化工园区废水处理混凝沉淀-A2/O-过滤工艺
化工园区废水处理对于水污染控制越来越重要。 以江苏省太湖流域为例，流域内有化工企业5000家，每年排放化工废水约1.4亿立方米。 化工园区企业排放废水水质复杂，具有水质水量变化大、难降解、有毒、盐度高、可生化性差等特点。 它是典型的有毒、有害、难降解的工业废水。
目前化工园区废水处理方法有零价铁、膜生物反应器、气浮、微电解工艺等，这些单项工艺存在运行成本高、处理效果不稳定、易产生二次污染等问题。 胡大强等. 采用了以预处理-A2/O-混凝沉淀为主体的改进中试工艺路线。 运行结果表明，当进水平均为/L、/L时，出水/L、NH3-N15mg/L满足设计要求。 。 李东升等采用物理化学法（铁碳微电解、催化氧化）对高浓度废水进行预处理，然后采用水解酸化-A/O工艺处理混合废水。 结果显示，处理后水COD低于500mg/L，氨氮低于35mg/L。 出水水质满足接管要求，预处理工艺COD去除率达到64%，硝基苯去除率达到94%。 吉珍等. 采用物理化学预处理-UASB-水解酸化-生物接触氧化-活性炭生物滤池工艺处理某公司化工废水。 结果表明，预处理工艺可显着降低高浓度废水的COD和含盐量，整个工艺处理出水水质良好。 满足收购要求。
化工园区废水处理工艺有待进一步优化。 一方面，排放标准的严格执行对化工园区废水处理提出了明确要求； 另一方面，由于化工生产过程中所用原料的复杂性以及生产工艺的不断改进，化工废水的浓度和成分也日益复杂。 本文以江苏某化工园区废水为研究对象，通过一体化工艺设计探讨该系统的处理效果，为类似废水处理提供参考经验。
一、项目概况
江苏某化工园区产业以生物医药和氟化工为主，重点发展新药、医药相关领域、附加值高、资源能源消耗低、具有国际先进水平的生物医药产业化项目，和生物技术领域； 重点发展氟化工下游产业包括高性能氟涂料、氟树脂等含氟材料。 目前园区内企业约40家，废水产生量约8000~/d。
1.1 设计进、出水水质
化工园区污水处理厂进水水质按照园区接管标准确定，污水处理厂出水执行《太湖地区城市污水处理厂重点行业废水排放限值》 (DB32/1072-2007)标准。 设计规模为10000 m3/d，设计进出水水质见表1。
1.2 工艺流程
工艺流程如图1所示。
1.3 主要结构及设备
(一)调整池。 3栋，地下钢筋混凝土结构。 总容积。 分别收集高浓度废水、低浓度废水和生化废水。 管道泵3台，型号IHF80-65-125； 潜水排污泵2台，型号-413，N=5.5kW。 3台管道泵，型号80-160。 3个超声波液位计。
(2)混凝沉淀池。 2栋建筑，半地下钢筋混凝土结构。 外形尺寸13.25m×3.5m×4.7m，表面荷载0.65m3/(m2·h)。 外围传动刮泥机2台，PAM、PAC、氯化钙加药系统各1套。
(3)厌氧水解池。 塔楼1、2组，半地下，钢筋混凝土结构。 整体尺寸67.5m×40.6m×6.2m，HRT约36h，推流器8台。
(4)二沉池。 2号塔，半地下，钢筋混凝土结构。 采用中心进、周边出的辐流式沉淀池。 外形尺寸：φ28m×6m。 外围驱动刮泥机2台，污泥回流泵4台，型号-450。
(5)缺氧池/好氧池。 塔楼1、2组，半地下，钢筋混凝土结构。 外形尺寸：36.9m×18.9m×6.2m。 总停留时间为33.4h，其中缺氧停留时间约为8.8h，好氧停留时间约为24.6h； 推流器8台，混液回流泵3台，微孔曝气器1套。 鼓风机3台，Q=28m3/min，P=45kW； 鼓风机2台，1用1备，Q=12.7m3/min，P=18.5kW。
