０引 言

硝 基 苯 是 一 類 重 要 的 化 工 原 料，多 用 作 炸 藥、農(nóng)藥 以 及 橡 膠 化 促 進(jìn) 劑 的 原 料。硝 基 苯 具 有 極 大的 毒 性，特 別 是 具 有“三 致”效 應(yīng)。目 前，Ｆｅｎｔｏｎ氧 化 法 被 廣 泛 應(yīng) 用 于 硝 基 苯 廢 水 處 理 中。山 東 某化 工 企 業(yè) 硝 基 苯 廢 水 處 理 站，主 要 負(fù)責(zé) 處 理 站 區(qū) 內(nèi) 的 生 產(chǎn) 廢 水，廢 水 處 理 站 原 有 廢 水 處理 工 藝 主 要 采 用Ｆｅｎｔｏｎ預(yù) 處 理－生 物 處 理（厭 氧－接 觸 氧 化－ＳＢＲ），處 理 量 為２００ｍ３／ｄ。隨 著 環(huán) 保排 放 標(biāo) 準(zhǔn) 的 日 益 嚴(yán) 格，對其企業(yè)生產(chǎn)廢水的排放要求 也 相 應(yīng) 提 高，要 求 其 總 氮 排 放 指 標(biāo) 小 于５０ｍｇ／Ｌ。由于現(xiàn)有設(shè)施陳舊且工藝在總氮去除上存在缺陷，總 氮 治 理 改 造 工 程 的 實(shí) 施 迫 在 眉 睫。經(jīng) 設(shè) 計(jì) 人 員 現(xiàn) 場 查 看 以 及 對 之 前 運(yùn) 行 數(shù) 據(jù) 的 匯總 分 析，在不影響原有工藝對硝基苯類污染物去除效 果 以 及 經(jīng) 濟(jì) 最 優(yōu) 的 前 提 下，對該污水站廢水處理中Ｆｅｎｔｏｎ預(yù) 處 理 工 藝 的 加 藥 量 進(jìn) 行 優(yōu) 化，同 時 改 造生 化 處 理 工 段，增 強(qiáng) 系 統(tǒng) 脫 氮 能 力。

１設(shè) 計(jì) 進(jìn) 出 水 水 質(zhì)本 次 工 程 改 造 前 后，該 廢 水 處 理 站 的 處 理 水 量不 變，規(guī) 模 為２００ｍ３／ｄ，出 水 執(zhí) 行《山 東 省 南 水 北 調(diào)沿線水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ＤＢ３７５９９－２００６）一般保護(hù)區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)。

２廢 水 處 理 改 造 工 程 的 實(shí) 施

２．１原 有 工 藝 處 理 流 程原 工 藝 處 理 流 程 采 用Ｆｅｎｔｏｎ氧 化 法 對 廢 水 進(jìn)行預(yù) 處 理，將廢水中的硝基苯等難降解的有機(jī)物氧化，同 時 提 高 廢 水 的 可 生 化 性。經(jīng) 預(yù) 處 理 后，依 次 進(jìn)入 水 解 酸 化 池、厭 氧 池、接 觸 氧 化 池 和ＳＢＲ池 生 化系 統(tǒng)，利用微生物的作用進(jìn)一步去除廢水中的ＣＯＤ、ＴＮ和 氨 氮 等 污 染 物。系 統(tǒng) 產(chǎn) 生 的 污 泥 經(jīng) 污泥池 暫 存 濃 縮 后，利用壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理，干 化 污泥外 運(yùn) 處 置，上清液和濾液進(jìn)入集水池重新進(jìn)行后續(xù) 工 藝 處 理。原工藝流程如圖１所 示。

２．２原工藝主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)及設(shè)備選型

２．２．１預(yù) 處 理 系 統(tǒng)

（１）集 水 池。集水池的主要作用是調(diào)節(jié)水量，并對 廢 水 進(jìn) 行 預(yù) 處 理。設(shè) 計(jì) 尺 寸 為Ｌ×Ｂ×Ｈ＝７．７ｍ×５．５ｍ×３．６ｍ，１座，鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)。水力 停 留 時 間 約 為１２ｈ。配 備 預(yù) 曝 氣 系 統(tǒng)，集 水 池 離心 泵２臺，流 量 為１２ｍ３／ｈ。

