高浓度日用化工废水处理工艺
日用化工废水组分复杂、水质波动大、有机污染物浓度高、生物可降解性差并且有一定毒性，如果不经处理直接排放会对周围环境造成严重污染。
江苏隆力奇生物科技股份有限公司是国内生产规模最大、技术力量最先进的日化产品研究开发和产销基地，其主要产品为洗发露、肥皂、化妆品等日用产品，在生产过程中会产生大量日用化工废水。该公司的废水处理工程由苏州思源环保工程有限公司负责设计、施工与调试。经过1年多的设计、施工与调试，运行状况良好，出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准，并通过环保部门验收。
1废水水质与设计水量
该公司排放生产废水量约为150m3/d，生活污水约450m3/d，则设计处理废水量为600m3/d。
公司主要产品为化妆品、杀菌皂、洗发露等，其中化妆品、杀菌皂生产废水量较少，废水主要来源于洗涤用品生产过程中清洗反应釜所产生的高浓度废水。废水中主要成分为表面活性剂、脂肪酸、香料等有机物质，厂区内的生活污水也一并处理。工程的出水水质执行《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准。
设计进、出水水质见表1。
表1设计进、出水水质mg·L-1
2废水处理工艺的确定
该废水组分复杂，有机污染物浓度高，BOD5/COD值＜0．25，属于难生化降解废水，废水中SS浓度高且含有一定浓度的表面活性剂、动植物油类。
综合考虑废水水量、水质特点和处理成本，决定采用UASB/延时曝气/气浮联合工艺，流程如图1所示。
生产废水首先经由格栅池截留较大悬浮物后进入集水池，内设一小型隔油池来截留部分油脂，废水在1#调节沉淀池中调节水质、水量并去除部分SS后，添加氮、磷元素并控制温度为35～37℃，由泵提升进入UASB反应器，与厌氧污泥充分接触去除废水中大部分有机污染物、LAS等。UASB出水进入混凝沉淀池，通过投加FeSO4、PAC、PAM去除剩余的有机污染物、LAS、SS等。混凝沉淀池出水与生活污水一起进入2#调节池，调节水质、水量后进入延时曝气池进一步去除剩余污染物。好氧出水经过沉淀后进入气浮池，最终出水水质达到排放标准。
UASB、调节池、混凝沉淀池、二沉池以及气浮池产生的剩余污泥由污泥泵排入污泥浓缩池，重力浓缩后经板框压滤机压滤并外运处理。
3主要构筑物及设计参数
①格栅池
废水中SS浓度很高，首先进入格栅池去除较大的悬浮物，设计尺寸:0．7m×0．7m×1．0m，钢混结构，内置2套斜板格栅，尺寸:0．7m×0．7m，栅条间距为10mm，不锈钢材质，采用人工清渣。
②集水池
集水池内设一小型隔油池，起到截留部分油脂的作用，设计尺寸:3m×3m×2．5m，有效容积为18m3，钢混结构。
③1#调节沉淀池
废水水质波动大，需进入调节沉淀池进行水质、水量的均和调节并去除部分SS，便于后续的生化处理。1#调节沉淀池设计尺寸:10m×6m×4m，分为2个单元，前段为沉淀区，有效容积为60m3;后段为调节区，有效容积为160m3，调节时间为24h，均为钢混结构。调节池后段配有机械搅拌设备、蒸汽加热设备及pH控制仪各一套，并配有2台出水泵，1用1备，Q=20m3/h，H=120kPa，N=2．2kW。
④UASB厌氧反应系统
调节沉淀池出水需要添加氮源、磷源，并设置1台温度控制仪控制蒸汽管道上的电磁阀对废水加热，保证UASB进水温度为35～37℃。进水与污泥床充分接触，去除废水中大部分有机污染物、LAS等。UASB内置1台pH控制仪，每天监测混合液pH值，防止酸化。设计尺寸:8m×5m×12m，HＲT=58h，设计容积负荷为6．75kgCOD/(m3·d)，钢混结构。UASB设计进水流量为20m3/h，出水回流至1#调节池，回流量为14m3/h，配有1套脉冲布水器、1套三相分离器以及1台回流泵，Q=20m3/h，H=120kPa，N=2．2kW。
⑤混凝沉淀池
UASB出水进入混凝沉淀池，通过投加FeSO4、PAC、PAM去除剩余的有机污染物、LAS、SS等，降低后续延时曝气系统的处理压力。设计尺寸:3m×3m×6m，有效停留时间为2．5h，其中反应池容积为3m3，内设1台搅拌机及2台污泥泵，1用1备，Q=36m3/h，H=100kPa，N=4kW。
⑥2#调节池
混凝沉淀池出水与生活污水进入2#调节池均和废水水质、水量同时通过鼓风曝气吹脱UASB出水中部分H2S等有毒、有害气体。设计尺寸:10m×5m×3．5m，有效容积为150m3，调节时间为6h，钢混结构。2#调节池设置1台搅拌机，2台出水泵，1用1备，Q=30m3/h，H=120kPa，N=4kW以及2台污泥泵，1用1备，Q=36m3/h，H=100kPa，N=4kW。与延时曝气池共用一套曝气设备，2台罗茨风机，风量为11m3/min，风压为50kPa，功率为11kW，曝气器采用D65的曝气软管，L=300m。
