０引 言

硝 基 苯 是 一 類 重 要 的 化 工 原 料，多 用 作 炸 藥、農藥 以 及 橡 膠 化 促 進 劑 的 原 料。硝 基 苯 具 有 極 大的 毒 性，特 別 是 具 有“三 致”效 應。目 前，Ｆｅｎｔｏｎ氧 化 法 被 廣 泛 應 用 于 硝 基 苯 廢 水 處 理 中。山 東 某化 工 企 業 硝 基 苯 廢 水 處 理 站，主 要 負責 處 理 站 區 內 的 生 產 廢 水，廢 水 處 理 站 原 有 廢 水 處理 工 藝 主 要 采 用Ｆｅｎｔｏｎ預 處 理－生 物 處 理（厭 氧－接 觸 氧 化－ＳＢＲ），處 理 量 為２００ｍ３／ｄ。隨 著 環 保排 放 標 準 的 日 益 嚴 格，對其企業生產廢水的排放要求 也 相 應 提 高，要 求 其 總 氮 排 放 指 標 小 于５０ｍｇ／Ｌ。由于現有設施陳舊且工藝在總氮去除上存在缺陷，總 氮 治 理 改 造 工 程 的 實 施 迫 在 眉 睫。經 設 計 人 員 現 場 查 看 以 及 對 之 前 運 行 數 據 的 匯總 分 析，在不影響原有工藝對硝基苯類污染物去除效 果 以 及 經 濟 最 優 的 前 提 下，對該污水站廢水處理中Ｆｅｎｔｏｎ預 處 理 工 藝 的 加 藥 量 進 行 優 化，同 時 改 造生 化 處 理 工 段，增 強 系 統 脫 氮 能 力。

１設 計 進 出 水 水 質本 次 工 程 改 造 前 后，該 廢 水 處 理 站 的 處 理 水 量不 變，規 模 為２００ｍ３／ｄ，出 水 執 行《山 東 省 南 水 北 調沿線水污染物綜合排放標準》（ＤＢ３７５９９－２００６）一般保護區域標準。

２廢 水 處 理 改 造 工 程 的 實 施

２．１原 有 工 藝 處 理 流 程原 工 藝 處 理 流 程 采 用Ｆｅｎｔｏｎ氧 化 法 對 廢 水 進行預 處 理，將廢水中的硝基苯等難降解的有機物氧化，同 時 提 高 廢 水 的 可 生 化 性。經 預 處 理 后，依 次 進入 水 解 酸 化 池、厭 氧 池、接 觸 氧 化 池 和ＳＢＲ池 生 化系 統，利用微生物的作用進一步去除廢水中的ＣＯＤ、ＴＮ和 氨 氮 等 污 染 物。系 統 產 生 的 污 泥 經 污泥池 暫 存 濃 縮 后，利用壓濾機進行脫水處理，干 化 污泥外 運 處 置，上清液和濾液進入集水池重新進行后續 工 藝 處 理。原工藝流程如圖１所 示。

２．２原工藝主要構筑物設計及設備選型

２．２．１預 處 理 系 統

（１）集 水 池。集水池的主要作用是調節水量，并對 廢 水 進 行 預 處 理。設 計 尺 寸 為Ｌ×Ｂ×Ｈ＝７．７ｍ×５．５ｍ×３．６ｍ，１座，鋼 筋 混 凝 土 結 構。水力 停 留 時 間 約 為１２ｈ。配 備 預 曝 氣 系 統，集 水 池 離心 泵２臺，流 量 為１２ｍ３／ｈ。

（２）預 處 理 水 池。預 處 理 水 池 是 將ｐＨ調 節 池、芬頓 氧 化 池 和 芬 頓 沉 淀 池 合 并 設 計 的 一 體 池 結 構，尺 寸 為Ｌ×Ｂ×Ｈ＝６．９ｍ×４．９ｍ×４．０ｍ，鋼 筋 混凝 土 結 構，主 要 作 用 是 調 節ｐＨ、進行芬頓反應以及絮 凝 沉 淀。芬頓反應池的水力停留時間約為７ｈ。配 備 曝 氣 系 統。工藝運行過程中，硫 酸 亞 鐵 每 小 時約 投 加５０ｋｇ，雙 氧 水 每 小 時 約 投 加４５Ｌ。

