浅谈上海化学工业区污水处理厂处理工艺设计及其控制【环境工程论文】

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1、环境工程论文-浅谈上海化学工业区污水处理厂处理工艺设计及其控制摘要：上海化学工业区污水处理场（简称 WTP）接纳的污水组成成份复杂，排放的不确定性因素较多，浓度和负荷变动幅度大，但污水基本属可生化处理的，因而采用 SBR/LD-PACT 工艺，以适应和满足运行方式灵活、应变能力较强、出水达标率较高的要求。SBR/LD-PAC 工艺，由上海石化环境保护研究所开发的低剂量粉末活性炭处理工艺（LD-PACT），并结合序批式反应器（SBR）的基本工艺路线，使废水处理达到最满意的处理效果。 关键词：处理工艺 SBR/LD-PACT 工艺 废水处理 上海化学工业区(简称 SCIP)是上海市市级工业区，其开

2、发建设是化工产业结构调整的战略部署，是市业实现可持续发展的重大决策，也是环境综合整治的战略转移。化工区总占地面积为 23.4 平方公里，其中一期工程占地 10 平方公里，一期工程分二阶段建设，第一阶段的生产装置将是陆续建成投入使用，在 2002 年先期投产的项目有高化 20 万吨/年苯酚丙酮装置，天原化工的 PVC 装置，拜耳公司的双酚-A 装置和多聚异氰酸酯装置。根据国家环保“三同时”的政策规定，为了满足先期投产项目的生产废水、生活 污水 的处理达标排放，需同期建设相应的 SCIP 污水 集中处理场（WTP），并在 2002 年 12 月建成投入生产运行，为 SCIP“持续、快速、安全、健康

3、”的发展要求提供保障。1 水量水质状况及分析1.1 水量状况各生产装置工业 污水 水量的分布状况见表 1-1。表 1-1 各生产装置的工业 污水 水量状况表 生产装置名称污水 量（m3/h）*百分比（%）高化苯酚丙酮157.478.7天原 PVC25.012.5拜耳双酚-A17.08.5拜耳多聚异氰酸酯0.50.3合计199.9100.0* 未计算初期雨水量。除上述工业 污水 4800m3/d（199.9m3/h）外，估计施工期生活 污水 量约为 500 m3/d（按每套装置 500 人50 升/人.日20 套装置同时施工计），再考虑到其它不确定因素及初期雨水，并预留适当的余量，本装置的生产规

4、模确定为日处理量 7000 m3。1.2 水质状况及分析排入上海化学工业区 污水 场的各装置的排放废水，其主要污染物状况见表 1-2、表 1-3。表 1-2 工业 污水 各污染物量排放分布状况（排放标准有明确规定）项目装置高化苯酚丙酮天原PVC拜耳双酚-A拜耳多聚异氰酸酯合计计算的平均混合浓度(mg/L)排放量m3/h157.425.017.00.5199.9CODCrKg/h94.0013.0753.9100.075/18.300111.060/129.285555.58/646.75 %84.611.83.50.1100Kg/h36.453.7252.9070.028/6.66043.11

5、0/49.742 BOD5%84.68.66.70.1100215.66/248.83Kg/h0.0060.0670.074 石油类 % 8.1 91.9 1000.37Kg/h0.4050.0090.414 苯酚 %97.82.21002.07Kg/h1.8000.5952.395 悬浮物 % 75.2 24.8 10011.98Kg/h0.4900.490 氨氮 %1001002.45Kg/h2.162.160 甲醛 %10010010.81Kg/h2.700.7483.448 甲醇 %78.321.710017.25Kg/h0.0110.011 苯 %1001000.055表 1-3 工

6、业 污水 各污染物量排放分布状况(排放标准无明确规定)装置 项 目高化苯酚丙酮天原PVC拜耳双酚-A拜耳多聚异氰酸合计计算的平均混合浓度(mg/L)酯排放量m3/h157.425.017.00.5199.9丙酮Kg/h16.201.3917.5988.01异丙苯Kg/h1.081.085.40CHPKg/h0.540.542.70DBNAKg/h0.540.542.70APKg/h0.540.542.70轻酮类Kg/h1.621.628.10羟基酮Kg/h54.0054.00270.14甲异丁酮Kg/h0.0090.0090.045双酚-AKg/h0.0090.0090.045乙酸丁酯Kg/h

7、0.01/2.350.01/2.350.05/11.63乙酸乙酯Kg/h0.026/6.400.026/6.400.13/31.02新戊酸和催化剂Kg/h0.003/0.550.003/0.550.015/2.75尿素Kg/h0.005/1.100.005/1.100.025/5.50Na2SO4Kg/h264.60264.601323.66从表 1-2 和表 1-3 初步可以看出，在 WTP 进水中,无论是 污水 量还是各种污染物数量均主要来自高化苯酚丙酮装置。从排放的 污水 量角度而言，苯酚丙酮装置占全部四套装置排水量的 78%,是 WTP 的主要 污水 来源。 从污染物总量角度而言，苯酚

8、丙酮装置同样占全部四套装置排放污染物总量的绝大部分，其中对排放标准有明确规定的 CODCr、BOD5 各占全部总量的72.9%和 84.6%，甲醇为 78.3%，苯酚为 97.8%, 甲醛为 100%。此外，在排放标准中无明确规定的污染物，如丙酮、异丙苯、CHP、DBNA、AP、轻酮类、羟基酮等几乎都来自苯酚丙酮装置。1.3 进水水质的可处理性初步分析对于 污水 中的若干主要污染物，根据有关资料提供的可氧化性和可吸附性状况见表 1-4。表 1-4 若干污染物的可处理性分析*可氧化性可吸附性序号污染物分子量溶解度(%)BOD5(mg/mg)CODCr(mg/mg)原水浓度(mg/L)去除率(%)

