在化工行业里,废水处理一直都是个大难题。山东有一家生产聚酯的企业,他们产生的废水,那可完全是典型的化工废水,给废水处理工作带来了超级大的压力。
一、案例背景这家企业的生产废水,污染物浓度高得吓人。化学需氧量(COD)能达到 30000mg/L,这可比一般处理系统能承受的负荷高出 5 倍呢。而且废水里成分特别复杂,有对苯二甲酸、乙二醇酯这些大分子有机物。企业每天要处理 60 立方米的废水,还要求处理完后,出水的 COD 得小于 300mg/L。可原来的处理系统设计有问题,根本达不到这么严格的要求,处理后的水老是超标。所以,企业就对工艺进行了改造,搞出了一套分四个步骤的处理体系。
第一关:预处理 —— 给废水 “卸妆”
面对废水中漂浮的聚酯颗粒和胶体污染物,改造的首战锁定混凝气浮工艺。
混凝反应:在废水中投加 PAC(聚合氯化铝)和 PAM(聚丙烯酰胺)。PAC 水解产生的铝离子如同卫士,通过电荷中和,抵消胶体颗粒表面电荷,让颗粒不再相互排斥。接着,PAM 的长链分子发挥吸附架桥作用,像绳子一般,把脱稳的颗粒连接起来。最终,通过网捕卷扫,使微米级污染物凝聚成肉眼可见的絮体。
气浮分离:溶气系统释放出 30 - 50μm 的微气泡,这些小气泡仿若小气球,托举着絮体快速上浮。刮渣机定时清理浮渣,将水面清理干净。
经此工艺处理,悬浮物去除率显著,COD 削减效果良好,大大减轻了后续工艺负担。
为进一步对付难降解有机物,增设铁碳微电解装置。铁屑与活性炭在酸性废水中形成数千个微型原电池,电子流如同剪刀,将大分子有机物 “撕碎” 为小分子。如此一来,废水的 B/C 值(可生化性)得以提升,微生物对这些小分子物质的 “食欲” 大增,为后续生化处理创造了有利条件。
第二关:生化处理 —— 微生物的 “饕餮盛宴”厌氧先锋:UASB 反应器
在处理站里,有一座 12 米高的钢铁巨兽,即 UASB 反应器,它藏着处理站的 “核心科技”。
颗粒污泥:数百万甲烷菌紧密抱团,形成 1 - 3mm 的颗粒。这些颗粒沉降速度快,且耐毒性极强,如同训练有素的特种兵,能在恶劣环境中顽强作战。
三相分离:反应器顶部的装置十分神奇,能将沼气、废水、污泥自动分流。在此过程中,COD 去除率颇高,日均产生的沼气可满足厂区部分供热需求,实现了能源的回收利用。
处理效果显著:进水 COD 经 UASB 反应器处理后,大幅下降。
好氧收官:四级生物接触氧化
填料革命:采用聚乙烯多孔填料,其比表面积大,微生物附着量远超传统活性污泥法。这就如同给微生物提供了一个更大、更舒适的家,让它们能更好地生长和工作。
阶梯降解:采用四级串联设计,废水依次经过这四级处理。COD 和氨氮浓度逐步降低,每一级都如同一个关卡,逐步净化废水。
抗冲击秘籍:装置内还内置了在线 DO 监测仪,它如同智能小助手,能实时调节曝气强度,应对水质波动,确保处理过程稳定。
经过好氧处理后的出水,仍残留一定量的 COD。此时,臭氧氧化成为最后一道防线。
自由基攻击:臭氧(O₃)在催化剂作用下生成羟基自由基(・OH),其氧化电位极高。这些羟基自由基如同超级战士,具有强大攻击力,能将苯环、酯键等顽固分子彻底矿化,使其从废水中消失。
智能控制:根据出水 COD 自动调节臭氧投加量,确保最终出水 COD 稳定达标。通过这种智能控制,既保证了处理效果,又避免了资源浪费。
三、改造成效:环保与经济的双赢处理能力大幅提升:改造后处理站的处理能力显著增强,不仅能满足当前需求,还为未来扩产预留了空间。
运行成本显著降低:吨水处理费用相较于改造前明显下降,大大减轻了企业的运营成本压力。
能源回收成效显著:沼气发电带来可观收益,有效抵消了部分运行能耗,实现了能源的高效利用。
土地利用效率提高:采用立体化设计,在有限的空间内极大地提升了处理效率,占地面积大幅节省。
预处理决定上限:对于高浓度废水,必须强化物化预处理。若预处理不到位,后续的生化系统将如无地基的高楼,必然崩溃。
厌氧不可替代:UASB 等高效厌氧工艺在处理高 COD 废水方面,具有突出的性价比优势,是不可或缺的环节。
智慧化运维:加装水质在线监测与自动加药系统,可大幅降低人工成本,显著提高处理站的运行效率和稳定性。
目前,处理站正在试验电催化氧化技术,计划将 COD 排放标准进一步提升。同时,还在探索废水中有价单体的回收利用,真正实现 “变废为宝”,为环保事业和企业发展开辟新的道路。
聚酯废水处理站的改造实践充分证明,环保投入并非成本黑洞,而是技术升级的契机。通过 “物化破毒 - 生化吞噬 - 深度净化” 的技术组合,高浓度废水处理难题得以有效解决。