２．２．２生 化 處 理 系 統

（１）水 解 酸 化 池、中 間 水 池１。水 解 酸 化 池 設 計的主要目的是將廢水中的大分子有機物經水解、酸化 作 用，降 解 為 小 分 子 物 質，改 善 廢 水 的 可 生 化 性。中間 水 池１與 水 解 酸 化 池 合 建，為 鋼 筋 混 凝 土 結 構，中 間 水 池１設 計 尺 寸 為Ｌ×Ｂ×Ｈ＝２．５ ｍ×２．４ｍ×４．５ｍ，水 力 停 留 時 間 約 為２．５ｈ；水 解 酸 化池設計尺寸為Ｌ×Ｂ×Ｈ＝１０．６ｍ×５．０ｍ×４．５ｍ，水力停留時間 約 為１８ｈ，水 解 酸 化 池 內 懸 掛 填 料，中間水池１配備２臺離心泵，流量為２５ｍ３／ｈ。

（２）厭 氧 池。厭氧池的主要作用是將進一步降解 廢 水 中 的 有 機 物，同時將廢水中的硝態氮經反硝化 用 去 除。設 計 尺 寸 為Ｌ×Ｂ×Ｈ＝１４．２ｍ×５．５ｍ×７．０ｍ，分 兩 格，鋼 混 凝 土 結 構，水 力 停 留 時間 約 為６０ｈ，池 內 懸 掛 填 料，配 備 管 道 布 水 設 施。

（３）接 觸 氧 化 池、接 觸 氧 化 沉 淀 池、ＳＢＲ池 和 中間 水 池２、中 間 水 池３。接 觸 氧 化 池、接 觸 氧 化 沉 淀池、ＳＢＲ池、中 間 水 池２和 中 間 水 池３進 行 合 建，鋼筋 混 凝 土 結 構，設 計 尺 寸（Ｌ×Ｂ×Ｈ）分 別 為１９．８ｍ×２．５ｍ×５．０ｍ，４．０ｍ×２．５ｍ×５．０ｍ，１０．６ｍ×７．０ｍ×５．０ｍ，８．０ｍ×２．５ｍ×５．０ｍ，５．２ｍ×２．５ｍ×３．５ｍ；水 力 停 留 時 間 分 別 為２７．５、６、４０、７和４．５ｈ。接 觸 氧 化 池 內 懸 掛 填 料，其 與ＳＢＲ池 均 設 置 曝氣 設 備，ＳＢＲ分 兩 格，每 格 設 置 一 臺 潷 水 器；接 觸 氧化 沉 淀 池 配 備２臺 泵，泵 的 流 量 為２５ｍ３／ｈ，將 池 內污 泥 輸 送 到 污 泥 池 中；中 間 水 池２配 備２臺 水 泵，流量 為５０ｍ３／ｈ，將中間水池的水輸送至接觸氧化池和ＳＢＲ池，使 廢 水 得 到 循 環 處 理；中 間 水 池３配 備２臺 泵。

２．２．３污 泥 處 理 系 統

（１）污 泥 池。污泥池的主要作用是對污泥進行暫 存 與 濃 縮，設 計 參 數 為Ｌ×Ｂ×Ｈ＝６．０ｍ×３．０ｍ×３．５ｍ，分 為 兩 格。鋼 筋 混 凝 土 結 構。污 泥暫 存 濃 縮 時 間 為１２ｈ，濃 縮 方 式 為 重 力 濃 縮。配 制２臺 氣 動 隔 膜 泵（流 量 為０～８ｍ３／ｈ），其 作 用 是 將 污泥 輸 送 至 壓 濾 機。

（２）壓 濾 間。壓 濾 間 的 占 地 面 積 為５．５ｍ×７ｍ，內 設 置１臺 Chamber Filter Press，液壓壓緊進料方式，中進料濾板規格為８７０ｍｍ×８７０ｍｍ，過濾面積為５０ｍ２，過濾壓 力 為０．６ＭＰａ。

２．３工 程 改 造 的 實 施

２．３．１原 工 程 存 在 的 問 題 及 改 造措 施針 對 出 水 總 氮 超 標，對 原 有 系統 進 行 檢 查，發 現 如 下 問 題：

①厭 氧 反 應 池 內 淤 積 的 污 泥較 多，溶 解 氧 含 量 過 高；

②曝 氣 設備 損 壞 嚴 重，缺 少 合 適 的 維 護 與 更新，接 觸 氧 化 池 內 曝 氣 效 果 不 理想；③接 觸 氧 化 沉 淀 池 設 計 不 合理，表 面 負 荷 過 大，不 利 于 固 液 分離；④ＳＢＲ池內曝氣系統部分堵塞；