（２）預(yù) 處 理 水 池。預(yù) 處 理 水 池 是 將ｐＨ調(diào) 節(jié) 池、芬頓 氧 化 池 和 芬 頓 沉 淀 池 合 并 設(shè) 計(jì) 的 一 體 池 結(jié) 構(gòu)，尺 寸 為Ｌ×Ｂ×Ｈ＝６．９ｍ×４．９ｍ×４．０ｍ，鋼 筋 混凝 土 結(jié) 構(gòu)，主 要 作 用 是 調(diào) 節(jié)ｐＨ、進(jìn)行芬頓反應(yīng)以及絮 凝 沉 淀。芬頓反應(yīng)池的水力停留時間約為７ｈ。配 備 曝 氣 系 統(tǒng)。工藝運(yùn)行過程中，硫 酸 亞 鐵 每 小 時約 投 加５０ｋｇ，雙 氧 水 每 小 時 約 投 加４５Ｌ。

２．２．２生 化 處 理 系 統(tǒng)

（１）水 解 酸 化 池、中 間 水 池１。水 解 酸 化 池 設(shè) 計(jì)的主要目的是將廢水中的大分子有機(jī)物經(jīng)水解、酸化 作 用，降 解 為 小 分 子 物 質(zhì)，改 善 廢 水 的 可 生 化 性。中間 水 池１與 水 解 酸 化 池 合 建，為 鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)，中 間 水 池１設(shè) 計(jì) 尺 寸 為Ｌ×Ｂ×Ｈ＝２．５ ｍ×２．４ｍ×４．５ｍ，水 力 停 留 時 間 約 為２．５ｈ；水 解 酸 化池設(shè)計(jì)尺寸為Ｌ×Ｂ×Ｈ＝１０．６ｍ×５．０ｍ×４．５ｍ，水力停留時間 約 為１８ｈ，水 解 酸 化 池 內(nèi) 懸 掛 填 料，中間水池１配備２臺離心泵，流量為２５ｍ３／ｈ。

（２）厭 氧 池。厭氧池的主要作用是將進(jìn)一步降解 廢 水 中 的 有 機(jī) 物，同時將廢水中的硝態(tài)氮經(jīng)反硝化 用 去 除。設(shè) 計(jì) 尺 寸 為Ｌ×Ｂ×Ｈ＝１４．２ｍ×５．５ｍ×７．０ｍ，分 兩 格，鋼 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)，水 力 停 留 時間 約 為６０ｈ，池 內(nèi) 懸 掛 填 料，配 備 管 道 布 水 設(shè) 施。

（３）接 觸 氧 化 池、接 觸 氧 化 沉 淀 池、ＳＢＲ池 和 中間 水 池２、中 間 水 池３。接 觸 氧 化 池、接 觸 氧 化 沉 淀池、ＳＢＲ池、中 間 水 池２和 中 間 水 池３進(jìn) 行 合 建，鋼筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)，設(shè) 計(jì) 尺 寸（Ｌ×Ｂ×Ｈ）分 別 為１９．８ｍ×２．５ｍ×５．０ｍ，４．０ｍ×２．５ｍ×５．０ｍ，１０．６ｍ×７．０ｍ×５．０ｍ，８．０ｍ×２．５ｍ×５．０ｍ，５．２ｍ×２．５ｍ×３．５ｍ；水 力 停 留 時 間 分 別 為２７．５、６、４０、７和４．５ｈ。接 觸 氧 化 池 內(nèi) 懸 掛 填 料，其 與ＳＢＲ池 均 設(shè) 置 曝氣 設(shè) 備，ＳＢＲ分 兩 格，每 格 設(shè) 置 一 臺 潷 水 器；接 觸 氧化 沉 淀 池 配 備２臺 泵，泵 的 流 量 為２５ｍ３／ｈ，將 池 內(nèi)污 泥 輸 送 到 污 泥 池 中；中 間 水 池２配 備２臺 水 泵，流量 為５０ｍ３／ｈ，將中間水池的水輸送至接觸氧化池和ＳＢＲ池，使 廢 水 得 到 循 環(huán) 處 理；中 間 水 池３配 備２臺 泵。

