化工园区污水处理厂工艺改造设计与运行研究

张春燕

（山西轻工职业技术学院 山西太原 043200）

引言

近些年来，化工工业园区这一类型的建筑模型在我国发展得较快，普及程度较高。但当前，化工园区的综合废水处理在我国仍属于新兴产业，相关的经验较少，大部分污水处理厂在设计时只能依靠单个项目经验或国外相关技术，造成污水处理效果不理想、资源浪费等问题。而随着科学技术及经济水平的发展，环境问题越来越受到重视，工业园区污水排放量大、污物种类复杂、污染物危害性大等特点导致其污水处理难度加大，处理后的水质难以达标，水系恢复较困难。本文主要就章丘市化工工业园中的污水处理厂的工艺改造设计与运行进行研究，旨在解决污水处理厂污水处理问题。经过改造后污水处理厂能够提高效益，达标排水，促进整个工业园区可持续发展，提高周围水质，改善人民的生活条件，取得更大的社会效益及环境效益。

1 污水处理厂简介

章丘市化工工业园主要生产科技含量高、附加值高的精细化工产品。园区内多家公司排放污染程度较高的废水，这些污水主要为精细化工的工业废水。水中含有较高的COD、盐度，且对微生物毒性较大，是较难降解的工业污水。园区内污水处理厂是整个章丘园区内唯一的一家综合性污水处理厂。污水处理厂主要处理章丘市化工工业园内的工业废水、生活污水，此厂占地面积达48260平方米，建设规模较大，可实现日生产中水1万立方的功效，污水处理采用的是微絮凝纤维束沉淀+二氧化氯消毒+A2/O的工艺[1]。主建项目包括生化池、消毒池、配电房、机修库、加氯加药成套设备、氨氮在线监测系统等多个设备和系统。其处理的污染物主要有染物主要有苯系物、石油类、盐类、环状物，如甲苯、甲醇、氯化钠、硝基苯、苯胺、环氧氯丙烯等。

2 污水厂处理中存在的问题

2.1 水质问题

化工园区内水质变化较大，具有很大的冲击性，加之生活污水在原水中占比较低，每日只有1000立方，工业废水每日排水量高达15000立方，废水中有毒有害物质较多，导致微生物生存困难、无法发挥应有的效率，同时盐分含量较高，成分复杂，难降解的物质较多，部分企业废水中有大量多苯环大分子结构有机物，这类有机物分子链长且结构稳定，处理难度大，微生物无法分解，造成COD超标，原水的可生化性差等情况[2]。

2.2 基础设施问题

污水处理厂在修建时，未修建初沉池等相关设施，在处理中不利于废水的掺混调节，且设施中主要处理的工段水力无法长时间停留，其抗冲击负荷能力较弱。污水深度处理工段中纤维束过滤系统出现失效的现象，经处理后的污水在过滤后指标不仅没有改善下降，反而会升高。

3 污水厂工艺改造设计

化工园区对污水的处理要求高，而污水处理厂无法对污水进行有效处理，若想达到稳定排放、达标排放的目标，必须对现有的工艺进行改造处理，将固有的均衡进水和污水大分子结构打乱，使难以降解的有机物转化为易分解的有机物，以便于污水达质排放。

3.1 增加水解酸化处理工序

在污水处理的常规生化处理前，增加水解酸化处理工序，可以有效提高其生化处理的效果，不仅能够更高效的去除有机物，提高其可生化性，还可以起到沉淀作用，其具有初沉池的效果，可以通过污泥絮体自带的强吸附功能，对水中的悬浮物及难讲解的物质进行吸附，去除水中的悬浮物质，提高污水的冲击负荷力，有利于之后好氧单元的污泥沉降。

3.2 外部改造

对污水厂的外部进行改造，主要是以增加生活污水的比例为主。增加生活污水的比例有利于提高进水的可生化性，可以有效降低水量及水质的波动情况。改造方案主要为可以协调工业园区相关负责人完善整个污水收集的管网，加大园区内生活污水的收集量，接纳其他园区的生活污水，扩大污水处理厂的服务范围，从而改变污水中工业废水和生活污水的比例。

3.3 调整废水排放标准

根据污水处理厂调试运行的具体情况，对其服务范围内的各企业外排废水的水质标准进行调整，按企业及分阶段的方法逐步增加废水处理量，并加强对各企业出水水质的监测控制，检测出各企业污染物的种类及浓度，以此控制有毒有害污染物进水厂的浓度。水厂可以与企业签订协议，协议中标明企业进水的标准，严格监督企业安装相关的标准进行污水排放。

