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综述危险废物综合处置厂污水处理的有效措施

2020-06-15 258 上传者：管理员

摘要：介绍国内某危险废物综合处置厂污水水质特点和污水处理工艺，探讨了现有处理工艺在运行中存在的问题，如盐分高、含渣量高、生化性差等，以及相应的解决措施，如增设蒸发器、建设管网沉淀设施、改善作业方式和污水协同处置等，最终使出水稳定达到回用水标准。

关键词：
危险废物
水环境保护
污水处理
高盐废水
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危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性和感染性等一种或者多种危险特性的固体废物[1]。某危险废物综合处置厂规模为3万t/年，包括废矿物油、废漆渣、染料涂料废物、废有机溶剂、表面处理废物、焚烧飞灰、农药废物、废酸及废碱等，处置工艺包括焚烧、物化和固化填埋。污水主要来源于工艺排水（焚烧工艺排水、物化工艺排水、填埋场渗滤液和除臭系统排水等）、清洗水（废物储存容器、车间及厂区地面和运输车辆的清洗等）、实验室排水、初期雨水及生活污水等。

1、水质特点及水量

1.1 污水来源及水质特点

(1）焚烧工艺排水。来源于锅炉软水器反冲洗水、锅炉排污水、除渣机排水、湿法脱酸废水等，主要污染物为盐分、COD、SS等。

(2）物化工艺排水。主要处理重金属废液、废酸、废碱，则排水主要污染物为高盐分；主要处理乳化液，则排水含有较高浓度的COD、油类物质。

(3）填埋场渗滤液。危险废物填埋场主要接收固化飞灰、含重金属污泥、危险废物焚烧炉渣等，主要污染物为含有盐分、重金属、COD、NH3-N。

(4）除臭系统排水。危险废物处置厂除臭系统普遍采用碱液喷淋+活性炭吸附工艺，其污水含有少量的盐分和碱液。

(5）危险废物储存容器清洗水。该部分污水中主要含有COD、重金属、石油类、悬浮物等。

(6）车间排水。由于大部分危险废物处置厂无法完全杜绝固化车间飞灰烟尘问题，因此固化车间排水中往往含有高浓度的污泥。此外由于焚烧出渣问题，焚烧车间排水中也含有较多颗粒状灰渣。

(7）实验室排水。主要为仪器的清洗废水，存在间歇式排放，水量小、水质复杂且波动大，腐蚀性和毒性较强等特点。

(8）初期雨水池。主要污染物为悬浮物和重金属。

1.2 污水水量

污水水量包括：生活污水：8m3/d；碱液循环池：36m3/d；危废车辆清洗水：12 m3/d；焚烧车间排水：8 m3/d；固化车间排水：5 m3/d；渗滤液：5m3/d；除臭系统：35m3/d，总计109m3/d。

2、污水处理工艺

根据当地环保部门及环评文件要求，该危险废物综合处置厂污水经处理回用，执行《城市污水再生利用城市杂用水水质》标准。根据污水水质，采用的处理工艺为物化处理+生化处理+深度处理的组合工艺（见图1），通过物化处理去除重金属和油类等污染物，由生化处理去除COD、BOD5、NH3-N等污染物，最后经深度处理达标后回用。

图1 某危险废物综合处置厂废水处理工艺

2.1 物化处理

物化处理主要包括气浮法、电解还原法、化学沉淀法、电渗析法、离子交换法等。废水中的主要污染物质重金属离子能与OH-或者硫化物结合生成溶度积很小的氢氧化物或者硫化物沉淀而从水中脱除。该处置厂通过溶气气浮法去除污水中的油类污染物，通过还原和中和过程去除污水中重金属离子。

2.2 生化处理

生化处理主要有水解酸化法、活性污泥法、生物接触氧化法等工艺。考虑占地面积问题，该处置厂采用为缺氧池+好氧池+超滤膜工艺：在A段，回流污泥中的反硝化细菌利用原水中的有机物作为碳源，将回流污水中的硝氮还原成N2，从而达到脱氮目的。然后再在好氧池中进行有机物的生物氧化、有机氮的氨化及氨氮的硝化等生化反应。超滤膜可以有效截留所有的微生物菌体、悬浮物及大颗粒的有机污染物，进一步保证出水的稳定。

2.3 深度处理

深度处理根据出水的水质要求，该处置厂采取二氧化氯消毒、石英砂过滤、活性炭过滤工艺，去除剩余的有机物、浊度、硬度、盐分和细菌等。

3、存在的问题

3.1 高盐废水问题

危险废物综合处置厂焚烧系统烟气脱酸废水、填埋场渗滤液及物化车间出水是主要的高盐废水来源，根据物料情况，分别高达35 000 mg/L、30 000mg/L和50 000mg/L。盐分可能会抑制微生物活性并改变其表面电荷、疏水性、滤过性和絮凝性等，进而影响活性污泥的理化性质[2]，在盐分含量达到1.8%～3%时，盐分对微生物生长的抑制作用增强，高盐环境造成的高渗透压使细胞脱水进而原生质流失，且高浓度的氯离子对微生物具一定的毒害作用。原污水处理工艺中未考虑脱盐，调节池污水TDS高达8 000～11 000mg/L，其中Cl-浓度达3000～4 000mg/L，对后端的生化系统运行造成严重影响，导致活性污泥结构松散、沉降性能下降、出水悬浮物浓度增加、有机物去除率降低等不利情况。