２．２．３污 泥 處 理 系 統(tǒng)

（１）污 泥 池。污泥池的主要作用是對污泥進(jìn)行暫 存 與 濃 縮，設(shè) 計(jì) 參 數(shù) 為Ｌ×Ｂ×Ｈ＝６．０ｍ×３．０ｍ×３．５ｍ，分 為 兩 格。鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)。污 泥暫 存 濃 縮 時 間 為１２ｈ，濃 縮 方 式 為 重 力 濃 縮。配 制２臺 氣 動 隔 膜 泵（流 量 為０～８ｍ３／ｈ），其 作 用 是 將 污泥 輸 送 至 壓 濾 機(jī)。

（２）壓 濾 間。壓 濾 間 的 占 地 面 積 為５．５ｍ×７ｍ，內(nèi) 設(shè) 置１臺 Chamber Filter Press，液壓壓緊進(jìn)料方式，中進(jìn)料濾板規(guī)格為８７０ｍｍ×８７０ｍｍ，過濾面積為５０ｍ２，過濾壓 力 為０．６ＭＰａ。

２．３工 程 改 造 的 實(shí) 施

２．３．１原 工 程 存 在 的 問 題 及 改 造措 施針 對 出 水 總 氮 超 標(biāo)，對 原 有 系統(tǒng) 進(jìn) 行 檢 查，發(fā) 現(xiàn) 如 下 問 題：

①厭 氧 反 應(yīng) 池 內(nèi) 淤 積 的 污 泥較 多，溶 解 氧 含 量 過 高；

②曝 氣 設(shè)備 損 壞 嚴(yán) 重，缺 少 合 適 的 維 護(hù) 與 更新，接 觸 氧 化 池 內(nèi) 曝 氣 效 果 不 理想；③接 觸 氧 化 沉 淀 池 設(shè) 計(jì) 不 合理，表 面 負(fù) 荷 過 大，不 利 于 固 液 分離；④ＳＢＲ池內(nèi)曝氣系統(tǒng)部分堵塞；

⑤廢 水 中 總 氮 主 要 為 硝 酸 鹽氮，系 統(tǒng) 脫 氮 功 能 較 差。針對以上問題擬采取以下改造措施：

①將 現(xiàn) 有 厭 氧 反 應(yīng) 池 改 造 為 一 級 生 物 增 效 脫 氮池，清 空 池 內(nèi) 污 泥，拆 除 池 內(nèi) 填 料，增 設(shè) 攪 拌 設(shè) 施；

②優(yōu)化Ｆｅｎｔｏｎ加 藥 配 比，降 低 生 物 增 效 脫 氮 池 進(jìn) 水溶解 氧 含 量，經(jīng) 芬 頓 試 驗(yàn) 探 究，改 造 后 硫 酸 亞 鐵 每 小時 投 加 量 約 為５０ｋｇ，雙 氧 水 約 投 加２５Ｌ／ｈ；

③將 現(xiàn)有接觸氧化池改造成生物增效好氧池，拆 除 池 內(nèi) 填料及 原 有 曝 氣 設(shè) 施，更換為可提升式曝氣設(shè)施；

④將現(xiàn) 有ＳＢＲ池改造為具有反硝化功能的ＳＢＲ池，原有曝 氣 設(shè) 施 更 換 為 可 提 升 式 曝 氣，增 加 攪 拌 設(shè) 施；⑤投 加 碳 源，從原有甲醇罐區(qū)增加輸送管道直接輸送 至 水 解 酸 化 池、中 間 水 池１、生 物 增 效 脫 氮 池、生物 增 效 好 氧 池 及 中 間 水 池２。生物增效脫氮池和生物增效好氧池，均 采 用 生物增 效 工 藝。生 物 增 效 工 藝 綜 合 利 用 生 化 炭 技 術(shù) 及生 物 增 效 技 術(shù)，其定向篩培及復(fù)配優(yōu)勢復(fù)合微生物的使 用，使廢水處理體系具備對特定污染物的高降解 能 力，同 時 具 備 耐 受 高 毒 性、高 鹽 分 的 特 點(diǎn)，且 只需 一 次 性 投 加。

