工业园区废水处理及再生利用基本技术探讨 6页

工业园区废水处理及再生利用基本技术探讨余、金申（浙江工商大学环境科学与工程学院浙江杭州310018浙江省工业环保设计研究院浙江杭州310012）工业园区起源于20世纪六七十年代西方工业化国家，之后成为发展工业和高新技术产业的重要载体。我国白改革开放30余年來，工业园区发展迅速，工业园区经济己成为推动地区经济发展的增长极。但是,某些集聚了严重污染工业门类的园区废水是重要的污染源Z一。为了实现工业园区的可持续发展，应十分重视工业园区废水处理及再生利用。工业园区废水组成•般工业园区废水山工业废水、生活污水和其他废水组成。1、工业废水工业废水是指园区工业生产过程中所产生的废水和废液，其中含有随废水流失的工业原料、辅料、化学品、中间废物、副产品以及生产过程中的各类有机和无机污染物。工业废水所含的污染物成分因园区门类而异。某些工业园区废水（如制药、化工、造纸、印染、制革、电镀等）含有有毒有害物质，对环境和人体健康危害性大。2、生活污水生活污水是指园区各类生活设施和公共建筑排出的污（废）水。生活污水含有无机物质（如氯化物、硫酸盐、磷酸盐以及钾、钠、钙、镁），有机物质（如糖类、脂肪、蛋白质、尿素），此外还含有微量金属元素与洗涤剂等。3、其他废水其他废水是指生产设备冷却排放水、地而冲洗水，道路冲洒水、热力系统冷凝水、锅炉除尘和脱硫排水以及冲灰废水等。生产车间地面冲洗水往往含有残余的原、辅料等污染物质,一般均排入生产废水系统。热力系统废水可作为余热利用。除尘和脱硫废水常呈酸性，冲灰废水含有大量灰分，一般对经局部处理后排入园区生产废水处理系统。工业园区废水处理特点1、废水来源的广泛性和污染成分的多样性工业园区废水山各个工业企业排出的废水组成。山于各企业的工艺生产条件、产品品种、生产设备、管理水平等不同，废水排放状况亦不尽相同。因此，必须经综合分析论证后才能确定工业园区综合废水排放量和废水水质。某些工业园区所占的地域大，工业企业布局范围广，园区废水中还包括相当数量的市政污水n例如，位于我国沿海地区的某些化工工业园区，规划而积约35km2,园区废水处理规模为30万其中园区生活废水量约为20%=山于生活污水的B/C比值较高，含有微生物生产所需的N、P等营养物质，因此工业园区废水处理厂接纳了生活污水后有利于提高生物处理效率。2、废水水质的复杂性工业园区的废水水质比单一工业企业废水水质复杂。表1和农2分别为某印染工业园区和精细化工工业园区的废水水质纽成，从表中可以看出，工业园区综合废水水质同齐个（类）企业的排放水质均有差异。农1某纺织印染工业园废水水质纽成企业序号主要产品废水量pHbod5(mg/L)TSS(mg/L)COD(mg/L)色度（倍）nh3-n(mg/L)TP(mg/L)平均(m'/d)最高(m3/d)1地毯3607605-822050076040020n2印染绸370045106-9400300900-1000500403棉纱、化纤染色3607206-10280350470280104棉纱、化纤染色2704606-103003008403007.34.55高档家纺面料染色350045006-9250300850400106散毛染色100012506-840017090045010综合废水6-1035()300100045025<5表2某精细化工工业园区废水水最水质组成行业名称企业数废水呆(m'/a)废水量所占比例(%)COD产生量(t/a)COD产生量所占比例(%)染料化工22827872047.228657.254.62医药化工2117139189.782252.714.21纺织、印染28573930132.743376.721.31其他企业39180023110.271561.99.86合计1101753217010015848.51003、废水排放要求的芳异性工业园区废水排放要求山排放条件而决定。有的工业园区废水视当地排放条件，可以经预处理后纳入市政污水系统一•并处理，一般废水排放要求按《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的三级标准确定。