特種聚氨酯項目廢水處理裝置工程設(shè)計
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摘要：聚氨酯是世界六大合成材料之一，該工藝生產(chǎn)過程中各個生產(chǎn)裝置及輔助裝置產(chǎn)生的廢水COD濃度高，且容易受生產(chǎn)裝置生產(chǎn)影響導(dǎo)致水量、水質(zhì)變化波動較大。本文項目中的生產(chǎn)廢水用混凝沉淀、芬頓反應(yīng)、調(diào)節(jié)等預(yù)處理手段，之后經(jīng)過水解酸化+缺氧+好氧生化處理后，進入沉淀池經(jīng)沉淀后外排，廢水必須滿足廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》（DB4426—2001）第二時段二級標(biāo)準(zhǔn)要求。
關(guān)鍵詞：聚氨酯廢水；芬頓反應(yīng)；生化處理；工程實例
1案例概況
本項目廢水處理裝置的廢水來源種類繁多，共計有15股廢水，其中需要處理的有13股廢水：包括7股水性樹脂廢水、3股聚氨酯樹脂廢水、生活污水、初期雨水以及質(zhì)檢廢水，循環(huán)水排污水與脫鹽水濃排水可不需處理，進行直排。廢水處理按照（一期+二期）設(shè)計，土建同時設(shè)計施工，設(shè)備按（一期和二期）廢水處理需求分批購買，設(shè)備選型上需滿足一期的正常運行，以及上二期（增加相應(yīng)設(shè)備）后的正常運行。處理規(guī)模設(shè)備按一期12.91m3/h配置，土建按二期19.29m3/h設(shè)計。廢水處理采用分類收集、分類處理的原則，采用混凝沉淀、芬頓反應(yīng)、調(diào)節(jié)等預(yù)處理工藝，之后經(jīng)過水解酸化、缺氧好氧處理，再經(jīng)過沉淀池沉淀后外排。下面將從該工藝設(shè)計為切入點，分析廢水處理的工藝流程以及各工藝單元的主要設(shè)計參數(shù)和功能。
2設(shè)計進、出水水質(zhì)
本項目廢水主要來源于水性樹脂廢水、聚氨酯樹脂廢水及生活水、初期雨水、質(zhì)檢廢水。本項目廢水（一期+二期），需生化處理的總水量為：462.88m3/d，即19.29m3/h。本項目廢水（一期），需生化處理的總水量為：309.88m3/d，即12.91m3/h。各股廢水來源及進水水質(zhì)如表1所示。通過上表可以看出，生產(chǎn)廢水中水性樹脂中的COD濃度比較高，聚氨酯樹脂廢水COD濃度相對較低，其他外排廢水?dāng)?shù)據(jù)極低，滿足直接排放要求。根據(jù)業(yè)主招標(biāo)文件及后續(xù)要求，污水排放具體指標(biāo)：COD≤150mg/L；磷酸鹽≤1.0mg/L；pH：6~9；BOD≤30mg/L；SS≤100mg/L；NH3-N≤15mg/L；石油類≤8mg/L。具體排放標(biāo)準(zhǔn)還需滿足廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》（DB4426—2001）第二時段二級標(biāo)準(zhǔn)。
3工藝設(shè)計
3.1預(yù)處理系統(tǒng)
聚氨酯樹脂廢水首先進入芬頓氧化脫色后進入綜合廢水2調(diào)節(jié)池然后進入生化系統(tǒng)進行處理；水性樹脂廢水（①②③④⑤）進入綜合廢水1調(diào)節(jié)池混合后首先進行物化反應(yīng)（混凝/絮凝/沉淀），沉淀后上清液進上清液收集池收集后提升進入上清液過濾器進行過濾后進入綜合廢水2調(diào)節(jié)池進行后續(xù)生化處理；水性樹脂廢水（⑥⑦）以及生活污水、質(zhì)檢廢水、初期雨水以及事故水直接進入綜合廢水2調(diào)節(jié)池然后進入生化系統(tǒng)。經(jīng)預(yù)處理后的水進入綜合廢水2調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池目的是水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，保證水質(zhì)的完全混合均勻，以及水量的均化，減小對后續(xù)處理設(shè)施的沖擊負(fù)荷。綜合廢水2調(diào)節(jié)池處理流量一期為309.88m3/d，二期為462.88m3/d，每天按24小時處理時間考慮，設(shè)計流量按13m3/h計（一期）、20m3/h計（二期）考慮，其中土建設(shè)計按二期考慮，設(shè)備配置盡可能按一期考慮。綜合廢水調(diào)節(jié)池2容積按照38.46h（一期）\25h（二期）考慮。
