1、工程概況

滄州市滄縣是河北省重要的化工原料生產(chǎn)基地。2017年，河北省生態(tài)環(huán)境廳公開(kāi)的第16批中央生態(tài)環(huán)境保護(hù)督察群眾信訪舉報(bào)重點(diǎn)關(guān)注案件邊督邊改情況顯示，滄縣興濟(jì)鎮(zhèn)化工廠地塊被查出存在不同程度土壤污染和地下水污染問(wèn)題。根據(jù)舉報(bào)信息，該地塊原有4家化工企業(yè)，其生產(chǎn)產(chǎn)品與2013年滄縣某村“紅水事件”中化工廠一致。“紅水事件”曝光后，這4家企業(yè)因環(huán)保問(wèn)題陸續(xù)停產(chǎn)，但其長(zhǎng)期排放的有害廢水和就地填埋的化工廢料造成某鎮(zhèn)4個(gè)區(qū)域的地下水和土壤嚴(yán)重污染。此外，“原化工廠附近低洼的邊溝、鐵路地道橋等地方存在著大量外滲紅水”，其整個(gè)滲坑長(zhǎng)400m，寬8m，深約1m。在此背景下，盡快解決滲坑廢水處理問(wèn)題，加快廢水處理工程的建設(shè)迫在眉睫。

該工程處理水量約3000m³，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為2m³/h，擬采用一體化撬裝處理設(shè)備。現(xiàn)場(chǎng)取樣分析，COD、BOD5、SS、氨氮、總氮、磷酸鹽、硝基苯、氯苯和對(duì)-硝基氯苯均存在超標(biāo)現(xiàn)象（見(jiàn)表1）。

該工程設(shè)計(jì)出水水質(zhì)須達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，處理出水排至河道下游。

2、染坑廢水處理工藝的確定

2.1 工藝選擇的思路

滲坑廢水往往具有成分復(fù)雜、含鹽量高、可生化性差以及生物毒性大等特點(diǎn)，按照污染物種類(lèi)可分為廢酸污染、重金屬污染、可降解有機(jī)污染、難降解有機(jī)污染等類(lèi)型。

針對(duì)滲坑水質(zhì)超標(biāo)指標(biāo)進(jìn)行分析：①SS大部分為河道的淤泥和部分大分子染料顆粒，前期試驗(yàn)證明，可以通過(guò)常規(guī)混凝沉淀工藝去除；②COD、BOD5可在生化池活性污泥的作用下部分降解；③通過(guò)設(shè)置硝化池和反硝化池，采用多級(jí)A/O工藝可實(shí)現(xiàn)氨氮和總氮的達(dá)標(biāo)排放；④對(duì)硝基苯、氯苯、對(duì)-硝基氯苯類(lèi)，目前開(kāi)展了Fenton氧化、光催化氧化、臭氧氧化等高級(jí)化學(xué)氧化處理研究，相比而言，Fenton氧化工藝最成熟，應(yīng)用最廣泛。因此，該項(xiàng)目考慮采用高級(jí)氧化法和生物法聯(lián)合對(duì)滲坑廢水進(jìn)行處理，以達(dá)到相應(yīng)地表水功能區(qū)水質(zhì)要求。

2.2 工藝流程

染料滲坑廢水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

滲坑廢水通過(guò)潛污泵提升至初沉池，投加混凝劑和絮凝劑，將SS降至20mg/L以下；廢水自流進(jìn)入Fenton氧化池（pH調(diào)節(jié)、Fe2+和H2O2反應(yīng)沉淀和pH回調(diào)）。Fenton屬于強(qiáng)氧化劑，可將水中的難降解有機(jī)物例如硝基苯類(lèi)大分子分解成易降解小分子物質(zhì)。經(jīng)過(guò)高級(jí)氧化處理后的廢水依次通過(guò)厭氧池釋磷菌的釋磷作用和生化池后釋磷菌的吸磷作用，最終通過(guò)排泥的方式除磷。在厭氧池后設(shè)置脫氮池，反硝化菌將后續(xù)生化池的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)馀懦觯瑥亩�達(dá)到去除總氮的目的。接觸氧化池是在活性污泥池中添加填料，可以增加系統(tǒng)活性污泥濃度、降低污泥負(fù)荷，對(duì)該項(xiàng)目難降解廢水具有很好的處理效果。接觸氧化池出水經(jīng)過(guò)后續(xù)沉淀、絮凝沉淀作用，可使COD、SS進(jìn)一步降低，達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。

3、主體工藝設(shè)計(jì)

3.1 預(yù)處理

①初沉系統(tǒng)

因廢水中SS較高，且滲坑已存在近10年，SS大部分為無(wú)機(jī)物，為避免后續(xù)無(wú)機(jī)污泥增多影響生物池的污泥活性，考慮在前端完成SS去除。

設(shè)初沉池1座，采用鋼制防腐結(jié)構(gòu)，尺寸為1.2m×1.2m×2.5m，表面負(fù)荷為1.38m3（/m2·h）。

②高級(jí)氧化處理系統(tǒng)

