新废水的处理工艺选择思路（合稿）

昵称50786598 2024-05-10 发布于江西

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作为污水处理的一个工程师，既要负责现场的工程、调试和运营，有时候还要兼职作为工艺工程师，选择废水处理工艺。那怎么根据废水的情况选择相应的的工艺路线呢？

今天小编就斗胆跟各位同行分享下小编的思路，之前是分为3片介绍的这个主题，本次将3篇文章合稿如下。

主要介绍了收集废水进出水水质水量信息、废水收集过程的要求、处理工艺中预处理工艺的选择思路、介绍处理工艺中常规生化段以及深度处理段的工艺选择思路。

若文章中有不妥的地方，还望各位同行可以在留言区交流、探讨。感谢各位同行的关注。

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1、调研废水进水水质水量情况

废水进水水质是工艺选择中最核心的要素之一。废水的进水水质和水量可以通过业主的一些报政府的资料（环评、规划方案等）查询，若没有相关资料那可以按照如下方法来进行收集资料。

1.1 水量数据

水量最好根据业主提供的水量信息为准。此外，可以让业主提供一年的自来水消耗量进行佐证；核实业主的产品废水产量、厂区员工数量等信息也可以辅助校准厂区总产水量。

1.2 水质数据

①实测。这是调研水质数据最好的方式，可以在厂区取水样带回实验室检测，并且与业主自行检测的数据进行对比，确保水样的水质具有代表性。

②根据报批资料筛选水质。一些情况下，由于业主工厂尚未投产，因此很难取得实际的生产废水。这时可以根据业主在项目立项和报批过程中的一些资料筛选出废水水质水量等信息。

③业主提供水质数据。为了进一步确保水质信息的准确性，也可以由业主提供水质数据。业主在项目落地前一般都会在研发实验室内进行长时间的小试、中试，实验过程中的废水水质可以在一定程度上反映生产过程中的水质情况。因此，工厂拟生产产品的水质信息可以由业主研发部门在小试或中试过程取样分析得到。

④根据其他同类项目推测数据。如果以上这些路径都很难拿到相关的水质信息，则可以搜寻相同产品生产商，这类生产商已经有稳定生产的车间，也会有相同的废水产生，因此可以从相同产品生产商处获得废水水质信息。

2、废水排放标准

排放标准是废水处理工艺选择中最核心的要素之一。

2.1 排放形式

目前主要的排放形式主要有间接排放和直接排放，其中间接排放是指企业段的废水处理到一定程度后排入到后端的污水处理厂进一步处理；直接排放是指企业的废水处理完后直接排入到自然水体中。

直接排放的排放标准一般严于间接排放标准。

2.2 国家排放标准

间接排放标准主要参考的国家标准有：《GB/T 31962-2015 污水排入城镇下水道水质标准》、《GB 8978-1996污水综合排放标准》以及其他行业污染物排放标准（例如杂环类农药工业水污染物排放标准、化学合成类制药工业水污染物排放标准等等）。

另外，由于企业废水还要排放到后端污水处理厂，因此企业与后端污水处理厂的接管协议也会有相应的排放标准（与国家规定的排放标准可能会有差别）。

2.3 排放标准的重要指标

排放标准中最应关注的几个重要指标：

①盐分。排放标准对TDS的要求，这个指标会影响废水预处理工艺是否要采用脱盐工艺（蒸发、膜处理等）。

②总氮。总氮是处理流程最麻烦的一个指标（有机氮→氨氮→硝态氮→氮气），因此总氮的排放标准对工艺的选择会有很大的影响。

③总磷。废水处理过程中，生化处理过程对总磷的去除能力有限，但又需要磷作为活性污泥生长的营养元素。因此总磷的排放标准决定了末端是否需要增设化学除磷工艺。

④COD。COD属于最为常规的一个指标，并且所有处理工艺都能降解一部分COD。若COD要降低至50mg/L以下时，则需要考虑废水不可生化COD的量，确定末端是否要增设高级氧化工艺或吸附工艺。

3、工艺选择思路

废水处理各个工艺段分为收集段、预处理段、常规生化段、深度处理段，以下将按照各个工艺段分别简述。

3.1 收集段

该企业的废水包含多个车间的多个步骤的废水，则需要采用“分类收集、分质处理”的原则。

将相同性质的废水混合收集，低浓度废水和高浓度废水分开收集，不能混合的废水必须要分类收集单独处理。

①含氰废水和含铜废水要分开，防止发生络合反应导致处理难度升高；

②酸性废水和含氰废水、含硫化物废水要分开，防止产生氢氰酸和硫化氢有毒气体；

③高毒性有机废水应单独收集单独预处理，防止毒性对后端系统产生冲击；

④厂区生活污水应单独收集。

3.2 预处理段

预处理工艺目的是保证后续处理工艺（主要是保证后端生化处理工艺）的稳定运行，主要针对盐分、毒性、总磷、氨氮、油类、悬浮物等指标进行预处理。

①盐分。若废水排放标准对盐分有明确限值，并且车间排水有高含盐废水，则需考虑将高含盐废水单独收集后采用蒸发设备或膜工艺（当废水中有机物含量低时可采用膜工艺）进行脱盐预处理，这样才能保证末端TDS达标。

②重金属（或氟离子）毒性。若后端处理工艺涉及了生化处理工艺，且车间排水含有一定浓度的重金属离子，则需在预处理段设置加碱沉淀、硫离子沉淀（或石灰、除氟剂）等沉淀工艺去除废水中的重金属（或氟）离子，以减轻废水的微生物毒性。