3.2 污水中含泥量、含渣量高问题

危险废物综合处置厂的固化车间，主要处理物料为生化污泥、炉渣和飞灰，由于大部分危险废物处置厂尚无有效的降尘措施，上述物料在运输、下料、处置过程中均产生大量的扬尘，最终因车间冲洗进入污水管道。此外，焚烧车间往往也有活性炭、结焦碎末等固体随车间排水进入污水系统。由于厂区污水管网未设置沉淀池，淤泥直接进入污水管网，造成管道中淤泥沉积，最终堵塞管道。如该危险废物综合处置厂提升泵井中污水SS达到5.3g/L，将堵塞水泵并影响后端污水处理工序的稳定。

3.3 生化性极差问题

危险废物综合处置厂污水的主要污染物质为盐分、重金属、SS等，COD低，且B/C往往低于0.2，生化性极差，生化段活性污泥浓度难度维持，加上污水水质波动大，往往造成生化段出水不稳定。

4、解决措施及效果

4.1 高盐废水的解决措施

4.1.1 蒸发器工艺

采用蒸发脱盐工艺，专项处理高盐废水[3]，冷凝液收集后用于工艺用水，根据蒸发结晶物的成分，考虑资源综合利用或者安全填埋处置。

蒸发器分为单效蒸技术或者多效蒸发技术，主要区别为多效蒸发器可多次利用蒸汽气源，单位水处理量需要的蒸汽更少（单效蒸发约1.1t蒸汽/m3水，三效蒸发约0.4t蒸汽/m3水[8]），但是单效蒸发器较多效蒸发器具有操作简单、不易堵塞、物料适应性广等特点，综合考虑该危险废物综合处置厂的蒸汽热源情况和物料情况，采用单效蒸发技术。运行发现，高盐废水经（TDS平均值23.3g/L、COD平均值1 400 mg/L）单效蒸发处理后出水水质良好（TDS平均值1.44mg/L、COD平均值9mg/L）。

虽然蒸发脱盐工艺具有技术成熟、处理范围广、处理速度快等优点，但也存在以下问题：首先，处理的废水有较强腐蚀性，设备考虑抗腐蚀性多采用钛材，造成设备成本高；其次，由于盐分复杂，缺失物性数据，对系统的设计部分要求较高[3]；最后，蒸发设备结垢堵塞问题尚未得到有效解决。这些问题需要在后续的运行中进行研究。

4.1.2 急冷塔用水

该处置厂通过技改将部分湿法塔排水直接导入急冷塔，用于高温烟气的急冷，可以节省大量的清水，同时废水中盐分被高温气体蒸发为固体，部分落入急冷塔下部集灰斗，部分则随着烟气进入布袋除尘器去除。在取得较好效果的同时，也出现急冷塔内部积灰情况加剧的情况，如图2所示，其原因为盐分蒸发成固体后落入集灰斗的过程中，部分黏附在塔壁上形成架桥作用，因此采用此措施要考虑急冷塔的塔体高径比。另外烟气洗涤废水较高的温度和pH可能会影响酸性烟气的急冷效果，在工程应用中要综合考虑这些因素[4]。

图2 急冷塔结焦情况

4.2 污水含泥、含渣的解决措施

4.2.1 加强运行管理

对于飞灰量大的产废企业，要求飞灰类物料采用粉质罐车运输，运至处置厂后直接泵送至飞灰罐。固化作业流程保证作业区域的负压状态，从而避免了飞灰逸出。

4.2.2 设置沉淀池

在固化车间、焚烧车间的排水出口处设置沉淀池，并做到定期清理，以尽量降低进入后续排水管道污水的含泥量。

4.3 污水生化性差的解决措施

为提高污水生化性，一般添加葡萄糖、甲醇、乙酸等碳源。考虑到成本问题，该危险废物综合处置厂采用与周边企业（塑化剂生产企业）污水的协同处置。该危险废物综合处置厂污水（COD约200mg/L）按照9∶1的比例协同处置某化工厂污水（COD约10 000mg/L），经过约半个月的细菌培养，活性污泥MLSS由不到2 000 mg/L升至4 000 mg/L以上，出水NH3-N由30mg/L降至1mg/L以下。

5、小结

综合性危险废物处置厂污水特征水质复杂，根据具体水质选择合理工艺：(1)针对高盐分废水可采用蒸发工艺、导入焚烧急冷塔、用于固化稳定化用水等措施；(2)针对污水含泥渣量高问题，可以采取减少前端飞灰产生量和后端设置沉淀池的措施；(3)针对生产废水生化性差问题，可以采用与高浓度污水协同处置工艺。

参考文献：

[1]陈吉宁,徐绍史,郭声琨.国家危险废物名录[J].上海建材,2016,(4):1-11.

[3]李玲密,宋宝华,王中原,等.高含盐工业废水蒸发结晶探讨[J].环境工程,2014,32(增刊):202-205.

[4]刘磊,沈莹,徐怀志,等.综合危废处置厂生产废水处置技术探索[C].中囯环境科学学会学术年会.2015:2784-2788.

蔡思鑫,苏振兴,郑思瑞,潘孝东,季晓玥,刘月明.某危险废物综合处置厂污水处理的问题及措施[J].给水排水,2020,56(06):116-118+150.