化工廢水的處理問(wèn)題直接關(guān)系到我國(guó)水資源循環(huán)再利用事業(yè)的發(fā)展，一直以來(lái)受到了全社會(huì)的關(guān)注，但是化工廢水循環(huán)利用工藝的種類(lèi)較多，每種工藝對(duì)化工廢水的處理效果不同，那么，如何在眾多工藝中選擇較為經(jīng)濟(jì)合理的處理方式顯得尤為重要。主要針對(duì)化工廢水深入處理循環(huán)利用工程設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，對(duì)工程設(shè)計(jì)中的工藝選比環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)研究，在SBR工藝、A2/O工藝、MUCT工藝三類(lèi)不同的處理工藝中進(jìn)行選擇，最終確定最適合化工廢水深度處理循環(huán)利用的工藝技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)水資源循環(huán)再利用事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：化工廢水；工藝設(shè)計(jì)；循環(huán)利用

常規(guī)的一級(jí)及二級(jí)處理后的污水一般都直接排入河海中，不能很好的利用，造成了一定的資源浪費(fèi)，同時(shí)部分廢水未能達(dá)標(biāo)排放，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，倘若這些污水能再經(jīng)過(guò)深度處理，除去水中殘留的有機(jī)污染物，氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及鹽類(lèi)，不僅能夠達(dá)到更好的排放效果，同時(shí)還可“變廢為寶”，因此設(shè)計(jì)廢水的循環(huán)利用工程是十分有必要的。本設(shè)計(jì)中需要處理的主要為化工廢水及生活污水的混合污水，由于進(jìn)水中難生物降解的有機(jī)物含量較高，同時(shí)含有較高含量的氮、磷等無(wú)機(jī)物質(zhì)，可生化性較差，根據(jù)出水要求及設(shè)計(jì)手冊(cè)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)后，擬采用物化—生化—深度處理的工藝流程，具體步驟為氣浮—水解—生化—二沉池—過(guò)濾—臭氧。在確定好整體工藝流程的基礎(chǔ)上，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)情況，按照相對(duì)應(yīng)的出水水質(zhì)要求，著重對(duì)各環(huán)節(jié)工藝方案進(jìn)行工藝比選。

1工藝方案選擇原則

1.1工藝合理性。整個(gè)工藝方案首先要能夠達(dá)到較高的污染物處理率，有較好的除油及脫氮除磷能力，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)且穩(wěn)定性好。1.2經(jīng)濟(jì)節(jié)能。整體廠房及設(shè)備占用面積較小，總體投資及運(yùn)行費(fèi)用較低。1.3易于管理。主體工藝流程及運(yùn)營(yíng)管理較簡(jiǎn)單，設(shè)備可靠且維修簡(jiǎn)單，靈活性好，有較好的自動(dòng)化控制水平。1.4綠色環(huán)保。要考慮廠房周?chē)沫h(huán)境，避免產(chǎn)生的臭氣擴(kuò)散以及噪聲影響周?chē)顓^(qū)，同時(shí)妥善處理產(chǎn)生的污泥等問(wèn)題。

2前處理工藝選擇

2.1格柵。由于進(jìn)水中必然含有一定的懸浮物及漂浮物，因此在整體系統(tǒng)之前需要設(shè)置格柵，從而可以有效地阻截較大的漂浮物及懸浮物。2.2調(diào)節(jié)池。主要對(duì)進(jìn)水的水量及水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以確保后續(xù)反應(yīng)的穩(wěn)定進(jìn)行。2.3氣浮池。由于進(jìn)水為化工廢水，存在油類(lèi)污染物，考慮到氣浮池在去除無(wú)機(jī)懸浮物質(zhì)的同時(shí)，也可以去除油類(lèi)物質(zhì)，提高后續(xù)生化處理的效果，因此本設(shè)計(jì)擬采用加壓溶氣氣浮法。2.4水解酸化池。提高BOD5/COD比，從而促進(jìn)之后的生化反應(yīng)。