有的工业园区成分废水复杂，浓度多变，1L具有难生物降解和毒物污染，根据当地排放条件，也可能执行工业行业水污染物排放标准或者《污水综合排放标准》(GB897&1996)的一级或二级标准。还有的工业园区位于环境敏感区或环境承载能力脆弱地区，对排放废水的COD、SS、NH3・N、TN、TP等指标均有更加严格的要求，贝II有可能按当地排放条件执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB1891*2002)的—级A标准，或者执行柑关工业行业排放标准规定的水污染物特别限值标准。不同的排放标准将影响工业园区废水处理程度、处理工艺、建设投资和运行成本等。4、废水处理技术的全而性-般工业园区废水的有机污染物浓度高，可生化性差，水质复杂，有时还含有毒性污染物，所以，不能简虹地按城镇污水处理的思路确定废水处理技术。根据原水水质、排放要求和纳污条件，工业园区废水处理一般包括机械处理，生物处理和深度处理。所要求的处理技术包括生物、物化、化学氧化等。当原水有机物浓度较高，可生化性差，BOD/COD比值在0.3以下时，经常采用厌氧水解酸化预处理。当废水中含有较高浓度的NHyN和磷酸盐时，需要釆用具有脱氮除磷功能的废水处理方法。纺织印染工业园区废水还应釆用脱色处理工艺技术，等等。此外，为了满足卫生学指标要求，工业园区废水处理出水需进行杀菌消毒处理。园区废水排放要求有特别规定时，有可能采用膜生物处理和活性炭吸附等深度处理技术。5、废水处理回用的可行性和必要性工业园区范围相对集中，在供水管网设置上，根据用水用途有利于实行分质供水，可分n别设置给水管网和中水管网。同吋，园区内企业生产产品、工艺生产、用水水质要求的差异性，亦为园区废水处理冋用提供了可能性。所以，工业园区特别是生态工业园区为水资源的充分有效利用提供了条件，有必耍在工业园区废水处理规划、设计和建设时，同时考虑废水再生冋用，并通过分质供水管网予以实施。三、工业园区废水处理基本技术1、推行清洁生产技术控制源头污染推行清洁生产技术是防治工业园区污染的必然选择。通过清洁生产可以从源头预防和削减工业园区废水处理的污染负荷，减小工业园区废水处理的床力和难度，减少园区废水处理的投入，为园区建设带来效益。2、分质收集和预处理分质收集和预处理是实现园区废水处理设施止帘运行的关键，其中包括高浓度废水、重金属和有毒废水分质收集和预处理，拦截泥沙和大颗粒杂质，中和，防治冲击负荷和设遗足够的调节容昴设施，以及有效的预处理监督和预警系统等。通过分质收集和预处理可以去除废水中有碍于后续处理的物质或消除某些影响因素。3、厌氧水解酸化厌氧水解酸化能够实现难生物降解有机物的转化。在丿犬氧水解酸化阶段通过分子结构的改变，如断链、裂解、开环、还原、基团取代等，使结构复杂的难生物降解的高分子有机物转化为结构较简单的较易生物降解的低分子有机物，从血改善废水的可生化性和脱色效果。一般工业园区废水水质复杂，在水解酸化池中设置载体填料增加微生物种类和数量，可提高不同的有机污染物降解效率。4、好氧生物处理工业园区废水水量大，水质复杂，变化大，要求处理程度高，为此，好氧生物处理以采用活性污泥法为多，包括A/0法、氧化沟法、AB法和按吋间分割的间歇式活性污泥法（SBR）等。A/O法在缺氧、好氧交替运行的条件下可抑制丝状菌繁殖，克服丝状菌污泥膨胀，好氧段的活性污泥性状好，处理效果较好，操作管理较简单。因此，在工业园区废水处理中得到较广泛应用。间歇式活性污泥法的处理构筑物结构紧凑，占地面积小，在操作上可实现自动程序控制等，但是，山于进水处理时间相对较短，若废水中含有较多的有毒有害难生物降解物质时，则不易得到充分降解，从而影响生物处理效果，在工业园区废水处理中宜有条件地应用。生物接触氧化法同吋具有活性污泥法和生物滤池法的特点，能经济有效地、无副作用地生物降解有机污染物。同吋山于生物接触氧化法的接触填料上栖息生长着大量兼氧微生物,有利废水的硝化和反硝化。因此，生物接触氧化法在工业园区废水处理中，特别是在水质较为复杂、可生化性较差的中小型工业园区废水处理中亦可有条件地应用。