⑤廢 水 中 總 氮 主 要 為 硝 酸 鹽氮，系 統 脫 氮 功 能 較 差。針對以上問題擬采取以下改造措施：

①將 現 有 厭 氧 反 應 池 改 造 為 一 級 生 物 增 效 脫 氮池，清 空 池 內 污 泥，拆 除 池 內 填 料，增 設 攪 拌 設 施；

②優化Ｆｅｎｔｏｎ加 藥 配 比，降 低 生 物 增 效 脫 氮 池 進 水溶解 氧 含 量，經 芬 頓 試 驗 探 究，改 造 后 硫 酸 亞 鐵 每 小時 投 加 量 約 為５０ｋｇ，雙 氧 水 約 投 加２５Ｌ／ｈ；

③將 現有接觸氧化池改造成生物增效好氧池，拆 除 池 內 填料及 原 有 曝 氣 設 施，更換為可提升式曝氣設施；

④將現 有ＳＢＲ池改造為具有反硝化功能的ＳＢＲ池，原有曝 氣 設 施 更 換 為 可 提 升 式 曝 氣，增 加 攪 拌 設 施；⑤投 加 碳 源，從原有甲醇罐區增加輸送管道直接輸送 至 水 解 酸 化 池、中 間 水 池１、生 物 增 效 脫 氮 池、生物 增 效 好 氧 池 及 中 間 水 池２。生物增效脫氮池和生物增效好氧池，均 采 用 生物增 效 工 藝。生 物 增 效 工 藝 綜 合 利 用 生 化 炭 技 術 及生 物 增 效 技 術，其定向篩培及復配優勢復合微生物的使 用，使廢水處理體系具備對特定污染物的高降解 能 力，同 時 具 備 耐 受 高 毒 性、高 鹽 分 的 特 點，且 只需 一 次 性 投 加。

２．３．２改造后工藝流程及設備選型

（１）工 藝 流 程。由于廢水的處理規模與原有工程設 計 規 模 相 同，因此在保證處理效果的前提下，兼顧 經 濟 效 益，本 次 改 造 工 程 均 利 用 原 有 構 筑 物。改造 部 分 的 工 藝 流 程 見 圖２。

（２）構 筑 物 設 計 及 設 備 選 型。①生 物 增 效 脫 氮池。生 物 增 效 脫 氮 池 即 為 原 厭 氧 池，新 增 攪 拌 機套（葉 槳 直 徑：２６０ｍｍ；葉 槳 轉 速：９６０ｒ／ｍｉｎ）。設計 污 泥 濃 度 為４０００ ｍｇ／Ｌ，脫 氮 速 率：０．０４ｋｇＮＯ３－Ｎ／（ｋｇＭＬＳＳ·ｄ），進、出 總 氮 濃 度 為５００、１００ｍｇ／Ｌ。擬采用甲醇作碳源，投 加 甲 醇 量 約 為１１００ｍｇ／Ｌ（甲 醇 與 氮 含 量 比 例２．４７:１計 算，結合 以 往 工 程 經 驗 設 計 一 定 余 量）。反 硝 化 細 菌 的 投加 量 約 為１５０ｋｇ，高 效 菌 酶 復 合 載 體 投 加 量 約 為５ｔ。②生 物 增 效 好 氧 池、好 氧 沉 淀 池。生 物 增 效 好氧 池 即 為 原 有 接 觸 氧 化 池，新 增 可 提 升 式 膜 片 曝 氣器２７組，單 組 曝 氣 量 為４～１２ｍ３／ｈ。投 加 高 效 霉菌 復 合 載 體２ｔ。好 氧 沉 淀 池 新 增 管 道 曝 氣 設 備（間歇 使 用）和 污 泥 回 流 管 道（將 好 氧 沉 淀 池 的 污 泥 回 流至 生 物 增 效 脫 氮 池）。③ＳＢＲ池。即 原 有ＳＢＲ池（進 水 和 沉 淀 設 計 時 間 為１ｈ，曝 氣、攪拌和閑置時間根 據 水 質 情 況 而 定），本 次 改 造 工 程 設 計 脫 氮 速 率 為０．０１［（ｋｇＮＯ３－Ｎ／（ｋｇＭＬＳＳ·ｄ）］，污 泥 濃 度４０００ｍｇ／Ｌ，進、出 總 氮 濃 度 分 別 為１００、４０ｍｇ／Ｌ。新 增潛 水 攪 拌 機４套（葉 槳 直 徑：２６０ｍｍ；葉 槳 轉 速：７４０ｒ／ｍｉｎ），可 提 升 式 膜 片 曝 氣 器５４組，單 組 曝 氣 量 為２～６ｍ３／ｈ。甲 醇 投 加 量 約 為１６０ｍｇ／Ｌ（甲 醇 與 氮含 量 比 例２．４７:１計 算，結 合 以 往 工 程 經 驗 設 計 一定 余 量），高 效 菌 酶 復 合 載 體 投 加 量 約 為３ｔ，反 硝 化菌 劑 投 加 量 為５０ｋｇ。