２．３．２改造后工藝流程及設(shè)備選型

（１）工 藝 流 程。由于廢水的處理規(guī)模與原有工程設(shè) 計(jì) 規(guī) 模 相 同，因此在保證處理效果的前提下，兼顧 經(jīng) 濟(jì) 效 益，本 次 改 造 工 程 均 利 用 原 有 構(gòu) 筑 物。改造 部 分 的 工 藝 流 程 見 圖２。

（２）構(gòu) 筑 物 設(shè) 計(jì) 及 設(shè) 備 選 型。①生 物 增 效 脫 氮池。生 物 增 效 脫 氮 池 即 為 原 厭 氧 池，新 增 攪 拌 機(jī)套（葉 槳 直 徑：２６０ｍｍ；葉 槳 轉(zhuǎn) 速：９６０ｒ／ｍｉｎ）。設(shè)計(jì) 污 泥 濃 度 為４０００ ｍｇ／Ｌ，脫 氮 速 率：０．０４ｋｇＮＯ３－Ｎ／（ｋｇＭＬＳＳ·ｄ），進(jìn)、出 總 氮 濃 度 為５００、１００ｍｇ／Ｌ。擬采用甲醇作碳源，投 加 甲 醇 量 約 為１１００ｍｇ／Ｌ（甲 醇 與 氮 含 量 比 例２．４７:１計(jì) 算，結(jié)合 以 往 工 程 經(jīng) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 一 定 余 量）。反 硝 化 細(xì) 菌 的 投加 量 約 為１５０ｋｇ，高 效 菌 酶 復(fù) 合 載 體 投 加 量 約 為５ｔ。②生 物 增 效 好 氧 池、好 氧 沉 淀 池。生 物 增 效 好氧 池 即 為 原 有 接 觸 氧 化 池，新 增 可 提 升 式 膜 片 曝 氣器２７組，單 組 曝 氣 量 為４～１２ｍ３／ｈ。投 加 高 效 霉菌 復(fù) 合 載 體２ｔ。好 氧 沉 淀 池 新 增 管 道 曝 氣 設(shè) 備（間歇 使 用）和 污 泥 回 流 管 道（將 好 氧 沉 淀 池 的 污 泥 回 流至 生 物 增 效 脫 氮 池）。③ＳＢＲ池。即 原 有ＳＢＲ池（進(jìn) 水 和 沉 淀 設(shè) 計(jì) 時 間 為１ｈ，曝 氣、攪拌和閑置時間根 據(jù) 水 質(zhì) 情 況 而 定），本 次 改 造 工 程 設(shè) 計(jì) 脫 氮 速 率 為０．０１［（ｋｇＮＯ３－Ｎ／（ｋｇＭＬＳＳ·ｄ）］，污 泥 濃 度４０００ｍｇ／Ｌ，進(jìn)、出 總 氮 濃 度 分 別 為１００、４０ｍｇ／Ｌ。新 增潛 水 攪 拌 機(jī)４套（葉 槳 直 徑：２６０ｍｍ；葉 槳 轉(zhuǎn) 速：７４０ｒ／ｍｉｎ），可 提 升 式 膜 片 曝 氣 器５４組，單 組 曝 氣 量 為２～６ｍ３／ｈ。甲 醇 投 加 量 約 為１６０ｍｇ／Ｌ（甲 醇 與 氮含 量 比 例２．４７:１計(jì) 算，結(jié) 合 以 往 工 程 經(jīng) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 一定 余 量），高 效 菌 酶 復(fù) 合 載 體 投 加 量 約 為３ｔ，反 硝 化菌 劑 投 加 量 為５０ｋｇ。