廢水經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的自然凈化，易降解污染物已大幅降低，剩余COD大部分為難降解物質(zhì)，因此需采用高級(jí)氧化作為預(yù)處理。目前常用的高級(jí)氧化工藝主要為臭氧氧化、Fenton氧化，而臭氧氧化所需設(shè)備較多，且水深需達(dá)到5.5~6.0m才能獲得滿(mǎn)意的效果。鑒于該項(xiàng)目水量較小，設(shè)備單體水深難以達(dá)到5m，同時(shí)臭氧氧化所需設(shè)備較多，運(yùn)行功率較大，對(duì)硝基化合物處理效果不佳，因此，臭氧氧化不適用。相比臭氧氧化，Fenton氧化僅需增加雙氧水、硫酸亞鐵、pH調(diào)節(jié)加藥裝置，且該項(xiàng)目水質(zhì)呈酸性，故考慮采用Fenton氧化作為預(yù)處理。

Fenton氧化池：pH調(diào)節(jié)池1尺寸為0.6m×0.6m×1.2m，雙氧水投加池尺寸為0.6m×0.6m×1.2m，反應(yīng)池尺寸為1.2m×1.2m×2.5m，停留時(shí)間為1.4h，設(shè)玻璃鋼防腐碳鋼攪拌機(jī)1臺(tái)。Fenton沉淀池尺寸為1.2m×1.2m×2.5m，pH調(diào)節(jié)池2尺寸為0.6m×0.6m×1.2m。m（H2O2）∶m（COD）=3∶1，n（Fe2+）∶n（H2O2）=1∶4。

3.2 生化處理

設(shè)置厭氧池1座，用于生物除磷；設(shè)置2級(jí)缺氧池去除總氮，設(shè)置2級(jí)生化池去除COD、BOD5和氨氮。

①厭氧池：尺寸為1.2m×1.7m×2.5m，停留時(shí)間為2h。

②缺氧池：按照最低溫度10℃考慮，最小反硝化速率為0.023kgNO3--N/（kgMLSS·d），一級(jí)反硝化池和二級(jí)反硝化池尺寸均為2.0m×2.0m×2.5m，停留時(shí)間為8h。曝氣池MLSS為4000mg/L，MLVSS為2800mg/L。

③好氧池：污泥負(fù)荷為0.075kgBOD5/（kgMLSS·d），硝化速率為0.034kgNH3-N/（kgMLSS·d），一級(jí)硝化池尺寸為2.0m×2.0m×2.5m，二級(jí)硝化池尺寸為2.0m×2.0m×2.5m，停留時(shí)間為8h。設(shè)二級(jí)硝化池污水回流泵、沉淀池污泥回流泵各1臺(tái)。

3.3 深度處理

因廢水色度較高且難降解物質(zhì)較多，故考慮采用深度處理保障水質(zhì)達(dá)標(biāo)。將粉末活性炭投加至生化出水，加強(qiáng)對(duì)色度和COD的吸附去除。二沉池尺寸為2.0m×2.0m×2.5m，表面負(fù)荷為0.5m3/（m2·h），活性炭投加量為30mg/L。絮凝沉淀池尺寸為1.6m×1.6m×2.5m，表面負(fù)荷為0.78m3（/m2·h），PAC投加量為20mg/L，PAM投加量為2mg/L。

以上設(shè)備采用鋼制，其中預(yù)處理+厭氧池合建，厭氧、缺氧池合建，部分好氧池合建；另外一部分好氧池和2座沉淀池組合，這4個(gè)組合通過(guò)管道連接形成撬裝式設(shè)備處理滲坑染料廢水。

4、運(yùn)行效果及經(jīng)濟(jì)分析

該項(xiàng)目自2018年5月進(jìn)入調(diào)試運(yùn)行階段，進(jìn)水COD為180mg/L、BOD5為60mg/L；經(jīng)過(guò)Fenton氧化作用，COD為150mg/L，BOD5為100mg/L，B/C提升至0.67；經(jīng)過(guò)生化處理后，出水COD為50mg/L，二沉池中添加活性炭10mg/L，色度達(dá)到15倍以下，氨氮為0.5mg/L，總氮為11mg/L，硝基苯、氯苯、對(duì)-硝基氯苯未檢出，達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。最終出水SS在10mg/L以下。4個(gè)月后，該滲坑廢水得到全部處理。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)處理規(guī)模為2m³/h，實(shí)際日處理量為48m³/d，占地270m2，其中集裝箱式設(shè)備間占地96m2。總投資為200萬(wàn)元，噸水投資為4萬(wàn)元/m³。運(yùn)行費(fèi)用分析見(jiàn)表2。

5、結(jié)論

①染料滲坑廢水具有多點(diǎn)性、水量固定等特點(diǎn)，采用撬裝式設(shè)備可靈活移動(dòng)，相比于固定處理設(shè)備造價(jià)低，還可根據(jù)水質(zhì)對(duì)工藝流程進(jìn)行調(diào)整。

②相比于其他氧化工藝，Fenton氧化更能有效地氧化硝基苯類(lèi)化合物，且在廢水處理規(guī)模較小、處理場(chǎng)地小等情況下更具優(yōu)勢(shì)。

③采用Fenton氧化+厭氧+缺氧+好氧+活性炭吸附+絮凝沉淀組合工藝處理染料滲坑廢水可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。（來(lái)源：云南水務(wù)投資股份有限公司）