5、脱氮除磷某些工业废水，如化工废水、食品废水、屠宰废水、发酵工业废水等，均含有较高浓度的NH3-N或者P,这类工业废水纳入工业园区废水后致使园区废水的TN、NH3-N和TP的含量提高。有些工业园区废水除工业废水外，还纳入一定比例的生活污水，这固然有利于园区废水生物处理，但须按市政污水处理要求进行脱氮除磷处理。在工业园区废水处理中，为了适应复杂的废水水质处理要求，根据需要可以将活性污泥法同生物接触氧化法相结合，先经过活性污泥法处理，而后再串联生物接触氧化法处理，GP泥一膜法结合。这样可以优化好氧生物处理系统内微生物种类纽成和数量，提高系统对有机污染物的去除效率和硝化反硝化能力，可以収得较好的去除NH3-N和脱氮的效果。四、工业园区废水深度处理再生利用基本技术n2008年以來，环境保护部陆续颁布了一系列工业水污染物排放标准（新标准），以代替n原有的工业水污染物排放标准（原标准）。新标准同原标准相比较，提高了水污染排放限值,尤其是对COD和氨氮指标有了更加严格要求，新标准対国土开发密度较高、生态环境脆弱、易发生严重水环境污染地区设定了水污染物特别排放限值的规定。为此，我国工业园区废水处理面临着经二级生物处理后再进行深度处理的要求。工业园区废水深度处理包括进一•步去除NH3-N、TN、TP、有机污染物（COD、BOD5）、悬浮物（SS）、微生物（细菌、病毒）等，以及不同的工业门类废水所需去除的英他污染物项目，如重金属离子、色度、可吸附有机卤素等。如果要进行废水再生冋用，则还须根据冋用水用途去除溶解性无机物与盐类。-般工业园区废水深度处理去除污染物项日和主要的工艺技术如表3。农3工业园区废水深度处理去除污染物项目和技术去除的污染物有关指标主要处理技术有机物悬浮物SS、VSS混凝沉淀、气浮、过滤溶解状态BOD5、COD、色度混凝沉淀、气浮、活性炭吸附、臭氧氧化、氯氧化（ClO2、NaOCl等）植物性营养盐类氮TN、NH3-N、NO2-N、no3-n生物脱氮（MBR）等磷TP、PO4-P生物除磷（MBR等）、混凝沉淀微昴成分溶解性无机物、无机盐类电导率、Na、Ca、Cl等离子反渗透、纳滤、电析筹微生物细菌、病毒臭氧氧化、消毒（C1O2>NaOCK紫外线等）采用物化方法对工业园区废水深度处理时，宜将混凝沉淀（气浮）同过滤联合使用可收到良好的处理效果。例如，某造纸工业园区二沉池出水水质平均值为：CODWlOOmg/L,SSW10mg/L,要求深度处理再生冋用水水质为：COD^60mg/L,SSW10mg/L,采用混凝沉淀—过滤，混凝气浮一过滤和曝气生物滤池三种不同的工艺处理技术进行试验，对COD的去除效果如表4。在进水条件基本相同情况下，采用混凝沉淀一滤布滤池技术的COD去除率为40%-42%,混凝气浮-砂滤技术的COD去除率为40%-46%,曝气生物滤池的COD去除率为30%・35%。试验表明，该造纸工业园区废水深度处理采用混凝沉淀（气浮）一过滤的组合技术处理效果优于单一•的过滤技术。农4不同深度处理技术的COD去除效率序号深度处理技术COD(mg/L)进水出水去除率％1混凝沉淀一滤布滤池100-12560-7040-422混凝气浮一砂滤80-15050-8040-463曝气生物滤池80-14555-11030-35活性炭吸附能去除生物处理中不能去除的某些溶解性有机污染物，以及部分重金属。在废水生物处理池（曝气池）中或者在二沉池出水中投加粉末活性炭，是一•种比较简单易行的活性炭吸附方法。生物处理池中投加粉末活性炭后可以改善活性污泥性状，提高污泥浓度,提高污泥负荷和对有机污染物的去除效率。有试验表明在进水COD浓度大于30mg/L条件n下，粉末活性炭对COD的绝对吸附量大于lOmg/L,但是粉末活性炭的投加、反应分离和持续吸附等需要通过专门的装置來实现。工业园区废水深度处理的膜处理技术（MBR、UF、RO、NF等）、臭氧氧化技术、消毒技术等，同相应的工业废水深度处理相同。一般工业园区废水深度处理采用膜处理技术应经过试验验证，以确定合理的包括预处理在内处理流程，取得可靠的设计参数后经技术经济比较后再进行工程后应用。