一种零星工业废水处理回用技术介绍

一种零星工业废水处理回用技术介绍

陈贵生

（广东德力环境科技有限公司）

摘 要:随着工业经济的快速发展和人们对水资源的循环利用意识增强，零星工业废水涉水企业日趋增加，零星工业废水的有效处理回用问题尤为突出。本文以某企业零星工业废水处理回用技术作为实例，分析零星废水特点，并简述废水处理和中水技术应用及治理成效。

关键词　零星工业废水 废水处理 中水回用 

1.前言

零星工业废水指日排放量小，集中在3~20m3/d，需要就地处理回用的一类废水。涉水企业覆盖面广，常见的电子工业、表面处理工业等，一般地，具有水量小、高CODcr、高电导率、高色度、高回用要求等特点，兼顾技术和经济可行性，提出一套稳定可靠的处理回用工艺尤为重要，本文以某表面处理生产企业零星工业废水处理回用工程为例，简述废水处理和中水技术应用及治理成效。

2.废水特点及收集方式

废水主要由脱脂废水、槽液废水、清洗废水组成，脱脂废水和槽液废水浓度较高，排放量少，站总排水量不到5%，不定时排放，同时具有高CODcr（约3000ppm），高悬浮物（约500ppm）等特点。清洗废水浓度较低，排水量较大， CODcr为100~200ppm。

废水收集方式选用宜根据废水排放量及废水特点，推荐采用分质收集方式收集和处理，高浓度废水与低浓度废水分质收集和处理，可有效提高设备处理效率和提高设备运行稳定可靠。

3.设计目标

《城市污水再生利用工业用水水质》（GBT19923-2005）中“工艺与产品用水”和“洗涤用水”较严值及电导率≤50us/cm。

4.实施方案

工艺流程：“Fenton氧化→混凝沉淀→水解酸化→缺氧池→好氧池→沉淀池→双效过滤器→双膜法”。

4.1 Fenton氧化

（一）作用机理

芬顿（Fenton）氧化的实质是二价铁离子(硫酸亚铁)和双氧水之间的链反应催化生成 OH·自由基，氧化电势高达2.73V，具有较强的氧化能力，其氧化电位仅次于氟，因而Fenton试剂可无选择氧化水中的大多数有机物，特别是通常的试剂难以氧化的芳香类化合物及一些杂环类化合物，适用于生物难降解或一般化学氧化难以凑效的有机废水的氧化处理。主要反应反应式如下：

Fe2+ + H2O2→Fe3+ + (OH)- + OH·

芬顿试剂在处理有机废水时会发生反应产生[Fe(H2O)8(OH)2]4+、[Fe3(H2O)7(OH)4]5+铁等铁水络合物，以上反应方程式表达了芬顿试剂所具有的絮凝功能。

（二）实施方案

采用方形耐强酸腐蚀的反应槽体形式，间歇式运行。各反应单元采用耐腐蚀隔板隔开，依次设有PH调整反应池、催化混合池、氧化反应池，反应单元采用过水孔折流形式进水，辅以空气搅拌，使得有机污染物充分氧化，提高废水可生化性。

4.2 混凝沉淀

（一）作用机理

废水中的胶体物质具有巨大的比表面积，可以吸附液体介质中的正离子或负离子或极性分子等，使固液两相界面上的电荷呈不平衡分布，在界面两边产生电位差，这就是胶体微粒的双电层结构。形成双电层结构的微粒的整个胶体结构就称为胶团，整个胶团是电中性的。胶团中心是带有电荷的固体微粒本身，称为胶核。胶核所带电荷的符号就是胶体所带电荷的符号。胶体微粒之所以能在水中保持稳定性，原因在于胶体粒子之间的静电斥力、胶体表面的水化作用及胶粒之间相互吸引的范德华力共同作用。胶体微粒带电越多，其电位就越大，带电荷的胶粒和反离子与周围水分子发生水化作用越大，水化壳也越厚，越具有稳定性。

混凝沉淀指向水中投加混凝剂和助凝剂，使胶体失去稳定性而形成微小颗粒，而后这些均匀分散的微小颗粒再进一步形成较大的颗粒，从液体中沉淀下来。主要作用包括：压缩双电层、吸附-电中和、吸附架桥和絮体的网捕。

（二）实施方案

经芬顿氧化反应出水，需进一步PH调整，PH调整的范围8~10，依次投加PAC和PAM药剂，不同排放浓度废水，经小试选用最佳配比，经斜管沉淀池，上清液至下一道工序处理。