9、活性炭吸附容量(g/g)1苯酚94.06.72.003.20100080.60.1612甲醛30.00.331.061.0610009.20.0183甲醇32.00.761.121.4210003.60.0074苯79.10.0701.201.6041695.00.0805丙酮58.10.311.631.632.00100021.80.0436乙酸乙酯88.18.700.290.86/100050.50.1007乙酸丁酯116.20.680.150.52/100084.60.169* 参考有关资料的数据,可供参考从表 1-11 可以看出，按业主和各企业单位提供的排放水水质资料，若各 污水 达到

10、完全混合状态，平均计算浓度为:CODcr=550650 mg/LBOD5=220250 mg/LBOD5/CODcr0.39按一般的经验判断， 污水 的 BOD5/CODcr 比值0.3，可认为是可生化的，本工程排放的 污水 BOD5/CODcr0.39，采用生化处理工艺应当是可行的。从表 1-2 和 1-3 可以看出，本工程排放 污水 中的若干主要污染物，如苯酚、甲醛、甲醇、苯、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯等均具有不同程度的可氧化性。至于羟基酮、轻酮类、CHP、DBMA、AP 等因具体名称不详，无从查证，但从其功能基因可以看出：酮基、羟基的生化反应活性在有机物各基因生物降解排序中名列前茅，可通过

11、生物降解生成酸类，再通过有机酸的 -氧化和三羧酸循环等途径最终生成 CO2 和 H20，并提供生物活动所需的能量。从表 1-4 也可以看出，本工程排放 污水 中的若干主要污染物均可由活性炭不同程度吸附，其中活性炭对于苯、苯酚、乙酸乙酯、乙酸丁酯等吸附状况均较好，对于这一特性也可以在选择 污水 处理工艺中加上充分的利用。2 处理工艺2.1 PACT 工艺简述低剂量粉末活性炭处理工艺（Low Dose-Powdered Activated Carbon Treatment Process），简称 LD-PACT。本工艺沿用 PACT 工艺基本图式，按我国国情和条件，由上海石油化工股份有限公司环境保

12、护研究所开发，具有 LD-PACT 技术软件包支持的废水处理专用技术。低剂量粉末活性炭处理工艺(简称LD-PACT)为上海市科技成果,登记号 931900674，登记日 1990 年 07 月。在反应池中，活性炭（PAC）与活性污泥结合，有效增强废水的处理效果，其有关参数见下：（1）1 克 PAC 储氧能力 500-700mg 可吸附 20-200mg CODcr（2）PAC-AS絮体直径可达 100-400，沉降性能显着改善（3）脱水性能有很大改善: 比阻AS+PACAS提高 14-52%（4）COD 绝对去除量: AS+PACAS+PAC AS+PAC=（1.191.34）AS AS+PA

13、C=（1.383.46）PAC（5） 反应速率常数 K : AS+PAC=2.33PACAS+PAC=1.40AS2.1 SBR/LD-PAC 工艺SBR/LD-PAC 工艺，由上海石化环境保护研究所开发的低剂量粉末活性炭处理工艺（LD-PACT），并结合序批式反应器（SBR）的基本工艺路线，使废水处理达到最满意的处理效果。在 SBR 生物反应器中投加活性炭后可利用 PAC 在进水阶段的吸附作用，从而使混合液中有毒难降解污染物浓度减少，减轻对生物的抑制作用；在反应阶段，被 PAC 吸附的有机物通过生物解吸，降解后得以有效去除，同时 PAC 再生；在沉淀闲置阶段，PAC 进一步再生后仍保持一定的

14、活性；PAC 本身也为生物的生长提供很大的空间，从而提高 SBR 池内污泥浓度；PAC 表面是高浓度基质、高浓度氧和高浓度污泥三相共存体系，为生化反应创造了优越条件，PAC 与污泥之间存在良好的相互作用，增大了基质的利用率，延长了泥龄，从而提高了处理负荷和处理水质；PAC 与活性污泥结合，是絮体直径增多，从而提高污泥沉降性能，并且也增强了污泥的脱水性能。因此，上海化学工业区 污水 场采用SBR/LD-PAC 工艺，可以预见取得很好的处理效果。2.2 工艺流程上海化学工业区 7000 m3/d 污水 处理装置工艺流程,详见图 6-1: 上海化学工业区 7000 m3/d 污水 处理装置工艺流程图

15、。图 6-1: 上海化学工业区 7000 m3/d 污水 处理装置工艺流程图2.3 主要构筑物及工艺参数主要构筑物是调节池、酸化池和 SBR 池。调节池和酸化池合建。它们的设计参数见下表 2-1 和 2-2。表 2-1 调节单元主要工艺参数项 目工艺参数有效容积 25m*17.5m*4m（有效水深）停留时间10 小时酸化池组合填料1750 m3有效容积25m*17.5m*4m（有效水深） 混合调节池(苯酚丙酮装置 污水 进入) 停留时间 10 小时有效容积50m*17.5m*4m（有效水深） 调节池(全部进水) 混合 停留时间10 小时表 2-2 SBR 主要工艺参数一览表项 目主要参数进水 COD （mg/L）C0 = 700出水 COD （mg/L）Ce = 100COD 去除率 （%） = 85.7SBR 总容量 （m3）VT = 14400座 数 （座）n = 3每座 SBR 容量（m3）V = 4800（75*16*4）充水比 1