３改 造 后 運(yùn) 行 效 果

３．１采 樣 點(diǎn)系 統(tǒng) 設(shè) 備 安 裝 完 畢 后，為 考 察 改 造 后 對 污 染 物的 去 除 效 果，２０１９年９月開始對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。３．２ＴＮ指 標(biāo) 分 析調(diào)試過程中，為使微生物逐漸適應(yīng)廢水環(huán)境，進(jìn)水水量采用逐步提升的方式，前期減少的廢水進(jìn)水量（剩余廢水直接排放至ＳＢＲ池），并采用清水補(bǔ)充。如圖４和圖５所示，①～⑥區(qū)域的進(jìn)水量 依 次 為１、２、３、４、５、６ｍ３／ｈ，所需清水補(bǔ)充量為５、４、３、２、１、０ｍ３／ｈ。調(diào) 試期間，未被處理的廢水部分排入廠區(qū)內(nèi)事故池，部 分直 接 排 入ＳＢＲ池。因 生 產(chǎn) 原 因，進(jìn)水水量和廢水污染物的濃度不穩(wěn)定，呈 現(xiàn) 波 動 狀 態(tài)。由 圖４可 以 看 出，隨 著 工 程 調(diào)試的 進(jìn) 行，進(jìn) 水 水 量 逐 漸 提 升，中 間 水 池１中 的ＴＮ含量隨之呈現(xiàn)出波動上升的趨勢，說明進(jìn)入系統(tǒng)中的ＴＮ總 量 逐 漸 增 加。

3．３ＳＶ３０、ｐＨ和ＣＯＤ指 標(biāo) 分 析調(diào) 試 時 期ＳＶ３０、ｐＨ和ＣＯＤ的指標(biāo)檢測結(jié)果見表２。生物增效脫氮池中的ＣＯＤ含 量 在 不 同 區(qū) 間略有 波 動，①～⑥成波動上升的趨勢，可 能 原 因 為 甲醇 投 加 量 逐 漸 增 加，使 得 生 物 增 效 脫 氮 池 的ＣＯＤ呈 現(xiàn) 上 升 趨 勢；好 氧 沉 淀 池 和ＳＢＲ池 的ＣＯＤ含 量較 生 物 脫 氮 池 明 顯 降 低，說明剩余甲醇在好氧沉淀池 和ＳＢＲ池 得 到 降 解，且③以 后，ＳＢＲ池ＣＯＤ濃 度均 在５０ｍｇ／Ｌ以 下，達(dá) 到 排 放 標(biāo) 準(zhǔn)；由 生 物 增 效 好氧池 中ＳＶ３０的 變 化 趨 勢 可 知，調(diào) 試 期 間ＳＶ３０逐 漸 增大，生 物 量 的 逐 漸 增 加，生 物 脫 氮 能 力 也 隨 之 增 大；中 間 水 池１、生 物 增 效 脫 氮 池 和 生 物 增 效 好 氧 池 的ｐＨ均 在６～９，因 生 物 反 硝 化 作 用 可 產(chǎn) 生 堿 度，經(jīng) 生物 增 效 脫 氮 池 后，廢 水ｐＨ略 有 升 高。

４社 會 經(jīng) 濟(jì) 效 益 分 析綜 合 工 程 實(shí) 際 情 況，該 改 造 工 程 總 投 資 約１２０萬 元。改 造 工 程 正 常 運(yùn) 行 后，電 價 按０．７０元／（ｋＷ·ｈ）計(jì)，設(shè) 備 有 功 功 率６．７７ｋＷ，新 增 電 費(fèi) 約 為０．５７元／ｍ３；反 硝 化 藥 劑 費(fèi) 用 為３．７元／ｍ３。因 此，改 造 后 運(yùn) 行 費(fèi) 用 為４．２７元／ｍ３。此 廢 水 處 理 站 改 造 工 程，在 最 大 程 度 利 用 現(xiàn) 有構(gòu) 筑 物 的 前 提 下，采 用 生 物 增 效－反 硝 化 菌 劑，使 得改 造 后 出 水 指 標(biāo) 可 達(dá) 標(biāo) 排 放，為生物脫氮技術(shù)工藝的 改 造 提 供 借 鑒，推 廣 應(yīng) 用 前 景 良 好。

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