萬華工業(yè)園(寧波)綜合廢水處理裝置主要針對萬華化學(xué)(寧波)有限公司，主要處理包括萬華化學(xué)，萬華化學(xué)(容威)等相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，為實現(xiàn)工業(yè)園循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綠色化工的目標(biāo)，大部分廢水裝置產(chǎn)水輸送至中水回用裝置進(jìn)行回用處理，這對于廢水處理系統(tǒng)，回用水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求較高。通過多年的實踐處理，逐漸摸索出一系列的處理方法和經(jīng)驗。
1分流處理及技術(shù)介紹
根據(jù)廢水處理裝置廢水來源、污染物種類、污染物含量的不同，工業(yè)園運(yùn)行兩套廢水處理系統(tǒng)，一套為150m3/h高濃度廢水處理裝置，另一套為360m3/h綜合廢水處理裝置。高濃度廢水處理裝置主要用于處理來自硝基苯裝置、MDI(異氰酸酯)裝置廢水，綜合廢水處理裝置用于處理高濃度廢水處理裝置產(chǎn)水、煤氣化裝置廢水、苯胺裝置廢水。
高濃度廢水處理裝置采用固定化高效微生物處理方式，來水經(jīng)過混合、均質(zhì)、pH調(diào)節(jié)、混凝沉淀后，去除來水中的懸浮物，提高廢水可生化性。通過自流，廢水進(jìn)入生化系統(tǒng)，生化系統(tǒng)分為厭氧段和好氧段，在厭氧段，通過微生物的水解、酸化、發(fā)酵等作用，對自來水中的有機(jī)雜化類有機(jī)物進(jìn)行開環(huán)作用，提高廢水可生化性。
在好氧段，通過好氧微生物的氧化作用，將廢水中的有機(jī)物降解為二氧化碳和水，同時，在好氧段后端，通過硝化作用，將來水中的氨氮氧化為硝酸根和亞硝酸根。在好氧段后端，加入碳酸鈉為硝化反應(yīng)提供無機(jī)碳源。處理合格的廢水通過廢水提升泵輸送至園區(qū)綜合廢水處理單元進(jìn)行進(jìn)一步深度處理。
高濃度廢水處理裝置生化池裝填有有機(jī)填料，為微生物生長、繁殖提供空間，廢水處理裝置產(chǎn)生的所有廢氣統(tǒng)一收集后進(jìn)行活性炭吸附處理。高濃度廢水處理裝置COD去除率能夠達(dá)到80%以上，氨氮去除率能夠達(dá)到90%。并且對硝基苯、硝基苯酚、氯苯等有機(jī)物具有一定的處理能力。
綜合廢水處理裝置采用活性污泥+MBR處理方式，來水經(jīng)過混合、均值、PH調(diào)節(jié)和混凝沉淀后，進(jìn)入水解酸化池，以提高廢水可生化性。然后進(jìn)入缺氧池，在缺氧段去除大部分的COD，之后，廢水進(jìn)入好氧段，去除氨氮和剩余的有機(jī)物，并通過MBR實現(xiàn)廢水分離。膜池廢水通過污泥回流泵，以3倍回流比回流至缺氧段前端，進(jìn)行反硝化反應(yīng)。由于來水中的COD濃度較低，為確保系統(tǒng)反硝化徹底性，缺氧段進(jìn)水段根據(jù)來水碳氮比投加園區(qū)副產(chǎn)甲醇。
綜合廢水處理裝置產(chǎn)水能夠達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，COD及氨氮去除率達(dá)到95%以上。廢水處理裝置產(chǎn)水直接輸送至回用水處理裝置，經(jīng)超濾、反滲透處理后，產(chǎn)水輸送至循環(huán)水裝置作為補(bǔ)水，濃水排放至市政污水處理廠。
2技術(shù)改造及設(shè)施升級
