揚州市某港口碼頭倉儲企業主要儲存油品（燃料油、汽油、柴油、基礎油）、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。該企業日均廢水排放量約為60 m3/d, 廢水中有機物種類繁多,毒性較大,難以生物降解〔1〕。目前該企業采用生物流化床—厭氧沉淀組合工藝二級生化處理洗艙化學品廢水,出水COD 約為 200~240 mg/L,未能實現達標排放。

目前常采用化學氧化—生化組合工藝處理難生物降解有機廢水〔2〕,其中化學氧化可去除難降解有機物或改善廢水的可生化性,而生物處理技術具有處理費用低、對多種有機污染物處理效果好等優點。研究表明〔3〕,一體化臭氧曝氣生物濾池（O3-BAF）系統對含難生物降解有機物的廢水具有良好的處理效果且工藝簡單,占地面積少,運行成本低。

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）組合工藝對二級生化處理后的港口碼頭洗艙化學品廢水進行深度處理, 處理后出水水質需達到《生活雜用水水質標準》（CJ/T 48—1999）要求,可回用作消防與綠化用水。

1 廢水水質、水量及排放標準
 
系統進水為現有洗艙廢水二級生化處理出水, 經深度處理后,須達到消防與綠化要求的回用水水質標準,廢水pH、色度、COD、BOD、SS 按文獻方法測定〔4〕。工程化裝置處理水量2.5 m3/h,廢水處理系統24 h 連續運行。設計進水水質和排放標準見表 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物,有一定毒性。設計調節池進行收集,減緩進水水質、水量波動。同時可將廠區生活污水打入調節池,提高廢水的可生化性。首先采用一體化O3-BAF 系統處理廢水。該系統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,在布水層同時實現布氣布水和臭氧氧化,其中臭氧氧化以其強氧化性對廢水進行脫色,同時去除部分COD 并將大分子污染物分解為小分子有機物,以提高廢水的可生化性。含臭氧的廢水從下部進入曝氣生物濾池的填料層進行好氧生化處理,在一個反應器內部同時實現臭氧氧化和生化協同作用。經一體化O3-BAF 系統處理后,廢水溢流進入曝氣生物濾池（BAF）,進一步生化處理,去除有機物和懸浮物,使出水穩定達到排放標準要求。

2.3 主要構筑物
 
（1）調節池。尺寸為4 m×4 m×3.7 m,鋼筋混凝土結構,HRT=12 h。水位一般維持在2 m 左右,留0.5 m 安全高度。由于揚州最低氣溫為-10 ℃,最低水溫約 5 ℃。而生化系統受溫度影響較大,水溫＜10 ℃時處理效率下降,因此設蒸汽加熱系統,水溫＜12 ℃時啟動加熱系統,將調節池的廢水加熱至15 ℃,以保證深度處理系統的穩定性。蒸汽來源于附近發電廠。

（2）一體化O3-BAF 系統。尺寸為2 m×2 m×6 m, 碳鋼結構,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%）。該系統是深度處理工藝的核心,也是出水水質達標的保證。臭氧發生器的臭氧產生量為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分解,進入一體化O3-BAF 系統的填料層,會抑制微生物的生長,甚至造成微生物的死亡。實驗驗證,隨著臭氧投加量的提高,一體化O3-BAF 系統對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COD 容積負荷為 0.8 kg/（m3·d）,氣水比6∶1,布氣系統采用穿孔布氣。

（3）BAF 系統。尺寸為2 m×2 m×4.5 m,碳鋼結構,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%）。廢水經一體化O3-BAF 系統處理后,可生化性得到一定提高,后續采用BAF 系統進行生化處理,進一步去除有機物和懸浮物。該系統COD 容積負荷為0.8 kg/（m3·d）,HRT 為4.6 h,氣水比為10∶1,布氣系統采用穿孔布氣。

（4）清水池。尺寸為2 m×1 m×4.5 m,碳鋼結構, 三油兩布防腐。水位高度保持4 m,暫時貯存BAF 系統出水,同時為一體化O3-BAF 系統和BAF 系統定期反沖洗提供水源。該深度處理系統工藝簡單、高效、操作便捷,同時能實現較高水平的自動化控制。

