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有机颜料生产废水污染物品种多，构造复杂，含有较多大分子难降解的基团，且水量水质动摇大，COD、有机氮、盐分浓度较高，属于典型的难降解有机废水。目前，关于颜料废水的管理主要采用厌氧+好氧为主的生化法，预处置和深度处置最常用的是混凝沉淀和Fenton氧化，其他还包括化学沉淀、过滤、吸附、电解、膜分离等。河北省某化工企业主要生产有机颜料，在生产过程中产生了大量有机颜料废水。本工程基于颜料生产企业的请求，以及段云霞等的研讨成果，依据不同水质特性分别采取了铁碳微电解、Fenton氧化、光合细菌、生化反响等工艺对污水实施管理，在保证达标排放的前提下，最大水平降低了运转费用。工程调试完成后，整个污水管理系统运转稳定，各项出水指标优于预期请求。
1 水质水量剖析
河北省某化工企业主要生产有机颜料，废水来源主要是工艺废水、废气吸收废水、空中冲洗水、生活污水等。废水按水质能够分为4大类：第1类为高浓度废水A(COD高、盐分低)，主要来源于精制废水、滤洗废水、粗品车间废水，主要污染物为COD、苯系物等；第2类为高浓度废水B(COD高、盐分高)，主要来源于结晶过滤废水、滤洗废水、精馏塔顶流出液、废气吸收废水、粗品车间废水、母液，主要污染物为COD、苯系物、二氯乙烷、二甲基甲酰胺、水合肼、盐分等；第3类为低浓度废水C，主要来源于消化废水、水冲泵废水、空中冲洗废水、蒸馏放料槽废水、蒸汽尾水、生活污水，主要污染物为COD、SS、氨氮、总磷、苯系物等；第4类为稀废水D，主要来源于产品洗水，主要污染物为COD、SS等。依据废水水质不同先分质处置，再兼并处置。最终处置出水执行《污水排入城镇下水道水质规范》(CJ 343—2010)的B等级规范。各类废水水质水量如表 1所示。
2 工艺剖析
本次工业废水处理工艺流程如图 1所示。
图 1 废水处置工艺流程
依据4类废水水质，采取不同的方式实施处置，最后混合进入生化系统。高浓度废水A首先汇入1#集水池，然后经提升泵进入1# Fenton池实施氧化预处置，随后进入调理池。低浓度废水C直接进入调理池。高浓度废水B首先汇入2#集水池，然后经提升泵进入铁碳微电解池。铁碳微电解工艺主要是应用设备中填充的铁碳微电解填料中铁和碳产生的“原电池”效应管理废水，合适化工废水的处置，特别关于废水中的氨基、硝基、苯环等难降解物质，能起到破环断链，将难降解物质变为容易降解物质，加强废水的可生化性。高浓度废水B的pH在2.2左右，不需提早酸化，能够直接进入铁碳微电解池。铁碳微电解池内装置高质量铁碳填料，在处置过程中不产生板结和钝化。铁碳微电解池出水含大量的Fe2+，进入2#Fenton池后参加H2O2能够发作Fenton氧化反响，进一步去除废水中的污染物，然后汇入调理池。3类废水经调理池混合后进入厌氧池，在厌氧菌作用下将高分子物质断链和开环，进一步进步废水的可生化性，对COD也有一定的去除率。
废水经过厌氧池处置后进入PSB(photosynthetic bacteria)反响池，应用光合细菌进一步降低废水中的COD和氨氮。光合细菌在自然界中散布广，既能够在有光映照无氧环境中生存，也能够在无光照有氧环境中生存。PSB反响池是经过投加特殊的光合细菌对污水实施处置，对高浓度有机废水具有明显的优势。在PSB反响池中装置大夹片填料利于光合细菌固着生长，可减少其流失。本工程废水含盐量很高，能够发挥PSB耐高盐的特性，在无光照有氧环境中对废水实施管理。PSB反响池出水经A/O池进一步去除有机物和氮元素，然后与稀废水D混合进入接触氧化池。接触氧化池出水达标排放，进入城市下水道。
