kW；潛水攪拌機1臺，SS304材質，功率1.5kW。

配套污泥脫水系統1套，含疊螺式污泥脫水機1臺、PAM(陽離子)自動泡藥機1臺、加藥泵2臺。

酚類物質作為一種重要的化工原料，在煤氣、焦化、石油化工、染料、制藥等化工產品的生產過程中均會產生各種含酚廢水，酚類及其衍生物廢水一般具有高毒性、難降解的特點，在我國水污染控制中被列為重點解決的對象。染料及印染行業的含酚廢水，由于其具有組分復雜、色度高、水質及水量變化大、難降解物質多等特點，使得此類廢水的處理更加困難。

催化濕式氧化技術(Catalytic Wet Air Oxidation，簡稱CWAO技術)，是20世紀80年代在濕式空氣氧化基礎上發展起來的一種處理高濃度、難生物降解有機廢水的先進技術，又稱水熱氧化技術，是在高溫(120～320℃)、高壓(0.5～20.0MPa)和液相條件下用氧化劑(空氣、氧氣或過氧化氫)或催化劑存在的條件下，氧化水中溶解態或懸浮態有機物和還原態無機物的一種高級氧化技術。它本質上是一種水相無焰焚燒過程，幾乎可以無選擇地高效氧化各類高濃度有機廢水，而且處理時間短、處理效率高、二次污染少。其主要缺點是反應體系中的高溫、高壓、貴金屬催化劑等條件帶來的高能耗和高運行成本。近年來，微波輔助降解有機廢水成為了廢水處理領域的新熱點，利用微波輻射對小分子極性物質產生的加速反應、改變反應機理或啟動新的反應通道的原理，形成了多種形式的微波聯用組合技術。將微波和催化濕式氧化技術相結合是對濕式氧化處理技術的一種改進。在微波場內，高強度短脈沖微波輻射聚集到催化劑活性位或者反應點位上，使這些點位快速升溫和活化，體系中生成具有高氧化能力的活性物種(比如羥基自由基)，或者有機物分子本身被活化，有機污染物可被氧化降解。因此，微波催化濕式氧化具有反應速率快、降解效率高等特點，又稱微波強化催化濕式氧化技術。

本文以某酸性染料產生的含酚廢水為處理對象，研究了在微波的強化作用下，以硫酸銅為均相催化劑，以過氧化氫為氧化劑，濕式催化氧化對含酚廢水TOC的去除效果以及廢水可生化性的改善情況。此外，考察了微波催化濕式技術對其他行業含酚廢水的氧化效果，實驗結果表明，微波催化濕式氧化處理對不同含酚廢水具有較好的適用性。