揚(yáng)州市某港口碼頭倉儲(chǔ)企業(yè)主要儲(chǔ)存油品（燃料油、汽油、柴油、基礎(chǔ)油）、化工品（混合芳烴、甲醇、甲基叔丁基醚、醋酸丁酯、苯、甲苯）、液化烴（液化氣、丙烯）等。該企業(yè)日均廢水排放量約為60 m3/d, 廢水中有機(jī)物種類繁多,毒性較大,難以生物降解〔1〕。目前該企業(yè)采用生物流化床—厭氧沉淀組合工藝二級(jí)生化處理洗艙化學(xué)品廢水,出水COD 約為 200~240 mg/L,未能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。
目前常采用化學(xué)氧化—生化組合工藝處理難生物降解有機(jī)廢水〔2〕,其中化學(xué)氧化可去除難降解有機(jī)物或改善廢水的可生化性,而生物處理技術(shù)具有處理費(fèi)用低、對(duì)多種有機(jī)污染物處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。研究表明〔3〕,一體化臭氧曝氣生物濾池（O3-BAF）系統(tǒng)對(duì)含難生物降解有機(jī)物的廢水具有良好的處理效果且工藝簡(jiǎn)單,占地面積少,運(yùn)行成本低。
筆者擬采用一體化臭氧曝氣生物濾池（O3-BAF）—曝氣生物濾池（BAF）組合工藝對(duì)二級(jí)生化處理后的港口碼頭洗艙化學(xué)品廢水進(jìn)行深度處理, 處理后出水水質(zhì)需達(dá)到《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/T 48—1999）要求,可回用作消防與綠化用水。
1 廢水水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn)
系統(tǒng)進(jìn)水為現(xiàn)有洗艙廢水二級(jí)生化處理出水, 經(jīng)深度處理后,須達(dá)到消防與綠化要求的回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),廢水pH、色度、COD、BOD、SS 按文獻(xiàn)方法測(cè)定〔4〕。工程化裝置處理水量2.5 m3/h,廢水處理系統(tǒng)24 h 連續(xù)運(yùn)行。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)見表 1。
2 處理工藝
2.1 工藝流程
深度處理工藝流程如圖 1 所示。
圖 1 廢水深度處理工藝流程
2.2 工藝說明
二級(jí)生化處理出水COD 約200~240 mg/L,主要為難生物降解的可溶性有機(jī)物,有一定毒性。設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池進(jìn)行收集,減緩進(jìn)水水質(zhì)、水量波動(dòng)。同時(shí)可將廠區(qū)生活污水打入調(diào)節(jié)池,提高廢水的可生化性。首先采用一體化O3-BAF 系統(tǒng)處理廢水。該系統(tǒng)將臭氧通過文丘里管直接投加到曝氣生物濾池的底部布水層,在布水層同時(shí)實(shí)現(xiàn)布?xì)獠妓统粞跹趸?其中臭氧氧化以其強(qiáng)氧化性對(duì)廢水進(jìn)行脫色,同時(shí)去除部分COD 并將大分子污染物分解為小分子有機(jī)物,以提高廢水的可生化性。含臭氧的廢水從下部進(jìn)入曝氣生物濾池的填料層進(jìn)行好氧生化處理,在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)部同時(shí)實(shí)現(xiàn)臭氧氧化和生化協(xié)同作用。經(jīng)一體化O3-BAF 系統(tǒng)處理后,廢水溢流進(jìn)入曝氣生物濾池（BAF）,進(jìn)一步生化處理,去除有機(jī)物和懸浮物,使出水穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
2.3 主要構(gòu)筑物
（1）調(diào)節(jié)池。尺寸為4 m×4 m×3.7 m,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),HRT=12 h。水位一般維持在2 m 左右,留0.5 m 安全高度。由于揚(yáng)州最低氣溫為-10 ℃,最低水溫約 5 ℃。而生化系統(tǒng)受溫度影響較大,水溫＜10 ℃時(shí)處理效率下降,因此設(shè)蒸汽加熱系統(tǒng),水溫＜12 ℃時(shí)啟動(dòng)加熱系統(tǒng),將調(diào)節(jié)池的廢水加熱至15 ℃,以保證深度處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。蒸汽來源于附近發(fā)電廠。