3 主要构筑物与设备参数
1、集水池
集水池2座，钢砼构造，内衬防腐资料。1#集水池有效容积50 m3，2#集水池有效容积100 m3。每池装置污水提升泵2台(1用1备)，型号IHF65-50-125，P=3 kW；池底布设穿孔曝气管1套，装置电磁流量计1台。
2、铁碳微电解池
铁碳微电解池1座，钢砼构造，内衬防腐资料，有效容积40 m3。池内装置铁碳微电解填料25 m3，池底装置曝气管道，与生化系统共用风机，鼓风量450 L/min。
3、Fenton氧化池
Fenton氧化池2座，钢砼构造，内衬防腐资料。1#Fenton池有效容积20 m3，2# Fenton池有效容积40 m3。两池共用酸、碱、硫酸亚铁、双氧水、PAM投加设备。
4、调理池
调理池1座，钢砼构造，有效容积1 200 m3。污水提升泵2台(1用1备)，型号IHF80-65-125，P=5.5 kW；池底装置穿孔曝气管1套。
5、厌氧池
厌氧池1座，钢砼构造，有效容积1 600 m3。潜水搅拌器4台，型号QJB7.5/12，P=7.5 kW，转速480 r/min。
6、厌氧沉淀池
厌氧沉淀池1座，钢砼构造，有效容积75 m3，水力停留时间4.2 h，水力外表负荷1.2 m3/(m2˙h)。装置污泥回流泵2台(1用1备)，型号80ZW65-25，P=7.5 kW。
7、PSB反响池
PSB反响池4座，钢砼构造，总有效容积1 760 m3。装置大夹片填料1 100 m3。HSR125型三叶罗茨鼓风机4台，池底装置穿孔曝气管道。
8、PSB沉淀池
PSB沉淀池1座，钢砼构造，有效容积100 m3，水力停留时间3.7 h，水力外表负荷1.4 m3/(m2˙h)。装置污泥回流泵2台(1用1备)，型号80ZW65-25，P=7.5 kW。
9、A池
A池2座，钢砼构造，有效容积600 m3。HSR150型三叶罗茨鼓风机3台(2用1备)，与O池共用，装置大夹片填料360 m3。
10、O池
O池2座，钢砼构造，有效容积480 m3。鼓风机与A池共用，装置小夹片填料300 m3。
11、二沉池
二沉池1座，钢砼构造，有效容积120 m3，水力停留时间4.5 h，水力外表负荷1.36 m3/(m2˙h)。装置污泥回流泵2台(1用1备)，型号80ZW65-25，P=7.5 kW。
12、接触氧化池
接触氧化池4座，钢砼构造，有效容积1 200 m3。HSR150型三叶罗茨鼓风机2台，装置大夹片填料750 m3。
13、终沉池
终沉池2座，钢砼构造，有效容积150 m3，水力停留时间4.2 h，水力外表负荷0.68 m3/(m2˙h)。装置污泥回流泵2台(1用1备)，型号80ZW65-25，P=7.5 kW。
14、污泥浓缩池
污泥浓缩池2座，钢砼构造，有效容积275 m3。污泥泵3台(2用1备)，规格：Q=30 m3/h，H=18 m，P=4 kW。
4 工程调试及运转结果
1、工程调试
废水处置工程设计阶段对高浓度废水实施了铁碳微电解和Fenton氧化小试实验，综合思索费用和排放请求，分别肯定了废水A的COD去除率到达30%，废水B的COD去除率到达50%的最佳药剂投加量和反响时间，以此指导现场调试。生化处置局部在废水处置工程建成后直接现场调试。
高浓度废水A加硫酸调理pH为3~4后进入1# Fenton池，向池内投加质量分数为0.3%的硫酸亚铁和质量分数为1%的双氧水，氧化4 h，能够去除30%的COD。
高浓度废水B自身pH在2.2左右，能够直接进铁碳微电解池，控制微电解反响4 h，气水比3: 1。铁碳微电解池出水加酸调理pH=3后进入Fenton氧化池，补充质量分数为1%的双氧水，Fenton氧化4 h。Fenton氧化池出水加石灰调理pH=8.5。在上述条件下，COD去除率能够到达50%。