⑦延时曝气好氧反应系统
延时曝气池中细胞物质氧化时会释放出氮、磷，适合处理缺少氮、磷的废水。厌氧出水与生活污水混合后在延时曝气池中去除剩余的有机污染物、LAS、SS等。延时曝气法的容积负荷低、曝气池容积大，设计尺寸:12m×10m×5m，HＲT为24h，钢混结构。曝气时间24h，气水比为15∶1，与2#调节池共用2台罗茨风机曝气，风量为11m3/min，风压为50kPa，功率为11kW，曝气器采用D65的曝气软管，L=300m。通过污泥回流保持曝气池中污泥浓度，污泥回流比为100%，配有2台回流泵，1用1备，Q=36m3/h，H=100kPa，N=4kW。
二沉池采用竖流式沉淀池，设计尺寸:6m×6m×5m，表面负荷为0．7m3/(m2·h)，钢混结构。污泥部分回流，剩余污泥则由污泥泵排入污泥浓缩池进行重力浓缩。
⑧气浮池
延时曝气好氧系统出水进入气浮池，通过投加FeSO4、PAC、PAM进一步去除残余有机污染物、LAS等。采用加压溶气气浮池，设计尺寸:6m×4m×3．5m，有效容积为30m3，进水流量为25m3/h，钢混结构。气浮池包含溶气系统、刮泥系统及控制系统各一套，搅拌器功率为0．75kW，材质为304不锈钢;溶气罐设计尺寸:0．6m×2．2m，材质为304不锈钢;溶气罐进水泵Q=12．5m3/h，H=320kPa，N=3．0kW。气浮池既刮除了沉淀池出水中的污泥，又去除了废水中的剩余污染物，保证了出水能够达标排放。
⑨污泥处理系统
剩余污泥由泵排入污泥浓缩池重力浓缩，并由板框压滤机压滤后外运处理。UASB产生剩余污泥量为375kg/d，延时曝气好氧工艺产泥量很少，不予考虑。调节池、混凝沉淀池、二沉池及气浮池产泥量为500kg/d，处理污泥总量为875kg/d。设2座污泥池，设计尺寸:4m×4m×3．5m，有效容积为50m3，停留时间24h，钢混结构。浓缩污泥由污泥泵打入板框压滤机，配有2台污泥泵，1用1备，Q=8m3/h，H=600kPa，N=4kW。采用过滤能力为3kg/(m2·h)(干固体)的板框压滤机，压滤面积为40m2，压滤后污泥含水率为80%。
4工程调试与运行结果
工程调试的重点在于UASB厌氧反应系统的启动，关键在于控制UASB不发生酸化。UASB启动直接购买颗粒污泥进行接种，接种量为150m3。启动初期采用间隙进水方式，进水量为150m3/d，利用出水回流稀释进水COD在4000～5000mg/L，通过蒸汽加热保证进水温度略高于37℃，投加NaOH控制pH值为7．2～7．5，能够有效防止由于容积负荷的提高所引起的反应器酸化，投加氮源、磷源以及必需的微量元素以保证进水中C∶N∶P为200∶5∶1。启动阶段UASB出水VFA＜200mg/L，没有出现积累现象，表明UASB中产甲烷菌活性较好，生化处理效果良好。UASB启动时间短，一个月左右达到了设计容积负荷，进水COD浓度经稀释后为7200mg/L，出水为1400mg/L，去除率＞80%。延时曝气池接种污泥采用当地污水处理厂的好氧污泥，运行稳定后污泥浓度为4000mg/L，控制污泥回流比为100%。延时曝气池进水COD浓度约为600mg/L，出水为132mg/L，去除率＞78%。
工程调试比较顺利，没有出现酸化现象，调试时间3个月。系统稳定运行后，出水水质均优于《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准。主要构筑物出水COD浓度见表2。
表2各主要构筑物对COD的处理效果
5济分析
①工程投资费用:土建费54．10万元、设备费76．31万元、设计与调试费13．04万元、运输及安装费13．11万元，合计156．65万元。
②工程运行费用主要包括电费、药剂费、人工费。工程正常连续运行时设备功率为22．9kW，电价为0．57元/(kW·h)，电费为0．52元/m3。废水处理过程中需要添加N、P、混凝剂及消泡剂，药剂费为0．5元/m3。日常安排5名管理人员(兼职)，工资为500元/(月·人)，人工费约0．17元/m3。合计1．21元/m3，与同类废水的其他处理工艺相比较为经济。
6结论
①采用UASB/延时曝气/气浮联合工艺处理高浓度日用化工废水，COD去除率＞99%，SS去除率＞96%，LAS去除率＞95%，出水水质优于《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准。
②工程正式投入使用后，运行良好，操作简便，出水水质稳定，剩余污泥量少，处理费为1．21元/m3，对于不同类型的高浓度、水质波动大、生化降解性差的工业废水的处理有一定参考意义。
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