葉酸廢水處理提標(biāo)改造技術(shù)

葉酸廢水是在葉酸生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的一類高有機(jī)物濃度、高鹽度、高色度、可生化性較差的制藥類廢水。處理好此類廢水并合格排放，對(duì)行業(yè)與地區(qū)的環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展具有重要的意義。

1、工程概況

某公司主要從事生物工程生產(chǎn)和開發(fā)，目前其建成投產(chǎn)的項(xiàng)目有700t/a葉酸與維生素B9等生產(chǎn)裝置，其原料主要為對(duì)氨基、三氨基、硫酸和氫氧化鈉等，各生產(chǎn)裝置排放的廢水中具有有機(jī)物含量高、氨氮高、TN高、酸性強(qiáng)、色度大等特點(diǎn)。

現(xiàn)有廢水處理站設(shè)計(jì)規(guī)模為100m3/d，采用“芬頓”工藝，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，實(shí)際廢水站出水COD、苯胺指標(biāo)達(dá)到排放要求。

2017年當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門要求提高污水廠納管標(biāo)準(zhǔn)，并且需要監(jiān)控納管氨氮、TN等指標(biāo)。同時(shí)，由于企業(yè)本身產(chǎn)能擴(kuò)展的需求，預(yù)計(jì)所排廢水量會(huì)提高至250m3/d，現(xiàn)有企業(yè)廢水站出水水質(zhì)不能滿足此要求，故需要對(duì)現(xiàn)有廢水站進(jìn)行提標(biāo)改造。

本文介紹了改造工程的設(shè)計(jì)和運(yùn)行效果，以期為同類廢水的達(dá)標(biāo)處理提供借鑒。

2、改造工程方案

2.1 進(jìn)出水水質(zhì)

根據(jù)要求，提標(biāo)后廢水處理站設(shè)計(jì)出水水質(zhì)須達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與下游廢水站納管標(biāo)準(zhǔn)，具體如表1所示。

2.2 改造前工藝存在的問題

該廢水處理站工藝流程為：生產(chǎn)廢水→調(diào)節(jié)池→芬頓反應(yīng)池→出水，處理規(guī)模為100m3/d。改造前廢水站全年出水COD平均值為203.2mg/L，出水苯胺平均值為0.96mg/L，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。出水TN平均值為97.8mg/L，出水氨氮平均值為51.9mg/L，不能滿足提標(biāo)后的排放標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)合污水站整體運(yùn)行情況，現(xiàn)有廢水站存在以下問題：

(1)擴(kuò)產(chǎn)后廢水排放量達(dá)到250m3/d，現(xiàn)有廢水站處理規(guī)模不能滿足此需求；

(2)本項(xiàng)廢水中有機(jī)氮、總氮含量均較高，當(dāng)有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為無機(jī)氮時(shí)，會(huì)使得廢水中氨氮含量升高，超過100mg/L；

(3)若不將較多的有機(jī)氮徹底轉(zhuǎn)化為氨氮，則出水TN存在超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)；

(4)現(xiàn)有工藝僅能對(duì)有機(jī)物進(jìn)行去除，缺乏對(duì)有機(jī)氮、氨氮和TN有效的去除方法；

(5)采用芬頓高級(jí)氧化技術(shù)去除廢水的COD，運(yùn)行操作復(fù)雜，涉及的?；份^多，且運(yùn)行成本較高。

2.3 設(shè)計(jì)改造方案

目前葉酸廢水處理方法主要是基于生化法，采用電化學(xué)法實(shí)際工程應(yīng)用不多，運(yùn)行成本較高。

故本項(xiàng)目主要采用生化法處理葉酸廢水，由于到來水中有機(jī)氮濃度較高，本方案中采用AHCR厭氧水解復(fù)合工藝將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮。該工藝采用了特殊的池形設(shè)計(jì)，形成大回流流態(tài)，能夠有效的承受水質(zhì)、水量帶來的負(fù)荷沖擊，同時(shí)有效提高反應(yīng)器內(nèi)微生物量，可快速將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，并將難降解有機(jī)物快速開環(huán)、斷鍵。

