特种聚氨酯项目废水处理装置工程设计

摘要：聚氨酯是世界六大合成材料之一，该工艺生产过程中各个生产装置及辅助装置产生的废水COD浓度高，且容易受生产装置生产影响导致水量、水质变化波动较大。本文项目中的生产废水用混凝沉淀、芬顿反应、调节等预处理手段，之后经过水解酸化+缺氧+好氧生化处理后，进入沉淀池经沉淀后外排，废水必须满足广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB4426—2001）第二时段二级标准要求。

关键词：聚氨酯废水；芬顿反应；生化处理；工程实例

1案例概况

本项目废水处理装置的废水来源种类繁多，共计有15股废水，其中需要处理的有13股废水：包括7股水性树脂废水、3股聚氨酯树脂废水、生活污水、初期雨水以及质检废水，循环水排污水与脱盐水浓排水可不需处理，进行直排。废水处理按照（一期+二期）设计，土建同时设计施工，设备按（一期和二期）废水处理需求分批购买，设备选型上需满足一期的正常运行，以及上二期（增加相应设备）后的正常运行。处理规模设备按一期12.91m3/h配置，土建按二期19.29m3/h设计。废水处理采用分类收集、分类处理的原则，采用混凝沉淀、芬顿反应、调节等预处理工艺，之后经过水解酸化、缺氧好氧处理，再经过沉淀池沉淀后外排。下面将从该工艺设计为切入点，分析废水处理的工艺流程以及各工艺单元的主要设计参数和功能。

2设计进、出水水质

本项目废水主要来源于水性树脂废水、聚氨酯树脂废水及生活水、初期雨水、质检废水。本项目废水（一期+二期），需生化处理的总水量为：462.88m3/d，即19.29m3/h。本项目废水（一期），需生化处理的总水量为：309.88m3/d，即12.91m3/h。各股废水来源及进水水质如表1所示。通过上表可以看出，生产废水中水性树脂中的COD浓度比较高，聚氨酯树脂废水COD浓度相对较低，其他外排废水数据极低，满足直接排放要求。根据业主招标文件及后续要求，污水排放具体指标：COD≤150mg/L；磷酸盐≤1.0mg/L；pH：6~9；BOD≤30mg/L；SS≤100mg/L；NH3-N≤15mg/L；石油类≤8mg/L。具体排放标准还需满足广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB4426—2001）第二时段二级标准。

3工艺设计

3.1预处理系统

聚氨酯树脂废水首先进入芬顿氧化脱色后进入综合废水2调节池然后进入生化系统进行处理；水性树脂废水（①②③④⑤）进入综合废水1调节池混合后首先进行物化反应（混凝/絮凝/沉淀），沉淀后上清液进上清液收集池收集后提升进入上清液过滤器进行过滤后进入综合废水2调节池进行后续生化处理；水性树脂废水（⑥⑦）以及生活污水、质检废水、初期雨水以及事故水直接进入综合废水2调节池然后进入生化系统。经预处理后的水进入综合废水2调节池，调节池目的是水质水量的调节，保证水质的完全混合均匀，以及水量的均化，减小对后续处理设施的冲击负荷。综合废水2调节池处理流量一期为309.88m3/d，二期为462.88m3/d，每天按24小时处理时间考虑，设计流量按13m3/h计（一期）、20m3/h计（二期）考虑，其中土建设计按二期考虑，设备配置尽可能按一期考虑。综合废水调节池2容积按照38.46h（一期）\25h（二期）考虑。

3.2主体生化处理系统

生化系统采用水解酸化+缺氧+好氧+二沉的工艺，调节池废水经泵提升进入水解酸化池，通过水解，大分子、难降解的有机物可以被分解成小分子、易降解有机物，提高废水的可生化性，从而缓解好氧池中好氧微生物的压力，对好氧池处理污染物极为有利。水解酸化池设计1座2格，总容积按照21.3h（一期）\13.8h（二期）考虑，设置pp材质填料，进水采用穿孔管均匀布水。水解酸化池出水进入A/O池，大量的有机物在此得到去除，好氧池泥水混合液进到二沉池进行固液分离，二沉池上清液进入调节外排池外排，二沉池一部分污泥回流至好氧池保持好氧池污泥浓度。缺氧池1座2格，总容积按照20h（一期）\13h（二期）考虑，设置2台不锈钢潜水搅拌机。缺氧出水进好氧池，好氧池采用可提升式曝气器，具有维修操作方便，处理效果好的优点，设计停留时间77.2h（一期）\50.2h（二期），整个好氧段设置2台鼓风机，用于提供溶解氧，单台风机风量9m3/min，在充足氧气的情况下，微生物生长情况良好，依靠微生物的新陈代谢和不断繁殖，达到去除废水中COD的目的。同时考虑好氧池曝气可能产生的泡沫情况，在好氧池四周设置水力喷淋消泡措施。

3.3污泥处理系统

来自一体化反应沉淀装置和芬顿反应一体化装置以及二沉池的剩余污泥进入污泥浓缩池，然后由泵提升至板框压滤机进行污泥脱水，脱水后的泥饼外运处置，污泥浓缩池上清液及压滤机压滤液流回到综合废水2调节池重新处理。脱水后的污泥含水率在80%左右。泥饼最后的处置交由业主委托有资质的单位进行处置。

3.4加药系统

整个废水处理系统运行过程中，必须投加相应的水处理药剂。在本工程中需要用到的7种药剂，酸、碱作用为调节废水pH值；PAC、阴离子PAM用于混凝反应；阳离子PAM加药系统，用于污泥调质，增强污泥脱水性能，H2O2、Fe2SO4用于芬顿反应脱色。

4实际运行情况

4.1水质达标情况

本项目自2016年6月试运行开始，已稳定运行四年，出水COD指标符合合同要求排放标准。具体结果如表2所示。备注：水性树脂废水是指混合后水质1，其他废水是指混合后水质3。项目自6月份试运行以来，出水数据偏高，但是仍能满足排放要求，经过一个月的调试，自7月份开始，数据稳定且较开始时下降了10%左右，完全可控。

4.2运行成本的预算控制

本项目工程一期处理水量为12.91m3/h，日常运营成本组成：每日电耗为1869kW•h，平均电价按0.8元/kW•h计，处理吨水的电费是4.82元/m3；投加的各类药剂费每日消耗费用为600元，药剂费是1.94元/m3；本项目需要操作人员10人，人均工资按每人每月6000元计算，则人工费为6.45元/m3，污泥处置费约7.86元/m3，自来水费主要是溶解药剂用水，吨水处理费0.03元/m3，运行成本合计为21.1元/m3，相对来说运行成本比较高，主要是项目水量少，二期考虑比较多，一期设备配置有富裕，导致整体运行成本较高。

5结束语

目前有不少工业企业面对面广量大的污染治理，仍然着眼于末端治理，总是千方百计在末端治理上下功夫，忽视了源头减污、治污，导致废水量大、废水浓度高、治理难度大、工程投资大、运行费用高，实践证明这是一种“死后验尸”“治标不治本”的被动消极的治污模式，必须抛弃，因此，废水处理必须立足于源头。该项目虽然聚氨酯废水产量比较小，但是，企业从源头控制，废水分类收集，分类处理，针对分类收集的废水，分别设置相对应的处理工艺，降低了废水处理难度及运行成本，本项目的处理工艺具有运行可靠，处理效率高，操作方便，可以保证处理后的废水达标排放。

作者：吴术静 单位：上海金源维拓环境保护设备工程有限公司