4.3生化处理工艺

（一）作用机理

生化处理在系统稳定运行尤为重要，是后续深度处理工艺的有效保障，主要是对有机物、氮和磷的去除。厌氧/缺氧/好氧活性污泥法的构造是在A/O工艺的厌氧区之后、好氧区之前增设一个缺氧区，好氧区具有硝化功能，并使好氧区中的混合液回流至缺氧区进行反硝化，使之脱氮。污水在流经三个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有机物、氮和磷得到去除，达到同时进行生物除磷和生物除氮的目的。

（二）实施方案

将生化系统控制在最佳的稳定状态，是系统前处理稳定的关键。经工艺计算并结合实际间歇式运行的时间等综合因素，确定生化池有效停留时间。

生化池体设有生物填料，可选用MBBR等悬浮填料或生物组合悬挂填料，以提高抗冲击负荷。严格控制回流比、曝气强度、回流时间，提高生化系统去除效率，出水经沉淀后进入到深度处理工序。

4.4双效过滤器

（一）作用机理

双效过滤器指多介质过滤器和活性炭过滤器两种机械过滤器。

多介质过滤器是利用石英砂、无烟煤等复合滤料去除原水中的悬浮物，当含有悬浮物颗粒的水流过滤料层时，滤料缝隙对悬浮物起到筛滤作用，使得悬浮物吸附在滤料表面。当在滤料表面截留一定污染物后，过滤器进出水口压差会逐步增大，此时可以通过水反洗和气反洗组合形式进行反洗，反洗后正常进水运行。整个过程可实现自动化。

活性炭过滤器与多介质过滤器过滤和使用相似，区别在于填料使用活性炭。

活性炭是一种多孔性的含炭物质，比表面积达800～2000m2/g，它具有高度发达的孔隙构造，活性炭的多孔结构为其提供了大量的表面积，从而赋予了活性炭所特有的吸附性能，使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。

活性炭吸附主要是在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，再把有机污染物质吸附到活性炭颗粒内。通过活性炭的吸附作用，可以吸附一些可溶性的胶体和大分子有机物等，在一定程度上可以净化水质，去除废水中的COD等污染物，但是不能去除废水中所有的污染物杂质。

活性炭的吸附能力与废水水温、废水水质、活性炭颗粒的大小、废水的pH值、与废水的接触时间等相关。

（二）实施方案

双效过滤器主要技术参数包括滤速、填料充填量等，其作用为过滤、吸附、脱色等，可有效进一步降低污染物浓度。

4.5双膜法

（一）作用机理

双膜法包含超滤和反渗透工艺。

超滤膜在膜法分离技术是一种纯物理方法过滤，采用的超滤膜微孔径在0.02-0.1um，而水中一般胶体体积均≥0.1um，乳胶≥0.5um，大肠菌、葡萄球菌等细菌体积≥0.2um，悬浮物、微粒子等体积≥5um，因此超滤膜可以过滤出溶液中的细菌、胶体、悬浮物、蛋白质等大分子物质。

超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，切割分子量为10万道尔顿，分离孔径约为25nm，过滤精度远高于传统过滤，可全部去除大于0.1μm的胶体和颗粒物。对大分子有机物有很好的去除效果。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原水流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原水中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进水侧，成为浓水，因而实现对原水的净化、达到分离和浓缩的目的。清水进入反渗透系统作为给水。

反渗透是一种以压力差为驱动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。在膜一侧的废水施加压力，当压力超过自然渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即淡水（产品水）；高压侧得到浓缩的溶液，即浓水。

反渗透膜过滤精度0.0004~0.0006um，有效去除溶解性盐及分子量大于100道尔顿的有机物，脱盐率高达97%，有机物去除率超过90%，产水品质高。

（二）实施方案

膜通量、产水率、脱盐率是设计过程中需要充分考虑的重要技术参数，需要结合膜厂家、排水特点等综合因素确定。设计进水根据需要投加杀菌剂、阻垢剂、还原剂等，设计合理的CIP在线清洗系统，均可有效提高膜片的使用寿命，确保系统稳定，出水达标。

5.总结

零星废水处理回用技术随着回用要求的提高，工艺技术路线冗长，在设计和实施过程中，要充分兼顾和考虑运营人员后期操作的劳动强度、废水水质波动等因素，选用成熟稳定的处理工艺技术路线，合理运用PLC等自控技术，提高自动化程度，主要体现在加药的自动调节、异常情况自动报警和停机等方面，确保系统的稳定运行。

参考文献

[1]《给水排水设计手册》（第三版）

[2]《东莞市零散工业废水管理条例》

[3]《膜分离法污水处理工程技术规范》（HJ 579-2010）

[4]《电子工业水污染防治可行技术指南》（HJ 1298—2023）

[5]《芬顿氧化法废水处理工程技术规范》(HJ 1095-2020)