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化工园区废水攻坚第一战:废水特性知多少?

  化工园区废水污染物种类多、浓度高、具有毒性和生物按捺性等典型特点。目前很多工程在确定水质和工艺时喜欢“拿来主义”,找个相近的行业就照搬工艺流程,导致运行效果很差。为了不让“经济引擎”变成“藏污纳垢之地”,避免更多的污染事件爆发,了解园区纳管综合废水的特性是根本解决化工园区污染事件的第一步。

  本文在调研及实测的基础上,采用混凝沉淀、水解、延时曝气的方法对江苏某化工园区纳管综合废水进行尝试,以明确该园内综合废水的废水特性及规律,为类似化工园区集中废水处理提供技术参考和依据。

  工程概述

  江苏某化工园区入住企业以化工类型企业为主,这些企业主要出产聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、丁腈橡胶系列、改性沥青、丁苯胶乳等产品,此外,还有制药厂、酒精厂、金属加工厂等。除部分企业采用中和、沉淀等简单处理工艺外,大大都化工企业采用了厌氧或好氧等组合生物处理工艺,这与文献报道一致。对部分企业外排废水进行检测,其结果如表1所示。

化工园区废水

  从表1可以看出,各企业的废水经过预处理后,其排水平均水质基本达到纳管标准,但波动较大,且各厂水质差别很大,以COD为例,化工厂Ⅳ的平均COD达到450mg/L,而药厂Ⅱ则不足100mg/L。

  对工业园区综合废水排放口进行48h连续监测的结果表明,综合废水水质指标都有比较明显的波动,但除个别样品外,各项指标基本都在一个范围内,如COD基本在500mg/L以下,平均值396mg/L,而BOD5指标基本在150mg/L以下,平均值为108mg/L。

废水处理

  很明显,BOD5/COD仅为0.27,可以初步判断此综合废水属于难生化废水。此外从图1还可以看出,48h内废水水质波动规律没有出现明显的重现性,表明该工业园区综合废水水质指标在不同时间段的浓度自由变化,难以预测其浓度,这为后续废水处理设施耐冲击负荷能力提出较高的要求。

  需要注意的是,个别时间段的水质指标远远超出纳管标准,如SS进水最高达到2000mg/L,因此为保住后续综合废水处理设施的稳定运行,需要加强源头的控制,即需对园内各企业排放废水进行有效监督,避免非达标废水进入管网。

  废水特性研究

  综合废水的混凝效果

  混凝试验结果发现,PAC投加量在60~150mg/L范围内,对该工业园区不同时间段的综合废水COD去除率基本为20%左右,而对同一水样,当PAC投加量为80mg/L时,去除率最高,但去除率也仅有18.6%。从COD去除率结果来看,经过园区内各企业预处理后,综合废水可溶性COD占总COD的80%左右,这也说明该工业园区综合废水不适宜于采用混凝处理。

  综合废水的水解效果

  通过水解试验发现随着水解时间的耽误,BOD5逐渐下降,而COD变化不大,因此其B/C值也随之下降,对水解出水进行好氧曝气4h(添加综合废水处理厂浓缩污泥使MLSS达到3000mg/L),最终出水COD仍然高达101mg/L。通常情况下,水解可以将废水中的难降解的有机物水解为易于降解的小分子物质,从而提升废水的B/C,但本试验证明,该工业园区综合废水采用水解方法不能有效提高其处理效果,也不能提高后续好氧生化的处理效果。

  可溶性不可降解COD

  通过可溶性不可降解COD尝试,所有样品COD在曝气1h时有一个较高的去除,这可能与活性污泥吸附有关。随之大都样品的COD有所升高,且基本趋于稳定。总体来看,除3#样品外,其他样品残留的COD约占初始COD的80%左右,说明该园区综合废水的可溶性不可降解COD占了溶解性COD80%左右。这一结果也说明,该化工园区综合废水如不经过特殊预处理,靠一般的好氧生化难以实现目前的提标要求。

  图5可溶性不可降解COD

  小结和建议

  (1)化工园区各企业废水经过处理后,其水质相差很大,导致综合废水水质波动明显且没有规律性,难以预测其指标浓度。

  (2)综合废水可溶性COD占总COD80%左右,可溶性难降解性COD占溶解性COD的80%左右,纯挚的水解难以提高该废水的可生化性。

  (3)对化工园区综合废水应加强源头控制,同时建议化工园区可以适当引进一些食品加工类企业并准许其出产废水直接进入园区管网,从而便于利用共代谢道理提高集中污水处理厂的处理效果。