對(duì)于TN的去除，采用DNCR缺氧脫氮復(fù)合反應(yīng)器工藝，以厭氧酸化后的有機(jī)物作為電子供體，以OHCR反應(yīng)器出水回流液中的NO3-和NO2-為電子受體，將NOx-還原成氮?dú)狻?/span>

對(duì)于氨氮的去除，工藝主要有折點(diǎn)加氯法、選擇性離子交換法、氨吹脫法和生物法，在諸多去除氨氮的工藝中，好氧工藝具有低能耗、無二次污染的優(yōu)點(diǎn)，本次采用OHCR好氧復(fù)合反應(yīng)工藝。

2.4 改造工藝流程

改造后的工藝流程圖如圖1所示，圖中陰影部分是此次新增工藝段。

廢水在調(diào)節(jié)池中進(jìn)行水質(zhì)均質(zhì)后，通過閉式冷卻塔降至室溫，再經(jīng)過pH調(diào)節(jié)池將pH調(diào)節(jié)至弱酸性，析出的沉淀物在泥斗中分離。

pH調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入AHCR厭氧反應(yīng)器中。長鏈或環(huán)狀有機(jī)物在AHCR反應(yīng)器中苯胺得到斷鏈，產(chǎn)生直鏈有機(jī)物與無機(jī)氮，其出水依次經(jīng)過DNCR與OHCR反應(yīng)器。通過DNCR與OHCR反應(yīng)器的硝化與反硝化作用，降解廢水中的氨氮、總氮與苯胺至達(dá)標(biāo)。

OHCR出水經(jīng)過固液分離后，進(jìn)入高效混凝處理，進(jìn)一步確保COD與SS的去除，最終出水達(dá)標(biāo)排放。可作為后續(xù)脫鹽工藝的預(yù)處理措施。

原有芬頓反應(yīng)裝置作為保障措施。

3、主要構(gòu)筑物及參數(shù)

3.1 利舊單元

(1)調(diào)節(jié)池/事故池/pH調(diào)節(jié)池，合建，1座，鋼砼，平面尺寸為14.0*6.0*5.5m，池容為460m3，總停留時(shí)間為44h，內(nèi)設(shè)攪拌機(jī)和提升泵。攪拌機(jī)3臺(tái)，3用，葉輪直徑1.0m，功率1.5kw；提升泵1用1備，單臺(tái)水泵流量為12m3/h，揚(yáng)程為15m，功率為2.2kw；pH調(diào)整污泥泵1用1備，單臺(tái)水泵流量為10.5m3/h，揚(yáng)程為15m，功率為2.2kw；3.2新增與改造單元(1)AHCR厭氧水解反應(yīng)池，1座，鋼制防腐，平面尺寸為3.0*5.5*6.0m，池容為100m3，水力停留時(shí)間為8h。內(nèi)設(shè)攪拌機(jī)和懸掛填料。推流攪拌機(jī)1用，單臺(tái)攪拌機(jī)槳葉直徑0.4m，轉(zhuǎn)速為640r/min，功率2.2kw；；懸掛填料50m3。

(2)DNCR缺氧反應(yīng)池，1座，鋼制防腐，平面尺寸為5.0*5.5*6.0m，池容為165m3，水力停留時(shí)間為13h。內(nèi)設(shè)攪拌機(jī)和懸掛填料。推流攪拌機(jī)1用，單臺(tái)攪拌機(jī)槳葉直徑0.4m，轉(zhuǎn)速為640r/min，功率2.2kw；；懸掛填料100m3。

(3)OHCR好氧反應(yīng)池，1座，鋼制防腐，平面尺寸為10.5*5.5*6.0m，池容為350m3，水力停留時(shí)間為29h。內(nèi)設(shè)曝氣風(fēng)機(jī)，高效曝氣器；曝氣風(fēng)機(jī)2臺(tái)，1用1備，風(fēng)量6.15m3/min，風(fēng)壓65kPa，功率15kw；高效曝氣器150套。

(4)二沉池，1座，鋼砼，平面尺寸為8.4*4.2*5.5m，內(nèi)設(shè)污泥泵。污泥泵1用1備，單臺(tái)泵流量為10.5m3/h，揚(yáng)程為15m，功率為2.2kw。

