1工程概況

公司主要從事氯堿化工及精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)，主導(dǎo)產(chǎn)品包括燒堿、聚氯乙烯、水泥、三氯乙烯等，目前該公司發(fā)展成為集氯堿化工、熱電、建材、精細(xì)化工為一體的循環(huán)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)制造企業(yè)。該公司采用懸浮聚合工藝生產(chǎn)聚氯乙烯產(chǎn)品，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量母液廢水，該廢水具有可生化性較差，有機(jī)物難降解，氨氮含量低，溫度高，堿度低等特點(diǎn)，屬于低濃度化工廢水。因該企業(yè)排放污染物當(dāng)量指標(biāo)有限，廢水不能直接外排，為保證企業(yè)的正常生產(chǎn)，同時(shí)解決廢水的環(huán)保問(wèn)題，通過(guò)多方比選，最終確定采用前臭氧氧化-水解酸化-接觸氧化-過(guò)濾-后臭氧氧化工藝對(duì)廢水進(jìn)行處理，出水達(dá)到GB／T 19923—2005《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》表1中敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水標(biāo)準(zhǔn)后全部回用。

2設(shè)計(jì)規(guī)模及水質(zhì)

聚氯乙烯裝置產(chǎn)生的PVC離心母液廢水是采用脫鹽水在聚合反應(yīng)中作為分散介質(zhì)，并不參與聚合反應(yīng)，將氯乙烯（VCM）分散成液滴、溶解分散劑，最終以母液的形式外排，其設(shè)計(jì)規(guī)模為200m3／ h。廢水主要包含懸浮性的顆粒，以及加入的一些特殊性化學(xué)物質(zhì)。經(jīng)處理后，出水水質(zhì)需達(dá)到GB ／ T 19923—2005表1中敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

3工藝流程

目前針對(duì)該類(lèi)廢水，國(guó)內(nèi)處理技術(shù)相對(duì)成熟，工程和可研成果均較多，有電化學(xué)氧化法、MBR膜生化法，還有常規(guī)的生化處理法。目前主流工藝是采用水解酸化-接觸氧化的常規(guī)生化處理工藝對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行去除，將出水回用至冷卻塔進(jìn)行循環(huán)利用，出水TDS比常規(guī)循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水會(huì)低很多，具有非常好的循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水優(yōu)勢(shì)。根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，本項(xiàng)目進(jìn)水COD濃度相比其他同類(lèi)型企業(yè)偏高，水質(zhì)波動(dòng)也較大。根據(jù)來(lái)水可生化性較差及最終出水要求高的特點(diǎn)，確定采用冷卻塔-前臭氧氧化預(yù)處理工藝來(lái)提高廢水的可生化性，之后采用水解酸化-生物接觸氧化二級(jí)生化工藝，對(duì)廢水中的大部分有機(jī)污染物進(jìn)行降解去除，最后通過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾-后臭氧氧化深度處理工藝，進(jìn)一步去除廢水中殘留的有機(jī)污染物、懸浮物及濁度。工藝流程見(jiàn)圖1。離心母液廢水通過(guò)壓力管道進(jìn)入冷卻塔降低廢水溫度，保證出水溫度不超過(guò)35 °C。冷卻塔出水重力自流進(jìn)入前臭氧氧化池，臭氧通過(guò)微孔曝氣頭分散在水中，利用臭氧的強(qiáng)氧化作用將高分子難降解有毒有害有機(jī)物降解為各種易降解的有機(jī)物，并降低廢水的毒理性，提高廢水可化生性。出水經(jīng)泵提升進(jìn)入生物選擇池，在厭氧環(huán)境下，培養(yǎng)出優(yōu)勢(shì)的厭氧菌種，提高微生物選擇性和可識(shí)別性。之后廢水自流進(jìn)入水解酸化池，通過(guò)脈沖布水器使污泥和廢水充分接觸，廢水中大分子有機(jī)物在兼氧菌及厭氧菌的作用下轉(zhuǎn)化為小分子易降解的有機(jī)物，同時(shí)水中有機(jī)氮逐步轉(zhuǎn)化為氨氮。出水自流入生物接觸氧化池，生物接觸氧化池內(nèi)懸掛填料，懸浮在水中的活性污泥菌膠團(tuán)逐步附著在填料上，形成更加高效的菌膠團(tuán)及微生物膜，能有效提高好氧池中活性污泥濃度，廢水中的有機(jī)物被降解成CO2和H2O。接觸氧化池泥水混合物自流進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，大部分污泥回流至水解酸化池和生物接觸氧化池前端，剩余污泥排至污泥儲(chǔ)池。二沉池出水自流入中間水池，再經(jīng)提升泵提升至多介質(zhì)過(guò)濾器，利用壓力作用使廢水由濾料上部向下部流動(dòng)，懸浮物被截留在濾料上部，保證出水懸浮物及濁度達(dá)標(biāo)。濾料上部截留的懸浮物通過(guò)反洗排至反洗廢水池，出水溢流到后臭氧氧化池，利用臭氧的強(qiáng)氧化作用將水中剩余的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解并將水中細(xì)菌殺死，保證出水COD達(dá)標(biāo)，出水通過(guò)回用水泵回用至廠(chǎng)區(qū)作為冷卻塔補(bǔ)充水。

4主要工藝

單體及設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）冷卻塔。采用逆流式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔，玻璃鋼材質(zhì)，置于前臭氧氧化池上。設(shè)計(jì)規(guī)模為200m3／ h，設(shè)計(jì)進(jìn)、出塔溫度分別不超過(guò)60、35°C。