3.4 改造处理工段进行工艺改造

主要对污水处理厂预处理工段及深度处理工段进行基础改造。对预处理工段进行改造的内容包括有：建水解调节池及初沉池。该阶段主要使用物理处理法进行污水处理，主要目的是去除污水中的悬浮的固体污染物，其中可以设置格栏及沉砂池等，粗格栏可以拦截住体积较大的悬浮物，保护水泵等机组，而细格栏可以进一步的去除污水中较细小的悬浮物质，减少生物处理阶段的负荷。

沉砂池可以有效分离污水中质量较重的无机砂粒，避免其对后续污水处理设备造成磨损[3]。深度处理工段改造内容包括：将失效的纤维束滤池改为砂滤池。纤维束滤池在实际运行中过滤作用较差，其滤料板结无法实现原有的作用，而园区内企业排水具有复杂性、多样性，为确保污水处理厂发挥应有的效果，应对纤维束过滤工艺进行相关改造。一般情况下，根据所过滤的材料的差异性，可以将其分为颗粒过滤、多孔材料过滤两种，而颗粒过滤在污水中可以用于处理悬浮物及胶体物质，尤其是适合处理重力沉淀法不能去除微小颗粒及细菌，所以一般适用于深度处理工序。沉砂池可以选用活性砂滤池、均质砂滤池及纤维转盘滤池等。而在实际操作中，活性砂滤池造价较高，考虑到造价因素不予考虑。纤维转盘滤池节约空间，已有经验显示使用纤维转盘滤池处理效果较佳，但工艺不够成熟。均质砂滤池在工艺上比较成熟且可靠性强。根据工业园区内污水的特点，在参考运行成本、工艺可靠度、管理便利性等缘故，采取均质砂滤池可以达到运行稳定，处理效果好，经济成本适宜等目的，所以，均质砂滤池是为上选。

3.5 增加内循环微电解反应器

一般情况下，从各公司排放出的化工污水还有苯胺、硝基苯等有毒有机物，这些物质在降解起来较困难，会增加废水的COD含量，降低其可生化性，若直接生化处理，其水质无法满足生化处理的标准，所以，可以增设内循环微电解装置进行处理。内循环微电解工艺可以加设内反应器，使其形成一个内循环装置，提高传质的效果及电池效果，同时设置水支管及集水槽，提高固液分离的效果[4]。内循环微电解反应器是一种较新颖的反应器，其具有以下优势：（1）增强原电池效应。使铁、碳、水三样可以竖向混流，充分与反应器内填料接触，增加处理效果。（2）降低搅拌机的所需动力。竖向内反应器可以利用水循环的效应，降低搅拌机的功率，达到比其他普通反应器效果更好。（3）增强固液分离的效果。其内部结构与出水部件接触面积更广，使填料与水的分离效果更显著。（4）设备的操作比较便捷稳定，所在面积很少，进出水与料品的添加都是自动操作，相对更加智能化。（5）耐受力比较强，机器的结构更加稳定，受水质的影响较低，对水压的负荷强，可以可以减少水力负荷波动，且降低填料板结程度。

3.6 生物处理段改造

废水经过物理性处理后，好氧工艺已无法有效去除有机物，在好氧工艺处理之前，加设厌氧工艺处理的工序，对于污水可以进行深度处理，改善水质提高其可生化性，使其为之后的好氧处理奠定基础。可以将原有的A/O池保留，新设A2/O池。

4 化工园区污水处理厂工艺改造后运行状况

工艺改造前，污水处理厂进水量较低，且调试期间水质指标波动幅度较大，氨氮含量高且不够稳定、生化需氧量较低，而含盐量过高、有机物成分较复杂，导致生物处理系统运行失效，排放的水质不达标，无法发挥污水处理厂应有的经济和社会效益。经改造后的污水处理厂解决了进水量低的问题，同时工艺水平提升，使其能够发挥应有的经济效益、环境效益、社会效益。

改造后的污水处理厂进水中COD、氨氮、BOD、TN、TP、SS为271.54mg/l、33.64mg/l、127.45mg/l、42.89mg/l、2.87mg/l、128.37mg/l，出水为 20.16mg/l、1.64mg/l、8.91mg/l、10.44mg/l、0.44mg/l、8.12mg/l，其去除率最高达到95.31%，最低达到75.61%，COD、氨氮的去除率都在90%以上，污水处理厂已经实现了定量、达标、达质排放[5]。

结语

化工产业在我国经济发展中作用越来越大，不仅显示了我国综合国力的强弱，也影响着普通人民的生活水平。但其在发展中会带来严重的环境问题，尤其是水污染问题，其污水处理具有难度大、经济效益低等特点。而对其污水处理厂进行工艺改造可以解决污水处理难题，带来较高的环境效益、经济效益，有助于周围水系环境功能的恢复，解决区域内的环境污染问题。所以，应该从进水水质、基础设施两方面对污水处理厂进行改造，使其能够达标、达质排水，改善环境污染，为国家和人民贡献更大的价值。