废水A、B、C混合后进入厌氧池，经过厌氧菌作用进步废水的可生化性。调试过程中控制COD容积负荷在0.3 kg/(m3˙d)，依据m(COD): m(N): m(P)-200: 5: 1，恰当投加营养元素。
企业购置PSB混合菌种后自行培育驯化。调试过程中定期投加菌种，补充光合细菌的流失。调试初期投加营养剂，增加废水的可生化性，并激活光合细菌的活性。PSB系统调试初期进水COD控制在1 000 mg/L以下，后续进水COD逐步进步到6 000 mg/L左右。经过2个月的时间，完成了PSB反响池的调试。水力停留时间44 h，进水pH控制在7左右，COD去除率在70%左右。
生化池接种污泥取自城市污水厂脱水后新颖干污泥，含水率约为80%。调试阶段，A池投加40 t，O池投加20 t，接触氧化池投加60 t，共分2次添加。首先将低浓度废水C和稀废水D引入系统，并增加少量粪便污水。前3天控制曝气8 h，停机4 h，后续逐渐减少停机时间直至连续曝气，A池溶解氧控制在0.5 mg/L，O池溶解氧控制在2 mg/L。培菌过程中察看生物相和进出水的变化，经过调试，肯定A/O系统污水回流比控制在200%效果最佳。A/O系统污泥回流比控制在70%，主要回流到A池，依据污泥浓度变化，污泥也可少量回流到O池。接触氧化池在调试期间坚持终沉池污泥回流，调试完成后终沉池污泥不再回流，直接进污泥浓缩池。
每天产生的305 t稀废水D，依据调试状况，局部可作为厌氧池或PSB生物反响池浓度控制分配用水。
2、运转结果
废水处置工程建成后，经过调试，运转状况良好，出水水质到达《污水排入城镇下水道水质规范》(CJ 343—2010)的B等级规范。出水水质和排放规范见表 2，表中数据为屡次检测均匀值。
5 运转费用剖析
电费：电价0.7元/(kW˙h)，电费费用2.82元/m3。人工费：3人，均匀每人3 000元/月，人工费用0.32元/m3。药剂费：聚丙烯酰胺耗费量0.1 kg/m3，聚丙烯酰胺费用0.86元/m3；双氧水耗费量10 kg/m3，双氧水费用3.10元/m3；硫酸亚铁耗费量1 kg/m3，硫酸亚铁费用0.17元/m3；硫酸耗费量1 kg/m3，硫酸费用0.17元/m3；铁碳微电解填料耗费量0.4 kg/m3，填料费用1.17元/m3；液碱耗费量7 kg/m3，液碱费用1.94元/m3；复配剂耗费量0.5 kg/m3，复配剂费用3.5元/m3；营养剂费用0.8元/m3；PSB系统光合细菌培育费用0.3元/m3；自来水费用0.13元/m3。综合电费、人工费、药剂费，总运转费用15.28元/m3。
6 结论
颜料生产过程排放的废水品种十分多，且水质差别比拟大，本项目共产生16股废水，依据各股废水特性兼并为4大类，分别采取不同的预处置措施后进入生化处置系统。废水经处置后，出水pH=7.5，COD≤120 mg/L，NH3-N≤3 mg/L，TN≤13 mg/L，远低于《污水排入城镇下水道水质规范》(CJ 343—2010)的B等级规范。吨水运转费用15.28元。
本工艺关于有机颜料废水的管理具有较为明显的优势，其充沛应用了局部废水pH较低的特性实施铁碳微电解和Fenton氧化，降低了废水COD，并进步了B/C，利于后续生化处置。分类预处置可有效减少废水处置设备设备的投资，同时减少了药剂投加量和运转费用。PSB对难降解废水，特别含苯系物和染料类废水的管理具有明显的优势。工艺最后采用A/O和接触氧化保证了出水达标。本工艺设计合理，处置费用不高，系统运转稳定，能够为有机颜料废水或者含有硝基、苯环、胺类等难降解物质废水的管理提供自创