（2）一體化O3-BAF 系統(tǒng)。尺寸為2 m×2 m×6 m, 碳鋼結(jié)構(gòu),三油兩布防腐,填料高度4.7 m。采用粒徑為3~5 mm 的陶粒（孔隙率50%）。該系統(tǒng)是深度處理工藝的核心,也是出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的保證。臭氧發(fā)生器的臭氧產(chǎn)生量為200 g/h,臭氧投加量是影響一體化O3-BAF 處理效果的重要因素。過量臭氧溶解在廢水中不能及時(shí)分解,進(jìn)入一體化O3-BAF 系統(tǒng)的填料層,會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng),甚至造成微生物的死亡。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,隨著臭氧投加量的提高,一體化O3-BAF 系統(tǒng)對(duì)COD 的去除率先升高后下降,最佳臭氧投加量在50～55 mg/L。該系統(tǒng)COD 容積負(fù)荷為 0.8 kg/（m3·d）,氣水比6∶1,布?xì)庀到y(tǒng)采用穿孔布?xì)狻?/P>
（3）BAF 系統(tǒng)。尺寸為2 m×2 m×4.5 m,碳鋼結(jié)構(gòu),三油兩布防腐。填料層高度3.2 m,填料采用粒徑為3~5 mm 的陶粒（孔隙率50%）。廢水經(jīng)一體化O3-BAF 系統(tǒng)處理后,可生化性得到一定提高,后續(xù)采用BAF 系統(tǒng)進(jìn)行生化處理,進(jìn)一步去除有機(jī)物和懸浮物。該系統(tǒng)COD 容積負(fù)荷為0.8 kg/（m3·d）,HRT 為4.6 h,氣水比為10∶1,布?xì)庀到y(tǒng)采用穿孔布?xì)狻?/P>
（4）清水池。尺寸為2 m×1 m×4.5 m,碳鋼結(jié)構(gòu), 三油兩布防腐。水位高度保持4 m,暫時(shí)貯存BAF 系統(tǒng)出水,同時(shí)為一體化O3-BAF 系統(tǒng)和BAF 系統(tǒng)定期反沖洗提供水源。該深度處理系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)單、高效、操作便捷,同時(shí)能實(shí)現(xiàn)較高水平的自動(dòng)化控制。
3 調(diào)試與運(yùn)行
3.1 調(diào)試階段
該工程調(diào)試內(nèi)容主要是一體化O3-BAF 系統(tǒng)和 BAF 系統(tǒng)中微生物的培養(yǎng)及馴化。首先分別向一體化O3-BAF 系統(tǒng)和BAF 系統(tǒng)中投加干污泥,然后加入生活污水,并投加適量的面粉和營養(yǎng)物質(zhì),控制 m（COD）∶m（N）∶m（P）在100∶5∶1 左右。連續(xù)悶曝3 d 后注入二級(jí)生化池廢水,開始每天以1 m3/h 的流量進(jìn)水,出水COD 去除率一直穩(wěn)定在60%以上,掛膜培養(yǎng)成功。隨后逐步提高進(jìn)水量至2.5 m3/h,使去除率穩(wěn)定在60%以上,培養(yǎng)馴化成功。最后開啟臭氧系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的完整連續(xù)運(yùn)行。
3.2 運(yùn)行階段
該深度處理系統(tǒng)經(jīng)3 個(gè)多月的運(yùn)行,運(yùn)行情況良好,設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常,整個(gè)系統(tǒng)一直處于穩(wěn)定狀態(tài),出水水質(zhì)可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。其中出水pH 在6.5~8.0, 色度為2~4 倍,SS＜0.8 mg/L,BOD55＜9 mg/L,COD＜30 mg/L。穩(wěn)定運(yùn)行期間的COD 變化情況見圖 2。
圖 2 工藝系統(tǒng)對(duì)廢水的處理效果