3.2主體生化處理系統(tǒng)
生化系統(tǒng)采用水解酸化+缺氧+好氧+二沉的工藝，調(diào)節(jié)池廢水經(jīng)泵提升進入水解酸化池，通過水解，大分子、難降解的有機物可以被分解成小分子、易降解有機物，提高廢水的可生化性，從而緩解好氧池中好氧微生物的壓力，對好氧池處理污染物極為有利。水解酸化池設(shè)計1座2格，總?cè)莘e按照21.3h（一期）\13.8h（二期）考慮，設(shè)置pp材質(zhì)填料，進水采用穿孔管均勻布水。水解酸化池出水進入A/O池，大量的有機物在此得到去除，好氧池泥水混合液進到二沉池進行固液分離，二沉池上清液進入調(diào)節(jié)外排池外排，二沉池一部分污泥回流至好氧池保持好氧池污泥濃度。缺氧池1座2格，總?cè)莘e按照20h（一期）\13h（二期）考慮，設(shè)置2臺不銹鋼潛水?dāng)嚢铏C。缺氧出水進好氧池，好氧池采用可提升式曝氣器，具有維修操作方便，處理效果好的優(yōu)點，設(shè)計停留時間77.2h（一期）\50.2h（二期），整個好氧段設(shè)置2臺鼓風(fēng)機，用于提供溶解氧，單臺風(fēng)機風(fēng)量9m3/min，在充足氧氣的情況下，微生物生長情況良好，依靠微生物的新陳代謝和不斷繁殖，達到去除廢水中COD的目的。同時考慮好氧池曝氣可能產(chǎn)生的泡沫情況，在好氧池四周設(shè)置水力噴淋消泡措施。
3.3污泥處理系統(tǒng)
來自一體化反應(yīng)沉淀裝置和芬頓反應(yīng)一體化裝置以及二沉池的剩余污泥進入污泥濃縮池，然后由泵提升至板框壓濾機進行污泥脫水，脫水后的泥餅外運處置，污泥濃縮池上清液及壓濾機壓濾液流回到綜合廢水2調(diào)節(jié)池重新處理。脫水后的污泥含水率在80%左右。泥餅最后的處置交由業(yè)主委托有資質(zhì)的單位進行處置。
3.4加藥系統(tǒng)
整個廢水處理系統(tǒng)運行過程中，必須投加相應(yīng)的水處理藥劑。在本工程中需要用到的7種藥劑，酸、堿作用為調(diào)節(jié)廢水pH值；PAC、陰離子PAM用于混凝反應(yīng)；陽離子PAM加藥系統(tǒng)，用于污泥調(diào)質(zhì)，增強污泥脫水性能，H2O2、Fe2SO4用于芬頓反應(yīng)脫色。
4實際運行情況
4.1水質(zhì)達標(biāo)情況
本項目自2016年6月試運行開始，已穩(wěn)定運行四年，出水COD指標(biāo)符合合同要求排放標(biāo)準(zhǔn)。具體結(jié)果如表2所示。備注：水性樹脂廢水是指混合后水質(zhì)1，其他廢水是指混合后水質(zhì)3。項目自6月份試運行以來，出水?dāng)?shù)據(jù)偏高，但是仍能滿足排放要求，經(jīng)過一個月的調(diào)試，自7月份開始，數(shù)據(jù)穩(wěn)定且較開始時下降了10%左右，完全可控。
4.2運行成本的預(yù)算控制
本項目工程一期處理水量為12.91m3/h，日常運營成本組成：每日電耗為1869kW•h，平均電價按0.8元/kW•h計，處理噸水的電費是4.82元/m3；投加的各類藥劑費每日消耗費用為600元，藥劑費是1.94元/m3；本項目需要操作人員10人，人均工資按每人每月6000元計算，則人工費為6.45元/m3，污泥處置費約7.86元/m3，自來水費主要是溶解藥劑用水，噸水處理費0.03元/m3，運行成本合計為21.1元/m3，相對來說運行成本比較高，主要是項目水量少，二期考慮比較多，一期設(shè)備配置有富裕，導(dǎo)致整體運行成本較高。
5結(jié)束語
目前有不少工業(yè)企業(yè)面對面廣量大的污染治理，仍然著眼于末端治理，總是千方百計在末端治理上下功夫，忽視了源頭減污、治污，導(dǎo)致廢水量大、廢水濃度高、治理難度大、工程投資大、運行費用高，實踐證明這是一種“死后驗尸”“治標(biāo)不治本”的被動消極的治污模式，必須拋棄，因此，廢水處理必須立足于源頭。該項目雖然聚氨酯廢水產(chǎn)量比較小，但是，企業(yè)從源頭控制，廢水分類收集，分類處理，針對分類收集的廢水，分別設(shè)置相對應(yīng)的處理工藝，降低了廢水處理難度及運行成本，本項目的處理工藝具有運行可靠，處理效率高，操作方便，可以保證處理后的廢水達標(biāo)排放。
作者：吳術(shù)靜 單位：上海金源維拓環(huán)境保護設(shè)備工程有限公司