由于設(shè)計不合理、運(yùn)行管理等原因，高濃度廢水處理裝置和綜合廢水處理裝置在運(yùn)行過程中均出現(xiàn)了各種問題，在實際運(yùn)營過程中，各廢水處理裝置不斷通過技術(shù)改造和設(shè)施升級，以滿足產(chǎn)水的達(dá)標(biāo)排放。
2.1填料安裝方式改造
高濃度廢水處理裝置初始設(shè)計底部裝填火山巖無機(jī)填料，上部以散裝方式裝填有機(jī)填料。在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)，生物池經(jīng)常發(fā)生堵塞，單條處理線處理能力設(shè)計37.5m3/h，實際流量達(dá)到30m3/h時，由于底部無機(jī)填料被生化反應(yīng)產(chǎn)生污泥堵塞，上部無機(jī)填料受水利擠壓，生物池通量不足，重力流不能克服池體內(nèi)填料阻力，生物池發(fā)生溢流。
確認(rèn)溢流原因后，首先對生物池有機(jī)填料進(jìn)行改造，將有機(jī)填料直接堆積的方式改為有機(jī)填料裝填至球形骨架填料內(nèi)，再堆積至池內(nèi)。球形骨架堆積時，周圍形成流道，減少了直接堆積擠壓對自下而上廢水流的阻塞。
對更換球形填料后的生化系統(tǒng)進(jìn)行測試，在進(jìn)水COD小于1200mg/L，氨氮小于200mg/L時，系統(tǒng)COD去除率能夠達(dá)到75%以上，氨氮去除率能夠到達(dá)75%以上。
改造后，個別生物池，尤其是好氧池中段依然存在曝氣不足，局部無曝氣問題，分析可能原因是好氧池中段生化反應(yīng)活躍，系統(tǒng)產(chǎn)泥量較大，污泥在底部火山巖填料中被截留，長期累積后，池體內(nèi)阻力增大，曝氣壓力不足。
改造過程，首先選取兩個生化池，在進(jìn)水穩(wěn)定時，持續(xù)跟蹤其處理效果，后將該生化池底部火山巖填料移除，并更換為球形骨架有機(jī)填料，經(jīng)馴化后，跟蹤處理效果，火山巖移除后，處理效果變化不大，而曝氣能夠持續(xù)。
2.2增加生化系統(tǒng)停留時間
高濃度廢水處理系統(tǒng)設(shè)計停留時間為35小時，生化處理系統(tǒng)共7級，經(jīng)過測定，前四級填料降解COD負(fù)荷為0.83kgCOD/m3(填料)·d，后三級的脫氮負(fù)荷為0.30kgNH3-N/m3(填料)·d。在該處理效率下，廢水系統(tǒng)出水指標(biāo)無法達(dá)到要求。經(jīng)過改造，將原四個廢棄的活性炭池改造為好氧生物池[2]，改造后，停留時間增加3小時，COD去除率提高至80%，氨氮去除率提高至85%。
2.3膜系統(tǒng)清洗方案優(yōu)化
在園區(qū)綜合廢水處理裝置，MBR系統(tǒng)初始設(shè)計通量為20L/(㎡·h)，在實際運(yùn)行過程中，運(yùn)行通量約8L/(㎡·h)。
為保證系統(tǒng)處理能力，優(yōu)化了膜清洗方案[3]，通過分析膜污染物類型，嘗試不同清洗藥劑、清洗濃度和清洗頻次。從而確定了以酸洗為主，次氯酸鈉清洗為輔的清洗方式，并將鹽酸清洗濃度提升至3000mg/L以上，清洗效果顯著提升。
運(yùn)行過程中曾出現(xiàn)產(chǎn)水軟管脫落后，膜池生物污泥通過膜產(chǎn)水管線進(jìn)入MBR產(chǎn)水池，致使清水池水質(zhì)污染，含有生物污泥的水進(jìn)而通過膜絲反洗常規(guī)操作進(jìn)入膜絲內(nèi)部，導(dǎo)致整組膜絲內(nèi)部污堵，在線及離線清洗均無法恢復(fù)膜通量。后通過實驗測試采用泵抽吸的離線清洗方案，將12個膜組件逐個離線清洗出來，恢復(fù)了膜通量。清洗后系統(tǒng)運(yùn)行超過兩年，未發(fā)現(xiàn)明顯的膜通量衰減情況。
2.4膜系統(tǒng)改造