３改 造 后 運 行 效 果

３．１采 樣 點系 統 設 備 安 裝 完 畢 后，為 考 察 改 造 后 對 污 染 物的 去 除 效 果，２０１９年９月開始對系統進行調試。３．２ＴＮ指 標 分 析調試過程中，為使微生物逐漸適應廢水環境，進水水量采用逐步提升的方式，前期減少的廢水進水量（剩余廢水直接排放至ＳＢＲ池），并采用清水補充。如圖４和圖５所示，①～⑥區域的進水量 依 次 為１、２、３、４、５、６ｍ３／ｈ，所需清水補充量為５、４、３、２、１、０ｍ３／ｈ。調 試期間，未被處理的廢水部分排入廠區內事故池，部 分直 接 排 入ＳＢＲ池。因 生 產 原 因，進水水量和廢水污染物的濃度不穩定，呈 現 波 動 狀 態。由 圖４可 以 看 出，隨 著 工 程 調試的 進 行，進 水 水 量 逐 漸 提 升，中 間 水 池１中 的ＴＮ含量隨之呈現出波動上升的趨勢，說明進入系統中的ＴＮ總 量 逐 漸 增 加。

3．３ＳＶ３０、ｐＨ和ＣＯＤ指 標 分 析調 試 時 期ＳＶ３０、ｐＨ和ＣＯＤ的指標檢測結果見表２。生物增效脫氮池中的ＣＯＤ含 量 在 不 同 區 間略有 波 動，①～⑥成波動上升的趨勢，可 能 原 因 為 甲醇 投 加 量 逐 漸 增 加，使 得 生 物 增 效 脫 氮 池 的ＣＯＤ呈 現 上 升 趨 勢；好 氧 沉 淀 池 和ＳＢＲ池 的ＣＯＤ含 量較 生 物 脫 氮 池 明 顯 降 低，說明剩余甲醇在好氧沉淀池 和ＳＢＲ池 得 到 降 解，且③以 后，ＳＢＲ池ＣＯＤ濃 度均 在５０ｍｇ／Ｌ以 下，達 到 排 放 標 準；由 生 物 增 效 好氧池 中ＳＶ３０的 變 化 趨 勢 可 知，調 試 期 間ＳＶ３０逐 漸 增大，生 物 量 的 逐 漸 增 加，生 物 脫 氮 能 力 也 隨 之 增 大；中 間 水 池１、生 物 增 效 脫 氮 池 和 生 物 增 效 好 氧 池 的ｐＨ均 在６～９，因 生 物 反 硝 化 作 用 可 產 生 堿 度，經 生物 增 效 脫 氮 池 后，廢 水ｐＨ略 有 升 高。

４社 會 經 濟 效 益 分 析綜 合 工 程 實 際 情 況，該 改 造 工 程 總 投 資 約１２０萬 元。改 造 工 程 正 常 運 行 后，電 價 按０．７０元／（ｋＷ·ｈ）計，設 備 有 功 功 率６．７７ｋＷ，新 增 電 費 約 為０．５７元／ｍ３；反 硝 化 藥 劑 費 用 為３．７元／ｍ３。因 此，改 造 后 運 行 費 用 為４．２７元／ｍ３。此 廢 水 處 理 站 改 造 工 程，在 最 大 程 度 利 用 現 有構 筑 物 的 前 提 下，采 用 生 物 增 效－反 硝 化 菌 劑，使 得改 造 后 出 水 指 標 可 達 標 排 放，為生物脫氮技術工藝的 改 造 提 供 借 鑒，推 廣 應 用 前 景 良 好。

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