由圖 2 可知,（1）該深度處理系統(tǒng)對(duì)含難生物降解有機(jī)物的廢水具有良好的處理效果,COD 去除率穩(wěn)定在91%左右,平均去除率達(dá)92.66%。（2）穩(wěn)定運(yùn)行期間的第8 天~第10 天由于揚(yáng)州冬天氣溫驟降, 水溫較低,大大降低了一體化O3-BAF 系統(tǒng)和BAF 系統(tǒng)生化處理的效率,出水COD 達(dá)到88 mg/L,其余時(shí)間出水COD 均低于30 mg/L,達(dá)到CJ/T 48 —1999 要求。（3）針對(duì)廢水水溫較低的情況,開啟了蒸汽加熱系統(tǒng),將調(diào)節(jié)池水溫加熱至15 ℃,系統(tǒng)迅速恢復(fù)處理效果,保證了整個(gè)深度處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
3.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行的建議
（1）由于港口洗艙化學(xué)品廢水含有有毒有害物質(zhì)且難以生物降解,可在深度處理系統(tǒng)前設(shè)置調(diào)節(jié)池,既可穩(wěn)定進(jìn)水水質(zhì)水量,又可混合一定量的生活污水,提高廢水的可生化性。同時(shí)針對(duì)揚(yáng)州冬天水溫較低的情況,可在調(diào)節(jié)池設(shè)置蒸汽加熱系統(tǒng),保證生化處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
（2）臭氧發(fā)生器可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的變化靈活運(yùn)作。若二級(jí)生化處理效果好時(shí),在保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下,可降低臭氧投加量或關(guān)閉臭氧投加系統(tǒng), 從而降低噸水處理成本。
（3）根據(jù)濾池阻塞情況及出水水質(zhì)波動(dòng)情況定期對(duì)一體化O3-BAF 系統(tǒng)和BAF 系統(tǒng)進(jìn)行反沖洗。反洗時(shí)先用氣反沖洗,再氣水聯(lián)合沖洗,最后再反沖洗水漂洗,待出水較為清澈后反沖洗結(jié)束,按反沖洗前的運(yùn)行狀況恢復(fù)一體化O3-BAF 系統(tǒng)和BAF 系統(tǒng)。反沖洗周期一般為10~15 d。
（4）針對(duì)冬天水溫較低的地區(qū),除設(shè)置蒸汽加熱系統(tǒng),還需注意水泵和水管的凍裂問題,在廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中考慮防凍措施。
4 經(jīng)濟(jì)分析
系統(tǒng)運(yùn)行的主要成本是風(fēng)機(jī)、水泵、臭氧發(fā)生設(shè)備運(yùn)行電費(fèi)及冬天水溫較低時(shí)購買蒸汽的費(fèi)用（人工費(fèi)、設(shè)備折舊費(fèi)暫不考慮）。各設(shè)備用電情況見表 2。
該系統(tǒng)每天總耗電量為162 kW·h,以電價(jià)0.7 元/（kW·h）計(jì),電費(fèi)共113.4 元/d。以每天處理60 m3 廢水計(jì),則廢水處理費(fèi)用為2.45 元/ m3。在冬天水溫較低的1~2 個(gè)月,需從附近電廠購買蒸汽,噸水成本需增加約2~3 元。若進(jìn)水水質(zhì)較好,臭氧發(fā)生設(shè)備無需開啟,則可降低成本,廢水處理費(fèi)用約為1.05 元/m3。此外,最終出水達(dá)到生活雜用水標(biāo)準(zhǔn)后可降低廠區(qū)消防和綠化用水費(fèi)用,具有經(jīng)濟(jì)效益。具體參見http://m.dongaorq.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。
5 結(jié)論
（1）采用一體化O3-BAF—BAF 組合工藝深度處理港口碼頭洗艙化學(xué)品二級(jí)生化廢水,運(yùn)行實(shí)踐表明該工藝成熟、處理效果穩(wěn)定,對(duì)廢水有良好的處理效果。臭氧最佳投加量為50～55 mg/L,出水COD 可穩(wěn)定在30 mg/L 以下,廢水處理費(fèi)用約2.45 元/m3。
（2）經(jīng)該組合工藝深度處理后,港口碼頭洗艙化學(xué)品廢水出水各指標(biāo)滿足CJ/T 48—1999 要求,可作消防、綠化用水,具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
