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图3中给水排水Vol.39No.6201363综合废水和高浓度有机废水处理过程中,设有两级pH调节池,调整pH至8.5~9,确保后续生化处理系统正常运行;同时对进入生化处理系统的废水进行在线监测,若pH或铜离子超过预设值(pH=8.5~9,Cu2+<2mg/L),则将废水返回至相应调节池、废液池或预处理段中。设计厌氧处理规模2400m3/d,缺氧处理为8000m3/d,好氧处理8000m3/d。该工艺具有同时去除COD、铜离子和NH3—N的能力。
厌氧池分2组建设,单组尺寸为10m×15m×5m,采用钢筋混凝土结构、内衬玻璃钢防腐,脉冲进水保持厌氧池中的厌氧污泥呈悬浮状态,设计水力停留时间14h,在提高废水可生化性的同时,利用厌氧微生物的分解酶,彻底破除综合废水中的螯合剂和络合剂,使其失去螯合与络合能力;缺氧池采用潜水搅拌,DO保持在0.5mg/L左右,经污泥回流,通过缺氧池进行反硝化脱氮处理,设计缺氧池2座,单池尺寸14m×15m×5.5m,水力停留时间为4h;好氧池分为一级(12.5m×15m×5.5m)、二级(3.5m×6.5m×4.5m),合建,控制MLSS为3000~5000mg/L,HRT为12h。
根据试运行结果,由于进水浓度低,厌氧、好氧反应期间对污染物的去除受限,难以去除部分胶体物质。因此,后续设置1座3m×6.25m×5.5m混凝池、2座3m×6.25m×5.5m絮凝池及表面负荷为80m3/(m2˙d)的22m×22m×5.5m沉淀池,投加混凝剂强化整个系统的处理效果,进一步保证处理出水的水质。
参考实际运行的经验,该处理系统还设有生化处理应急措施:若污染物冲击负荷造成生化处理效果下降,则通过每周添加少量的营养剂,补充微生物生长所需的微量元素,可获得良好的有机物去除效果,并提高微生物的抗冲击负荷低能力,有力地保证了生化处理系统的稳定运行;同时,适当控制进水水质,降低进水的冲击负荷,一般1d左右便可恢复微生物的活性。
3.2.4、污泥处理系统
污泥处理选择浓缩—脱水的处理工艺,根据千灯火炬废水处理厂的水质情况,脱水干泥的平均产量约为10t/d。
3.2.5、尾水深度处理
为保证吴淞江千灯段的水质达标,根据工业园区生产废水排放量大、污染物总量高的特点,对废水处理厂尾水进行有针对性地深度处理。
工程中采用1#、3#人工潜流湿地和2#、4#人工表面流湿地交替配置方式,能有效去除废水中的有机污染物和部分重金属,设计近期处理规模为1万m3/d,占地74.4亩(1亩≈667m2),见图5。
1#潜流湿地主要去除COD等有机污染物,占地面积7189m2,采用大阻力配水系统布水,以土壤过滤为主要处理方式,平均水深0.8m,主要种植芦苇、空心莲子草、风车草及适量乔木、灌木;2#表面流湿地主要去除铜离子,占地面积12468m2,平均水深0.6m,主要种植凤眼莲、芦苇、鸭舌草、风车草以及适量金鱼藻;3#潜流湿地主要去除NH3—N等富营养化污染物,占地面积10200m2,采用小阻力配水系统布水,以土壤水平浸流为主要处理方式,平均水深0.8m;4#表面流湿地主要去除残余有机污染物,占地面积12420m2,平均水深0.6m,主要种植荷花、风车草及适量养殖食草性鱼类等。同时,为强化管理,配套设置用于收获植物晒干、粉碎、打包、储存后处理车间及道路等设施。
4、运行效果分析
新建火炬废水处理厂2011年的运行效果如图6所示。
研究表明,生活污水排放的COD较为稳定,企业生产废水排放的COD波动很大,长达一个多月的COD严重超过接管设计的500mg/L限值,最高达到4000mg/L以上,其主要原因在于部分企64给水排水Vol.39No.62013业内部预处理系统不完善,未达到接管标准,但经过生化处理系统后出水COD稳定在26~50mg/L,出水水质完全达到尾水排放标准,同时,由于进入生化处理系统的TP浓度较低,系统去除率为60%~80%,尾水TP浓度低于0.5mg/L;而系统NH3—N处理率达到90%以上,出水NH3—N小于1mg/L,远低于尾水排放限值的5mg/L。
此外,生化处理阶段通过投药式活性污泥法,利用厌氧菌的分解酶,彻图6火炬废水处理厂处理效果底破除废水中剩余的螯合、络合物,再经混凝沉淀尾水Cu2+可进一步降低至0.18~0.3mg/L,可达标排放。随着尾水深度处理的人工湿地植物长势渐好,出水水质逐渐趋于稳定,且出水受进水水质的影响较小,出水水质监测指标COD、pH、TP、NH3—N、总铜皆达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)IV类水质标准。
千灯火炬废水处理厂建设投资3192万元,运行费用主要包括电费、人工费和药剂费3部分,处理规模8000m3/d,运行成本为6元/m3。废水处理厂运行后,测算每年可减排COD为1226.4t、NH3—N为57.83t、TP为2.45t、铜离子为4.07t。
5、结语
采用预处理-厌氧-缺氧-投药式活性污泥法工艺适宜处理PCB废水,系统运行抗冲击负荷能力显著,出水水质稳定,经调试运行后,火炬废水处理厂尾水可达到《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》(DB32/T1072—2007)的相关标准。
尾水经过表流和潜流交替人工湿地后,出水可稳定达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)IV类水质标准,有力保障了吴淞江千灯断面水质的达标。在PCB工业园区废水综合处理的基础上,建议开展废水管理制度的相关研究,从管理层面并结合企业清洁生产、节能减排、绿色循环经济等方面进一步加强工业园区水环境治理的研究与开发,实现区域经济可持续发展与区域水环境保护的共赢。
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