高盐有机废水处理工艺应用及研究

杨 龙

（东江环保股份有限公司 广东深圳 518000）

引言

危险废物根据环境保护部联合国家发改委、公安部发布《国家危险废物名录》2016根据产生源和组分分为46大类479小类，涉及污水(废水)污泥相关“危险废物”的数量共93小类，主要含有机类污染物、重金属类污染物、有机类污染物或重金属污染物等复合物，占整个名录小类的19.4%。在国家危险废物名录以外，疑似含有毒有害物质的污泥需根据《危险废物鉴别标准》鉴别判定。

随着我国工业快速进程，工业废水的处理和回收利用受到市场广泛的重视。其中各特征污染物中，高含盐有机是指含无机盐与有机物和至少3.5%(质量分数)的总溶解性固体物(TDS)的废水[1]。这类废水排放带来十分严重的环境污染。如印染、造纸、电镀等行业的废水不仅产生量大、有机-20%左右的高盐度[2]。我国高盐废水产生量占废水总量的5%，且每年仍以2%的速率增长[3]。污染物含量高、色度深，更含有5%

本文着重以某危险废物环保处置企业为例，以含铬电镀废水为处理对象，根据其含盐量高，有机污染物浓度高的特点，结合企业实际，建立了一套三效蒸发器+AO/AO+砂滤碳滤+UF+RO相结合的废水深度处理与回用系统。采用该组合工艺实现废水的再生循环利用，达到节能减排的要求。通过对运行情况进行分析，评价了该废水处理与回用系统的有效性和稳定性。

1 项目背景

1.1 水质水量及排放标准

某危险废物处置企业外收含高盐高有机的含铬电镀废水，其主要原水水质指标：pH为＜1，COD≥5000 mg/L，总铬43.1 mg/L，其中 Cr（Ⅵ）39.3 mg/L，Cr（Ⅲ）3.8 mg/L，电导率≥40000 μS/cm，设计处理水量为20 t/d。经过处理后废水达到《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T19923-2005），生产与产品用水质要求：COD≤60mg/L，溶解性总固体≤1000 mg/L，NH3-N≤10mg/L，pH为6.5-8.5等。

1.2 含铬电镀废液处理工艺流程

1.3 工艺原理及说明

电镀铬、金属铬钝化等处理产生的各类含铬废液。先将含铬废液泵入一类污染物废液反应槽中，加液碱调节至pH 2～3，再加入亚硫酸氢钠，将六价铬还原成三价，至淀粉碘化钾试纸不变色，利用氢氧化铬溶度积较小的特点，向含铬废液加入NaOH可以使Cr3+转化为氢氧化铬形成沉淀，pH值控制约为8.0～8.5，加入PAM使沉淀形成絮体，再泵送压滤得到氢氧化铬副产品，滤液主要含有硫酸钠，进入含铬废水储罐，然后进入蒸发-脱盐车间进行蒸发脱盐处理。物料蒸发二次冷凝水保证一类污染物车间排口达标排放，该冷凝水再进入污水处理车间进行废水深度处理。通过AO/AO生化处理，再经砂滤碳滤罐除杂，出水经UF和RO，使出水水质达到《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T19923-2005）中的工艺与产品用水限值要求。其中综合反应罐调节反应方程式如下：

2Cr6++3HSO3-+3H2O=2Cr3++3SO42-+9H+

Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓

2 工程运行结果与讨论

2.1 三效蒸发器对盐分及COD的去除效果分析

针对水质高含盐及COD特点，利用传统的三效蒸发系统，并针对高浓度及易结晶、结垢的物料，采取相应的防结垢措施：1、采用三效蒸发，负压（真空度0.08MPa），确保物料在较低温度下（65～95℃）蒸发，降低结构机率。2、保证加热器列管内壁和结晶器内壁的光洁度，避免刺激溶液在换热管内产生过量晶核，形成大量结晶；3、配置CIP清洗系统，可以自动或手动清洗换热器、结晶分离器等各个设备的易结垢部位。4、高浓度物料采用强制循环蒸发器，并采用多流程，物料在换热管内流速快，不发生相变，不会因水份的蒸发析出晶体或结垢，降低了结垢速率；

