化工廠污水處理技術(shù)方案

化工廠污水處理技術(shù)方案

一、技術(shù)選型依據(jù)

化工廠污水成分復(fù)雜，不僅含有大量難降解有機(jī)物，如多環(huán)芳烴、鹵代烴等，還存在重金屬、酸堿物質(zhì)以及高濃度的氮磷元素 。這些污染物的復(fù)雜性和高危害性決定了處理技術(shù)必須具備高效、全面的特點。通過對多種污水處理技術(shù)的綜合評估，結(jié)合化工廠污水的水質(zhì)特性、處理成本、占地面積以及維護(hù)難度等因素，最終確定采用 “預(yù)處理 - 高級氧化 - 生物處理 - 深度處理” 的組合技術(shù)路線。

二、核心處理技術(shù)

（一）預(yù)處理技術(shù)

氣浮法：向污水中通入大量微小氣泡，使污染物附著在氣泡上，隨氣泡上浮至水面，從而實現(xiàn)固液分離。氣浮法能有效去除污水中的懸浮物、油脂和部分有機(jī)物，尤其適用于處理含油廢水。溶氣水回流比一般控制在 20% - 40%，溶氣壓力為 0.3 - 0.5MPa ，其優(yōu)點是處理效率高、停留時間短、占地面積??；缺點是設(shè)備投資較大，運行成本相對較高。

過濾技術(shù)：采用砂濾、活性炭過濾等方式，進(jìn)一步去除污水中的細(xì)小顆粒和部分溶解性有機(jī)物。砂濾時，濾速通?？刂圃?8 - 12m/h ，濾層厚度為 0.8 - 1.2m；活性炭過濾時，接觸時間為 15 - 30min，濾速 5 - 10m/h。砂濾主要利用石英砂等濾料的攔截作用，去除粒徑較大的顆粒；活性炭過濾則依靠活性炭的吸附性能，去除水中的異味、色素和部分重金屬離子。過濾技術(shù)操作簡單、成本較低，但需要定期更換濾料，以保證過濾效果。

（二）高級氧化技術(shù)

Fenton 氧化法：利用亞鐵離子（Fe2?）和過氧化氫（H?O?）之間的反應(yīng)，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基（?OH），能夠?qū)⑽鬯械碾y降解有機(jī)物氧化分解為小分子物質(zhì)，甚至直接礦化為二氧化碳和水。通常 H?O?投加量為 500 - 1500mg/L ，F(xiàn)e2?與 H?O?的摩爾比在 1:5 - 1:10 之間，反應(yīng) pH 值控制在 3 - 5，反應(yīng)時間為 30 - 120min。Fenton 氧化法反應(yīng)速度快、氧化能力強(qiáng)，但需要嚴(yán)格控制反應(yīng)條件，否則會影響處理效果。

臭氧氧化法：臭氧（O?）是一種強(qiáng)氧化劑，能夠直接與污水中的有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，也能在水中分解產(chǎn)生羥基自由基，從而實現(xiàn)對有機(jī)物的氧化降解。臭氧投加量一般為 30 - 100mg/L，反應(yīng)時間 20 - 60min，反應(yīng) pH 值在 7 - 9 之間。臭氧氧化法具有氧化效率高、無二次污染等優(yōu)點，但臭氧制備成本較高，設(shè)備投資大，且對反應(yīng)條件要求較為苛刻。

（三）生物處理技術(shù)

MBR（膜生物反應(yīng)器）技術(shù)：將膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)相結(jié)合，利用膜組件的高效分離作用，實現(xiàn)泥水的快速分離，提高生物反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度，從而增強(qiáng)對有機(jī)物和氮磷的去除能力。污泥濃度（MLSS）一般控制在 8000 - 12000mg/L ，溶解氧（DO）為 2 - 4mg/L，膜通量為 10 - 25L/(m2?h)。MBR 技術(shù)具有占地面積小、出水水質(zhì)好、污泥產(chǎn)量低等優(yōu)點，但膜組件容易受到污染，需要定期清洗和更換，增加了運行成本。