MBR系統(tǒng)初始運(yùn)行約一年后，由于膜組件積泥嚴(yán)重，對膜箱和曝氣方式進(jìn)行了更改，增加了膜組件周圍圍擋，使曝氣更集中。結(jié)合膜系統(tǒng)清洗方案優(yōu)化，最終，使膜處理能力能夠達(dá)到12L/(㎡·h)左右。
初始使用膜組件在運(yùn)行三年后，膜通量進(jìn)一步衰減，且無法通過清洗方式恢復(fù)，通過方案優(yōu)化，在未停水狀態(tài)下，采用其他品牌膜組件對現(xiàn)有系統(tǒng)膜組件進(jìn)行了更換，且設(shè)計膜通量根據(jù)實際運(yùn)行情況進(jìn)行重新設(shè)計。
在運(yùn)行過程中因膜組件曝氣管線和產(chǎn)水管線采用軟管連接，運(yùn)行過程中若曝氣管脫落影響膜組件正常曝氣攪動導(dǎo)致膜組件積泥進(jìn)而影響產(chǎn)水量;運(yùn)行過程中若膜產(chǎn)水管脫落或者漏氣，一來會影響膜產(chǎn)水質(zhì)量濁度升高，嚴(yán)重的會有污泥進(jìn)入MBR產(chǎn)水池，進(jìn)而影響后續(xù)中水回用裝置反滲透膜運(yùn)行穩(wěn)定性，二來會導(dǎo)致膜絲內(nèi)部污泥污堵。最終原有裝置改造為金屬軟管連接，新建裝置采用硬管連接，確保了膜運(yùn)行安全，目前膜系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。
3園區(qū)廢水管理要點
由于工業(yè)園內(nèi)涉及多個化工單元，包括硝基苯、苯胺生產(chǎn)單元，異氰酸酯生產(chǎn)單元，氨合成單元，甲醇生產(chǎn)單元，甲醛生產(chǎn)單元等，部分工藝在生產(chǎn)過程中能產(chǎn)生有毒害物質(zhì)。一旦生產(chǎn)過程控制出現(xiàn)異常，可能會對后端廢水處理系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊。
在廢水系統(tǒng)啟動初期，為保證系統(tǒng)處理能力，需要對生化系統(tǒng)進(jìn)行馴化。高濃度廢水處理裝置在啟動時，利用各裝置產(chǎn)品培養(yǎng)微生物對高濃度廢水的處理能力，系統(tǒng)在設(shè)計水量下，在苯胺濃度200mg/L，硝基苯濃度100mg/L，氯苯濃度150mg/L時，對各有機(jī)物的去除率能夠達(dá)到99%以上。
為防止在運(yùn)行過程中，各有毒害有機(jī)物的濃度超標(biāo)，采取各種管理及技術(shù)措施。首先，制定明確的污染物控制指標(biāo)，一旦發(fā)現(xiàn)超標(biāo)，及時對來水切斷。同時，為防止系統(tǒng)發(fā)生沖擊時，廢水系統(tǒng)不能夠及時啟動，利用來水配制不同污染物濃度廢水進(jìn)行連續(xù)馴化中試，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生超標(biāo)時，利用馴化微生物投加，及時啟動系統(tǒng)。
在實際的運(yùn)行過程中，沒有因廢水系統(tǒng)異常導(dǎo)致前端生產(chǎn)裝置停車或減產(chǎn)運(yùn)行。
此外，由于工業(yè)園廢水來源復(fù)雜，來水眾多，且包含廢水處理系統(tǒng)，回用水系統(tǒng)等，系統(tǒng)的平衡和設(shè)計至關(guān)重要，在廢水裝置設(shè)計初期，應(yīng)充分調(diào)研，根據(jù)各生產(chǎn)裝置的設(shè)計情況，對標(biāo)類似企業(yè)，確定廢水排放量和排放濃度，根據(jù)綜合排放表，制定廢水系統(tǒng)的規(guī)模和處理能力，防止在實際的處理過程中，發(fā)生處理能力受限等問題。