(6)沉淀池3个。 2号塔，半地下，钢筋混凝土结构。 外形尺寸：φ28m×5.92m。 地面水力负荷为0.35m3/(m2·d)。 2台中央驱动刮泥机； 4个污泥回流泵。
(7)快速过滤器。 1号塔，半地下，钢筋混凝土结构。 单座外形尺寸10.9m×10.9m×4m，过滤速度5m/h。
(8)物化污泥池。 1号塔，半地下，钢筋混凝土结构。 外形尺寸：φ8.0m×4.3m。 2台污泥泵，N=5.5kW。
(9)生化污泥池。 1号塔，半地下，钢筋混凝土结构。 外形尺寸：5m×5m×4.5m。 2台污泥泵。
(10)脱水机房。 1房，地上，框架结构。 外形尺寸：22m×12m×4.5m。 2台压滤机； PAM加药装置1套； 输送机1套。
1.4 分析方法
1.4.1 一般指标分析
COD、氨氮、总氮、总磷等参见《水和废水监测分析方法》。
1.4.2 气相色谱/质谱分析
GC/MS选用美国公司的三重四极杆GC/MS（GC/MS）。 色谱柱为30m×0.25mm×0.25mm，DB-35毛细管色谱柱，载气为高纯N2，流速0.8mL/min。 样品体积为1μL，分流比为2:1，进样口温度为250℃，检测器温度为280℃。
色谱柱加热程序如下：初始温度40℃，保温5分钟，以100℃/min升温至90℃，保温1分钟，在200℃/分钟升温至200℃。以5°C/分钟的速率，停留2分钟，然后以10°C/分钟的速率加热。 升温至230℃，保持0分钟，以5℃/min的速度升温至260℃，保持2分钟，最后以10℃的速度升温至280℃ /分钟并停留10分钟。
质谱分析条件为电子轰击电压为1.2kV，电子轰击能量为70eV。 质量扫描范围30~，搜索谱库为谱库，溶剂延迟5分钟。
1.4.3 三维荧光分析
使用F-7000荧光分光光度计测量三维荧光光谱。 Milli-Q超纯水用于空白校正。 激发波长(Ex)和发射波长(Em)的扫描范围分别为200~450nm和300~500nm。 激发与发射狭缝宽度为5nm，扫描速率为/min，扫描间隔为5nm。
2、治疗效果
2.1 常规指标去除效果分析
(1)进出水水质COD、TN、NH3-N、TP的全年变化。 该污水处理厂自2012年1月1日至2012年12月31日历时365天，水质结果如图2所示。
从图2可以看出，进水水质COD、TN、NH3-N、TP波动较大，而出水水质相对稳定。 1-5月，进水COD为50~800mg/L，部分数据超过进水500mg/L排放限值。 水质波动较大。 6-12月进水水质100~200mg/L； COD 产量处于平均水平。 浓度为29.2 mg/L，平均去除率为82.3%，表明混凝沉淀-A2/O-过滤工艺对COD去除效果较好。 1-4月和12月进水TN波动较大，峰值为87mg/L。 5月至11月，进水TN波动较小，浓度范围为10～20mg/L； TN出水浓度均小于15mg/L，平均浓度为6.4mg/L，平均去除率为69.3%，表明A/O工艺TN去除效果较好。 进水NH3-N浓度为2~25mg/L，出水浓度小于5mg/L，平均去除率为89.4%。 TP进水平均浓度约为0.3mg/L，出水平均浓度为0.12mg/L，平均去除率为69.7%。
(2)出水污染物累积频率分布。
出水污染物累积频率分布如图3所示。