（2）前臭氧氧化池。設(shè)計(jì)尺寸為11．0m× 5．0m× 6．0 m，有效水深為5．4 m，反應(yīng)時(shí)間為45 min，緩沖區(qū)停留時(shí)間為15 min，臭氧投加量為1．5 mg ／L。池頂設(shè)置尾氣破壞器分解釋放臭氧尾氣。

（3）生物選擇池。設(shè)計(jì)尺寸為11．0m× 10．0m×6．0 m，有效水深為5．0 m，停留時(shí)間為2．5 h。設(shè)置潛水?dāng)嚢铏C(jī)2臺(tái)，排泥泵2臺(tái)（1用1備）。

（4）水解酸化池。4座，單座設(shè)計(jì)尺寸為13．0m× 8．0m× 7．0 m，有效水深為6．5 m，停留時(shí)間為13．5 h，污泥濃度為6 000 mg ／ L，污泥負(fù)荷為0．015kg［COD］／（kg［MLVSS］·d），上升流速為0．6 m ／ h，外循環(huán)比為100％。設(shè)置脈沖布水器4臺(tái)，配水罐1臺(tái)，內(nèi)循環(huán)泵8臺(tái)（4用4備）。

（5）生物接觸氧化池。2座，單座設(shè)計(jì)尺寸為28．0m× 12．8m× 6．5 m，有效水深為5．8 m，停留時(shí)間為20．5 h，污泥濃度為3 500 mg ／ L，COD容積負(fù)荷為0．27 kg［COD］／（m3·d），污泥負(fù)荷為0．076kg［COD］／（kg［MLVSS］·d），填料負(fù)荷為0．521 kg［COD］／（kg［填料］·d），氣水比為12 ∶ 1。曝氣采用管式微孔曝氣器，通氣量為6 m3／（m·h），服務(wù)面積為1 ～ 2 m2／支；拉西環(huán)式組合填料2 000 m3，規(guī)格φ150 mm，裝填高度為3 000 mm。

（6）二沉池。采用輻流式沉淀池，中進(jìn)周出形式。設(shè)計(jì)尺寸為φ19．0m× 4．5 m，有效水深為4．0m，沉淀區(qū)表面負(fù)荷為0．75 m3／（m2·h），污泥回流比為100％。設(shè)置半橋式周邊傳動(dòng)吸泥機(jī)1臺(tái)，污泥回流泵2臺(tái)，1用1備（兼排放用）。

（7）多介質(zhì)過(guò)濾器。4臺(tái)，設(shè)計(jì)尺寸為φ3．0m× 4．2 m，濾速為8 m ／ h，氣洗、水洗強(qiáng)度均為12L ／（m2·s），氣洗時(shí)間為5 min，水洗時(shí)間為10 min，反洗周期為24 ～ 48 h（可調(diào)）。濾料采用石英砂和無(wú)煙煤組合，石英砂粒徑為0．5~1．2 mm，無(wú)煙煤粒徑為0．8~1．8 mm，裝填總高度為2．4 m。

（8）后臭氧氧化池。設(shè)計(jì)尺寸為9．5m× 4．5m×6．0 m，有效水深為5．4 m，停留時(shí)間為60 min，臭氧投加量為2．5 mg ／ L。未反應(yīng)完全的臭氧尾氣通過(guò)池頂?shù)奈矚馄茐钠鬟M(jìn)行分解釋放。

5運(yùn)行情況廢水站自2018年5月進(jìn)水調(diào)試，系統(tǒng)進(jìn)水量為140 ～ 190 m3／h，進(jìn)水COD質(zhì)量濃度穩(wěn)定維持在350 mg／L以下，進(jìn)水pH值維持在6左右，進(jìn)水SS質(zhì)量濃度超過(guò)設(shè)計(jì)值，為120 ～ 150 mg／L。經(jīng)過(guò)2個(gè)多月連續(xù)進(jìn)水運(yùn)行調(diào)試，各項(xiàng)出水指標(biāo)均能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，出水COD的質(zhì)量濃度穩(wěn)定在40 mg ／ L以下，濁度穩(wěn)定在3 NTU以下，其余各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到GB ／ T 19923—2005表1中敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水標(biāo)準(zhǔn)。各處理單元處理結(jié)果見(jiàn)表2。

6投資及運(yùn)行費(fèi)用分析本工程總投資約為1 800萬(wàn)元，其中土建工程投資1 000萬(wàn)元，設(shè)備及安裝工程投資800萬(wàn)元，折算項(xiàng)目噸水投資為4 000元／ m3。經(jīng)統(tǒng)計(jì)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，項(xiàng)目折算人工費(fèi)為0．15元／ m3，電費(fèi)為0．63元／ m3，藥劑費(fèi)為0．35元／ m3，生產(chǎn)水費(fèi)為0．03元／ m3，合計(jì)直接運(yùn)行費(fèi)用為1．16元／ m3。7結(jié)語(yǔ)項(xiàng)目已經(jīng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行2 a多，說(shuō)明采用前臭氧氧化-水解酸化-接觸氧化-過(guò)濾-臭氧氧化工藝處理PVC離心母液廢水是穩(wěn)定可靠的，出水COD質(zhì)量濃度穩(wěn)定在40 mg ／ L以下，濁度穩(wěn)定在3 NTU以下，其余各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到GB ／ T 19923—2005表1中敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)處理后的廢水回用于生產(chǎn)，既減少了企業(yè)廢水的排放量，控制了污染物外排，又為企業(yè)節(jié)約了生產(chǎn)成本，該處理工藝值得參考和借鑒。

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