3生化處理工藝可行性分析及選比

3.1生物化學(xué)處理的概念。生物化學(xué)處理是利用生物化學(xué)的原理降解有機(jī)污染物的一種處理方式，廣泛應(yīng)用于污水處理、固體廢棄物處理等方面。我國(guó)20世紀(jì)30年代逐步開(kāi)始進(jìn)行污水處理，其中生物化學(xué)處理不僅能夠有效地處理水質(zhì)，且最為經(jīng)濟(jì)，是我國(guó)目前最主要污水處理工藝。3.2污水生物處理可行性分析。3.2.1污水生化處理可行性分析。本項(xiàng)目污水二級(jí)處理擬采用生化處理，BOD5（五日生化需氧量）與CODcr（重鉻酸鉀鹽指數(shù)）的比值BOD5/CODcr，是經(jīng)常用于判斷污水可生化性的重要水質(zhì)指標(biāo)，一般來(lái)說(shuō)BOD5/CODcr的值越大，則污水可生化性越好。本工程設(shè)計(jì)的進(jìn)水BOD為200mg/L，COD為1000mg/L，BOD/COD=0.2，屬于較難生化，即進(jìn)水中含有大量難以生物降解的有機(jī)污染物，因此需要進(jìn)行隔油及水解酸化處理后，方可進(jìn)行生物處理。3.2.2污水脫氮可行性分析根據(jù)生物脫氮的原理可知，污水中需要有足夠量的有機(jī)物，才能保證生物脫氮的順利進(jìn)行，否則需要外加碳源。當(dāng)C/N>2.86時(shí)，生物脫氮就能夠較好的進(jìn)行，而一般在實(shí)際工程中，將C/N=3.5作為可有效生物脫氮的標(biāo)準(zhǔn)。本工程設(shè)計(jì)的C/N=4，故可以進(jìn)行有效脫氮。3.2.3污水脫磷可行性分析。污水需要一定量的BOD5才能有效的進(jìn)行生物除磷，因?yàn)檫M(jìn)水中的BOD5可以為微生物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而達(dá)到較好的除磷效果。一般來(lái)說(shuō)當(dāng)BOD5/TP≥20時(shí)才能較好地進(jìn)行生物除磷，本工程進(jìn)水BOD5=200mg/L，TP=5mg/L，BOD5/TP=40，可以進(jìn)行生物除磷。3.3生化處理工藝的選比。3.3.1SBR工藝SBR（sequencingbatchreactor）即序批式活性污泥法，工藝流程主要為“進(jìn)水—反應(yīng)—出水”，采用了時(shí)間分割代替空間分割的操作方式，雖然水流在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中屬于完全混合狀態(tài)，但有機(jī)污染物卻是隨著時(shí)間慢慢被凈化的。事實(shí)上從時(shí)間上來(lái)說(shuō)，SBR甚至比連續(xù)流的活性污泥法出現(xiàn)的更早，早在20世紀(jì)初就已經(jīng)被開(kāi)發(fā)使用，但由于當(dāng)時(shí)管理?xiàng)l件的局限性，再加上自控和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的落后，使其無(wú)法大規(guī)模使用，逐漸被連續(xù)流系統(tǒng)所取代。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，污水處理廠逐漸實(shí)施自動(dòng)化控制，使得人們?cè)俅伍_(kāi)始關(guān)注SBR處理工藝，并且不斷地深入探究并改進(jìn)該工藝。目前SBR技術(shù)已經(jīng)成為廣泛使用的生化處理工藝之一。從工藝技術(shù)上分析，SBR法主要具有以下優(yōu)缺點(diǎn)：（1）工藝系統(tǒng)及流程簡(jiǎn)單，曝氣池兼具二沉池功能，因此在反應(yīng)器之后不需要二沉池，可節(jié)約投資及能耗；（2）耐沖擊負(fù)荷，對(duì)于進(jìn)水水質(zhì)要求較低，一般情況下不需要設(shè)置調(diào)節(jié)池；（3）該工藝對(duì)自動(dòng)化要求高，運(yùn)行依賴于高自動(dòng)化控制；（4）池體容積大，占地面積較大；設(shè)施對(duì)出水水質(zhì)影響大。