SBR（序批式活性污泥法）技術(shù)：在一個反應(yīng)池中，通過時間上的交替運行，完成進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置等五個階段，實現(xiàn)對污水的處理。一個運行周期通常為 4 - 8h，其中進(jìn)水時間 0.5 - 1.5h，反應(yīng)時間 2 - 4h，沉淀時間 0.5 - 1h，排水時間 0.5 - 1h，閑置時間 0.5 - 1h，污泥負(fù)荷一般為 0.1 - 0.3kgBOD?/(kgMLSS?d) 。SBR 技術(shù)操作靈活、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、無需二沉池，但自動化控制要求較高，對操作人員的技術(shù)水平要求也相對較高。

（四）深度處理技術(shù)

離子交換技術(shù)：利用離子交換樹脂與污水中的離子進(jìn)行交換反應(yīng)，去除水中的重金屬離子、硬度離子等。離子交換流速一般為 15 - 30m/h，再生劑用量根據(jù)樹脂種類和交換離子不同而有所差異，如強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂再生時，鹽酸用量一般為理論用量的 1.5 - 2 倍。離子交換技術(shù)具有去除效率高、出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點，但樹脂需要定期再生，再生過程中會產(chǎn)生一定量的廢水和廢氣。

反滲透技術(shù)：在壓力驅(qū)動下，使水通過半透膜而鹽分等雜質(zhì)被截留，從而實現(xiàn)對污水的進(jìn)一步凈化。操作壓力一般為 1.5 - 3.0MPa，水回收率為 75% - 85%。反滲透技術(shù)能夠有效去除水中的溶解性鹽類、微生物和有機(jī)物等，出水水質(zhì)可達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，但設(shè)備投資大、運行能耗高。

三、技術(shù)流程及操作要點

（一）工藝流程

污水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池停留時間一般為 6 - 12h，進(jìn)行水質(zhì)和水量的調(diào)節(jié)，確保后續(xù)處理單元的穩(wěn)定運行。

調(diào)節(jié)后的污水進(jìn)入氣浮池，停留時間為 20 - 40min，去除懸浮物和油脂，然后通過砂濾和活性炭過濾進(jìn)一步去除細(xì)小顆粒和部分有機(jī)物。

經(jīng)過預(yù)處理的污水進(jìn)入高級氧化池，根據(jù)水質(zhì)情況選擇 Fenton 氧化法或臭氧氧化法，將難降解有機(jī)物氧化分解，氧化反應(yīng)時間如前文所述。

氧化后的污水進(jìn)入生物處理單元，可根據(jù)實際情況選擇 MBR 技術(shù)或 SBR 技術(shù)，進(jìn)行有機(jī)物和氮磷的去除，各運行參數(shù)按照生物處理技術(shù)部分所述控制。

生物處理后的出水進(jìn)入深度處理單元，采用離子交換技術(shù)和反滲透技術(shù)，進(jìn)一步去除水中的雜質(zhì)和鹽分，使出水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)或排放標(biāo)準(zhǔn)。

（二）操作要點

嚴(yán)格控制各處理單元的運行參數(shù)，如氣浮池的溶氣壓力、回流比，高級氧化池的反應(yīng)時間、pH 值、氧化劑投加量，生物處理單元的污泥濃度、溶解氧、水力停留時間，深度處理單元的操作壓力、膜通量等，具體數(shù)值參考前文技術(shù)參數(shù)。

定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，包括清洗氣浮設(shè)備的釋放器、更換過濾材料、檢查和維護(hù)氧化設(shè)備的管道和噴頭、清洗和更換膜組件、再生離子交換樹脂等。

加強(qiáng)對水質(zhì)的監(jiān)測，及時調(diào)整處理工藝參數(shù)，確保處理效果穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。監(jiān)測項目包括 pH 值、COD、BOD?、氨氮、總磷、重金屬離子等。

四、技術(shù)優(yōu)化與改進(jìn)

研發(fā)新型高效的氧化劑和催化劑，提高高級氧化技術(shù)的氧化效率，降低處理成本。

優(yōu)化生物處理工藝，如開發(fā)新型的生物反應(yīng)器、篩選和培育高效的微生物菌種，提高生物處理對難降解有機(jī)物和氮磷的去除能力。

探索膜污染的防治和清洗技術(shù)，延長膜組件的使用壽命，降低膜處理技術(shù)的運行成本。

加強(qiáng)對污水處理過程的智能化控制，通過傳感器、自動化儀表和計算機(jī)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對處理工藝參數(shù)的實時監(jiān)測和自動調(diào)節(jié)，提高處理效率和穩(wěn)定性。