从图3可以看出，根据《太湖地区城镇污水处理厂级重点行业废水排放限值》（DB32/1072-2007）的要求，出水COD达标保证率达到97.8% ，出水TN、NH3-N达标保证率分别达到100%，出水TP达标保证率达到100%。 可见，污水处理厂除磷效果良好且稳定。
2.2 GC/MS结果分析
废水处理厂各工艺单元GC/MS分析结果如表2所示。从表2可以看出，调节池废水中主要含有16种物质，其中酯类2种、酯类4种酮类2种、酸类2种、卤代烃1种、腈类1种、嘧啶类2种、酰胺类2种、苯衍生物2种，主要污染物为三溴甲烷、酰胺类。 沉淀池废水中含有12种有机物，其中酯类2种，酮类1种，酸类2种，卤代烃1种，嘧啶1种，酰胺类1种，酚类3种，和一种酒精。 预处理后有机物种类减少了4种，其中酮类3种、腈类1种、嘧啶类1种。 二沉池废水中有机物共8种，其中酸1种、卤代烃1种、嘧啶1种、胺1种、酚类2种、醇1种、烯烃1种。 经过厌氧水解处理后，减少了4类有机污染物，其中脂类2类、酮类1类、酸类1类、酚类1类。 三沉池出水共含有6种有机物，其中酸类2种、卤代烃1种、酚类2种、酯类1种。 A/O处理后减少了4种有机物，即1种嘧啶、1种胺、1种醇、1种烯烃，增加了2种有机物，即1种酸和一种酯。 废水中仅含有5种有机化合物，其中包括1种酸、1种卤代烃、1种醇、1种酯和1种酚。 出水中有机物成分明显减少，浓度降低，表明整个处理系统运行良好。
2.3 三维荧光结果分析
污水处理厂各工艺单元三维荧光如图4所示。
从图4可以看出，调理池特征荧光峰中心位置较近（λex/λem=230/340nm，λex/λem=275/310nm），其荧光溶解有机物主要成分是蛋白质（色氨酸、酪氨酸）。 废水经过混凝沉淀处理后，去除部分不溶物和悬浮物。 初沉池特征荧光峰中心在(λex/λem=230/340nm，λex/λem=275/310nm)附近，荧光物质溶解。 有性有机物的主要成分是蛋白质（色氨酸、酪氨酸）。 经过厌氧水解处理后，大分子蛋白质被酸化水解，特征荧光峰中心位置没有变化，荧光强度减弱。 A/O处理后，色氨酸和酪氨酸的特征荧光峰明显减弱。 这是因为色氨酸和酪氨酸是容易被微生物降解的有机物质。 由于微生物的降解，色氨酸和酪氨酸氨基酸逐渐分解转化。 废水经过深度处理后，大部分蛋白质已被去除。 流出液的特征荧光峰中心在(λex/λem=210/420nm，λex/λem=230/430nm)附近。 属于可见光区的类黄腐酸荧光，荧光强度比较高。 低的。 原因是微生物代谢过程中产生了一些难以生物降解的有机物。 废水中的大分子物质被去除，有机物含量低，仅存在少量黄腐酸物质。
三、结论
（1）采用混凝沉淀-A2/O-过滤一体化工艺处理化工园区废水，出水COD、TN、NH3-N、TP浓度满足《城镇重点行业废水排放限值》 《太湖地区污水处理厂等级》（DB32/1072-2007）要求。
（2）系统已稳定运行365天。 出水COD、TN、NH3-N、TP平均浓度分别为29.42mg/L、6.41mg/L、3.08mg/L、0.12mg/L，平均去除率为82.3。 %、69.3%、89.4%、69.7%，合规保证率分别为97.8%、100%、100%、100%。
(3)GC/MS分析表明预处理后酮类和腈类物质明显减少。 经过厌氧水解处理后，脂质、酮类、酸类和酚类物质减少。 经过A/O处理后，嘧啶、胺类、醇类和烯烃类物质减少，出水有机成分和浓度明显降低，表明整个处理系统运行良好。 三维荧光结果表明，厌氧水解后废水中的蛋白质明显去除，A/O处理后色氨酸明显去除，出水中荧光特征峰明显减弱，大部分蛋白质和腐植酸被去除。