3.3.2A2/O工藝脫氮除磷技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)作為城市污水、廢水的主要處理工藝技術(shù)之一，是現(xiàn)代城市污水廢水處理的重要環(huán)節(jié)。美國(guó)在1970年根據(jù)脫氮除磷理論開(kāi)發(fā)出A2/O工藝，同時(shí)也研究出了A2/O工藝的應(yīng)用方向和效果。A2/O即厭氧-缺氧-好氧，近幾年在污水廢水的處理中，結(jié)合A2/O工藝的特點(diǎn)，對(duì)脫氮除磷的技術(shù)進(jìn)行不斷地升級(jí)、改造，以此也研發(fā)出了各類(lèi)基于A2/O工藝的脫氮除磷工藝，且已經(jīng)應(yīng)用于現(xiàn)代的實(shí)際生產(chǎn)中。A2/O工藝的優(yōu)缺點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：（1）脫氮除磷可以同時(shí)進(jìn)行；在反硝化時(shí)，不僅可以去除硝酸鹽氮，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的去除；（2）反硝化過(guò)程中，由于會(huì)消耗H+，因此可以為硝化過(guò)程中氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮提供堿度；（3）在內(nèi)循環(huán)的過(guò)程中，由于剩余污泥有一部分并沒(méi)有經(jīng)過(guò)厭氧狀態(tài)，而是直接從缺氧區(qū)進(jìn)入好氧區(qū)，并沒(méi)有經(jīng)歷完整的厭氧釋磷、好氧吸磷過(guò)程，因此不利于除磷[5]。3.3.3MUCT工藝（改良UCT工藝）UCT工藝是基于A2/O工藝衍生出的一種新型脫氮除磷工藝，由于早期的A2/O工藝在處理廢水的過(guò)程中，其污泥在回流至厭氧區(qū)域后，會(huì)隨之產(chǎn)生大量的硝酸鹽，硝酸鹽的存在會(huì)對(duì)除磷效果產(chǎn)生巨大的影響，這也導(dǎo)致了脫氮除磷效果進(jìn)一步下降。由此，開(kāi)普敦大學(xué)研究學(xué)者在分析了A2/O工藝的弊端后，研發(fā)出了MUCT工藝，相比于UCT而言，MUCT將缺氧區(qū)分為兩段，優(yōu)化了內(nèi)回流部分，在內(nèi)回流控制方面，MUCT比UCT簡(jiǎn)單的多。MUCT的優(yōu)缺點(diǎn)：（1）流入?yún)捬鯀^(qū)中的硝酸鹽含量大量減少，提高了除磷性能；可以提高有機(jī)物濃度較低的污水的處理效率；（2）操作較為復(fù)雜；內(nèi)回流較為復(fù)雜，需要添加另外的內(nèi)回流系統(tǒng)。以上為主要考慮的三種生化處理方法，根據(jù)進(jìn)水的水質(zhì)，及所需達(dá)到的處理水質(zhì)，選擇出適合的工藝方法：SBR雖然在工藝流程上較為簡(jiǎn)單，但十分依賴高自動(dòng)化控制，同時(shí)占地面積較大，土建投資及設(shè)備投資較大，維修費(fèi)用較高，且脫氮除磷的效率一般，無(wú)法達(dá)到出水效果，因此不適用于本工程。A2/O工藝處理下，回流到厭氧區(qū)的污泥中含有一定的硝酸鹽，會(huì)影響除磷效率，而UCT則更好地克服了這一點(diǎn)，污泥回流到第一缺氧區(qū)，而硝酸鹽混合液則從好氧區(qū)回流到第二厭氧區(qū)，兩者被分隔開(kāi)，不會(huì)發(fā)生混合，能有效提高脫氮除磷的效果，MUCT克服了UCT的缺點(diǎn)，因此本工程擬使用MUCT法作為主體生化處理工藝。

4結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)對(duì)于水污染研究的不斷加深，水污染的問(wèn)題也逐步暴露出來(lái)。主要對(duì)化工廢水深度處理循環(huán)利用工程的工藝選比進(jìn)行了研究分析，相信隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，在今后會(huì)出現(xiàn)更加便利、有效的化工廢水循環(huán)利用處理辦法，以此來(lái)推動(dòng)我國(guó)水資源保護(hù)和再利用事業(yè)的發(fā)展。