3 調試與運行
 
3.1 調試階段
 
該工程調試內容主要是一體化O3-BAF 系統和 BAF 系統中微生物的培養及馴化。首先分別向一體化O3-BAF 系統和BAF 系統中投加干污泥,然后加入生活污水,并投加適量的面粉和營養物質,控制 m（COD）∶m（N）∶m（P）在100∶5∶1 左右。連續悶曝3 d 后注入二級生化池廢水,開始每天以1 m3/h 的流量進水,出水COD 去除率一直穩定在60%以上,掛膜培養成功。隨后逐步提高進水量至2.5 m3/h,使去除率穩定在60%以上,培養馴化成功。最后開啟臭氧系統,實現整個系統的完整連續運行。

3.2 運行階段
 
該深度處理系統經3 個多月的運行,運行情況良好,設備運轉正常,整個系統一直處于穩定狀態,出水水質可達到設計要求。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。穩定運行期間的COD 變化情況見圖 2。

圖 2 工藝系統對廢水的處理效果   

由圖 2 可知,（1）該深度處理系統對含難生物降解有機物的廢水具有良好的處理效果,COD 去除率穩定在91%左右,平均去除率達92.66%。（2）穩定運行期間的第8 天~第10 天由于揚州冬天氣溫驟降, 水溫較低,大大降低了一體化O3-BAF 系統和BAF 系統生化處理的效率,出水COD 達到88 mg/L,其余時間出水COD 均低于30 mg/L,達到CJ/T 48 —1999 要求。（3）針對廢水水溫較低的情況,開啟了蒸汽加熱系統,將調節池水溫加熱至15 ℃,系統迅速恢復處理效果,保證了整個深度處理系統的穩定性。

3.3 系統設計運行的建議
 
（1）由于港口洗艙化學品廢水含有有毒有害物質且難以生物降解,可在深度處理系統前設置調節池,既可穩定進水水質水量,又可混合一定量的生活污水,提高廢水的可生化性。同時針對揚州冬天水溫較低的情況,可在調節池設置蒸汽加熱系統,保證生化處理系統的穩定性。

（2）臭氧發生器可根據進水水質的變化靈活運作。若二級生化處理效果好時,在保證出水水質達標的前提下,可降低臭氧投加量或關閉臭氧投加系統, 從而降低噸水處理成本。

（3）根據濾池阻塞情況及出水水質波動情況定期對一體化O3-BAF 系統和BAF 系統進行反沖洗。反洗時先用氣反沖洗,再氣水聯合沖洗,最后再反沖洗水漂洗,待出水較為清澈后反沖洗結束,按反沖洗前的運行狀況恢復一體化O3-BAF 系統和BAF 系統。反沖洗周期一般為10~15 d。

（4）針對冬天水溫較低的地區,除設置蒸汽加熱系統,還需注意水泵和水管的凍裂問題,在廢水處理系統設計過程中考慮防凍措施。

4 經濟分析
 
系統運行的主要成本是風機、水泵、臭氧發生設備運行電費及冬天水溫較低時購買蒸汽的費用（人工費、設備折舊費暫不考慮）。各設備用電情況見表 2。

該系統每天總耗電量為162 kW·h,以電價0.7 元/（kW·h）計,電費共113.4 元/d。以每天處理60 m3 廢水計,則廢水處理費用為2.45 元/ m3。在冬天水溫較低的1~2 個月,需從附近電廠購買蒸汽,噸水成本需增加約2~3 元。若進水水質較好,臭氧發生設備無需開啟,則可降低成本,廢水處理費用約為1.05 元/m3。此外,最終出水達到生活雜用水標準后可降低廠區消防和綠化用水費用,具有經濟效益。具體參見http://m.bnynw.com更多相關技術文檔。

5 結論
 
（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品二級生化廢水,運行實踐表明該工藝成熟、處理效果穩定,對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 可穩定在30 mg/L 以下,廢水處理費用約2.45 元/m3。

（2）經該組合工藝深度處理后,港口碼頭洗艙化學品廢水出水各指標滿足CJ/T 48—1999 要求,可作消防、綠化用水,具有良好的環境效益和經濟效益。