(5)混凝沉淀池，1座，鋼砼，平面尺寸為4.0*3.5*5.0m，內(nèi)設(shè)反應(yīng)攪拌器、斜板和污泥泵。攪拌機(jī)1用，單臺(tái)攪拌機(jī)槳葉直徑0.4m，轉(zhuǎn)速為~10r/min，功率2.2kw；斜板20m3；污泥泵1用1備，單臺(tái)泵流量為12m3/h，揚(yáng)程為15m，功率為2.2kw。

4、工程運(yùn)行效果

2018年初廢水站升級(jí)改造項(xiàng)目建成，調(diào)試2個(gè)月后運(yùn)行穩(wěn)定，具體數(shù)據(jù)分析如下：

4.1 對(duì)COD的去除

在保障工藝芬頓反應(yīng)器未運(yùn)行的情況下，實(shí)際進(jìn)水COD的最大值為1202.5mg/L，平均值為589.2mg/L。實(shí)際出水COD最大值為376.0mg/L，最小值為76.2mg/L，平均值為209.5mg/L，滿足排放要求，具體詳見圖2。

4.2 對(duì)苯胺的去除

現(xiàn)有生化處理對(duì)苯胺的去除效果較好，平均進(jìn)水值為30.0mg/L，平均出水值為1.99mg/L，均低于排放標(biāo)準(zhǔn)的4.0mg/L。

4.3 對(duì)氨氮的去除

根據(jù)圖3可以看出，實(shí)際總進(jìn)水氨氮最大值為212.0mg/L，平均值為102.9mg/L。而厭氧水解出水氨氮最大值為236.0mg/L，平均值為134.8mg/L，說明有機(jī)氮在厭氧水解段被有效轉(zhuǎn)化為氨氮。總出水最大值為23.0mg/L，平均值為10.5mg/L。

4.4 對(duì)TN的去除

根據(jù)下圖所示，實(shí)際進(jìn)水TN的最大值為400.0mg/L，最小值為98.4mg/L，平均值為179.4mg/L。出水TN最大值為27.0mg/L，最小值為5.0mg/L，平均值為16.1mg/L，均低于排放標(biāo)準(zhǔn)的35.0mg/L。

5、投資及運(yùn)行成本

該廢水處理站的改造投資約320萬元，新增運(yùn)行成本為2.15元噸水，總運(yùn)行成本為3.78元/噸水。

6、結(jié)論

(1)葉酸廢水具有有機(jī)氮、TN濃度高、鹽分高、酸性強(qiáng)等特點(diǎn)，采用“AHCR厭氧水解+DNCR缺氧+OHCR好氧+混凝沉淀”工藝，能夠穩(wěn)定去除廢水中的COD、苯胺、氨氮、TN等指標(biāo)，運(yùn)行管理簡單，出水穩(wěn)定達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與下游廢水站納管標(biāo)準(zhǔn)；

(2)提標(biāo)改造后，最終出水平均COD值為209.5mg/L，平均去除率為64.44%，年削減COD總量達(dá)到了34.68噸。最終出水苯胺平均值為1.99mg/L，平均去除率為93.37%，年削減苯胺總量達(dá)到了2.56噸。最終出水氨氮平均值為10.5mg/L，平均去除率為89.80%，年削減氨氮總量達(dá)到了8.43噸。最終出水TN平均值為16.1mg/L，平均去除率為91.01%，年削減TN總量達(dá)到了14.91噸。

(3)裝置提標(biāo)改造后，新增運(yùn)行費(fèi)用為2.15元/噸水，整體運(yùn)行費(fèi)用為3.78元/噸水；

(4)本提升改造工程建成實(shí)施后不但減輕污染物的排放，保護(hù)了環(huán)境，產(chǎn)生了巨大的環(huán)境效應(yīng)和社會(huì)效應(yīng)，同時(shí)跟同行業(yè)廢水處理提供了相應(yīng)的參考價(jià)值。（來源：上海中耀環(huán)保實(shí)業(yè)有限公司）