实际运行工况：三效蒸发器在65～95℃减压蒸发，对盐及大分子有机物去除效率高，当原水COD为5000-8000 mg/L时，出水冷凝液COD为600～900 mg/L，盐去除率达到90%以上，有机物的去除率达到85%以上。这是因为大部分的盐、有机物均在浓缩母液中，出水COD600-900 mg/L浮动，是因为物料中含有小部分低沸点的挥发性小分子有机物随冷凝液馏出导致。[4]

2.2 AO/AO对盐分及COD的去除分析

两级AO法处理工业污水相比传统A2O工艺，生化抗冲击负荷能力强，对碳源的利用率高；装置体积比按照1∶2.5设置，在脱氮除磷反应具有一定优势。菌种优先利用原水中的碳源进行脱氮，而连续厌氧、好氧状态的交替，对吸磷的影响不大[5]。所以本项目采用AOAO作为主体生化工艺。

该生化处理工艺为首先废水均质，再经两级兼氧水解+接触氧化（A-O-A-O）处理工艺。该工艺在厌氧-好氧除磷工艺中加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，因此BOD浓度继续下降，NO3-N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。

在好氧池，有机物被微生物生化降解，而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-N的浓度增加，而P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速率下降。好氧池采用生物接触氧化法，生物接触氧化法净化污水的基本原理是利用栖息在生物处理池填料表面上的生物膜的作用来达到污水净化的目的。生物膜是由菌胶团、丝状菌、真菌、原生动物和后生动物组成。生物膜的形成、生长、增殖、脱落的过程交替进行，得以保证其稳定的处理能力。

AO/AO工艺的特点：①缺氧、好氧两种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能；②在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该处理工艺流程成熟简单，水力停留时间也少于同类其他生化工艺，满足目前我公司水质状况；③在缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀；④污泥中磷含量高，一般为2.5%以上。

2.3 UF/RO系统对COD和盐分的去除

UF和RO采用卷式抗污染低压膜。污水经过三效蒸发系统和生化处理系统之后，将大部分污染物的浓度降低到RO膜进水的要求范围。反渗透膜系统进一步提升产水水质要求，脱除水质中剩余的盐分及少量不可生化有机质[6]。

实际运行工况：进水水质TDS3000～4000 mg/L，COD为100～200 mg/L，NH3-N≤80mg/L，RO系统对盐及大分子有机物去除效率高，其产水率75%以上，盐去除率达到90%，COD达到80%，NH3-N达到75%以上，有机物的去除率达到85%以上。以达到《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T19923-2005），生产与产品用水质要求：COD≤60mg/L，溶解性总固体≤1000 mg/L，NH3-N≤10mg/L，pH为6.5-8.5等。

结语

（1）物理化学预处理，绝大部分通过化学反应，絮凝沉淀及压滤机压滤脱除可沉淀无机盐及一部分有机废物。

（2）三效蒸发器在真空度为0.08MPa、温度65～80℃条件下减压蒸发，去除绝大部分大分子有机物及可溶性盐，对盐去除率达到90%以上，有机物的去除率达到85%以上。去除效率高，但其投资，运行及维护成本高，该套系统在企业运行过程中需精心保护。

（3）生化系统及UF/RO膜系统，为常规成熟工艺，容错率高，运行成本低，适合配置与该组合废水处理工艺中。以确保废水稳定达标排放。

这套组合工艺在处理外来高盐高有机废物容错率高，适应性强，能保证污水的达标排放，因加入多效蒸发浓缩系统，该系统投资、运行维护成本高，是每一个企业管理者必须考量的关键。只有强化环保监督，规范市场运作，才能确保青山绿山常在。