③有机物毒性。a、蒸发工艺：有机物毒性一般来源于杂环类、含氮、含磷等物质，这类物质有的沸点高可以通过蒸发工艺去除；b、MCHS生物预处理：有的有机物与水混溶且沸点不高，难以通过蒸发工艺去除，则可以采用MCHS生物预处理工艺进行预处理解毒；c、吸附法：有部分物质可以通过离子交换树脂吸附去除，也可以达到降低毒性的目的；d、高级氧化工艺：此类有机物还可以通过高级氧化工艺（例如Fenton、臭氧氧化、湿式氧化等）把有机物分解为小分子有机物，从而达到解除毒性的目的。

④磷浓度高。若废水中的磷浓度较高（如TP≥200mg/L），则可以考虑蒸发工艺或膜工艺，去除大部分磷后，再通过常规生化工艺进一步除磷。最终在生化池出水设置混凝沉淀池作为最后保障工艺。

⑤氨氮浓度极高。若废水中氨氮浓度极高（如氨氮≥2000mg/L），通过常规生化工艺很难直接做到达标，则应在预处理段设置氨氮脱除工艺。预处理段对高氨氮废水处理的工艺主要有：a、蒸发工艺：把进水pH值控制4.5以下，蒸发出水氨氮可以控制很低；b、氨氮吹脱工艺：普通吹脱工艺和负压吹脱工艺，均可大幅度降低氨氮浓度，并且可回收氨水或硫酸铵副产物（要考虑副产物的去向）；c、高负荷脱氮工艺：采用高密度填料和高浓度硝化菌群组成的脱氮工艺，可以直接处理≤3000~5000mg/L氨氮废水（保证废水毒性小），出水氨氮≤200mg/L。

⑥悬浮物高。废水悬浮物高时，可通过混凝沉淀/混凝气浮/叠螺脱水机去除大部分悬浮物，以降低后端废水处理系统的处理负荷（悬浮物中有大量COD、氮等污染物）。

⑦含有油类物质。若废水中含有较高浓度的油类物质，一旦进入到生化处理系统会影响活性污泥的活性，因此要在前端进行适当预处理。油类物质的预处理工艺主要有隔油池、混凝气浮、油水分离机等。

3.3 常规生化段

废水经过了适当的预处理之后，各种指标都能进行进一步的常规生化工艺的处理，例如废水毒性、氨氮浓度等都控制到了常规生化可接受的范围。

常规生化常见的工艺主要有厌氧反应器（ABR、UASB、EGSB、IC等）、水解酸化工艺、好/缺氧工艺（AO、AAO、SBR、氧化沟、接触氧化法等）。

①厌氧反应器。一般当废水COD浓度高时可以考虑设置厌氧反应器。但如果废水毒性较大，则建议不要设置厌氧反应器。因为厌氧反应器中污泥是产酸菌和产甲烷菌的混合菌群，而产甲烷菌属于比较脆弱的群体，导致厌氧反应器对废水毒性的抗性很差。而一些可生化性较好、废水毒性较低的废水（例如食品加工、制酒工业、淀粉工业等）则建议设置厌氧反应器，处理废水过程中可以回收部分沼气。目前常用的厌氧反应器主要是UASB、EGSB和IC。

②水解酸化工艺。对于有难降解物质的工业废水，水解酸化工艺能起到分解大分子有机物、水解难降解有机物的作用，从而提高废水的可生化性、并降低废水毒性。因此，对于工业废水，水解酸化工艺通常会用在厌氧反应器和AO工艺前端。

③好/缺氧工艺。a、只对COD有要求：意味着所有工艺都适用，为了节约成本，可选用接触氧化工艺；b、仅对COD和除磷有要求：可选用A（厌氧段）O工艺，A段用于除磷（厌氧+好氧组合除磷，聚磷菌在厌氧段释磷，在好氧段超量吸磷，把磷聚集在污泥中，通过排泥去除），O段保证COD达标；c、对COD、N、P都有要求：则建议采用AO、AAO、多级AO工艺，这类工艺可以保证脱氮除磷（注：主要脱氮，磷可采用物化工艺去除）效果，并且运行可控性比较强。（PS：SBR和氧化沟工艺都是历史留存的工艺，虽然也可以实现脱氮除磷，但都存在各自的限制性因素，目前在新建的废水处理站很少采用这两类工艺了。）

④MBBR和MBR工艺。MBBR和MBR工艺都不属于单独的废水处理工艺，它们仅是对AO、AAO工艺的优化和改进。例如MBR工艺（膜生物反应器）是采用MBR膜池替换了传统的二沉池，提高生化系统污泥浓度，并有效保障了出水的水质（出水悬浮物浓度低，外观佳）。MBBR工艺（移动床生物膜反应器）是在AO、AAO工艺生化池内投加悬浮型填料，提高生化池的活性污泥总量及菌群种类，提升生化系统脱氮能力。

因此，对于毒性较高的废水在常规生化段建议采用“水解酸化+AAO”工艺；对于毒性较低的废水在常规生化段则建议采用“（可选：水解酸化）+EGSB+AAO”工艺。而是否采用MBR/MBBR工艺，则根据出水要求、运行费用和总投资等因素综合确定。

3.4 深度处理工艺

深度处理工艺主要是针对常规生化处理（二级处理）出水进行进一步处理的工艺段，主要去除N、P、色度、COD、SS等指标。根据不同的目的会设置不同的深度处理工艺，具体如下：

①脱色。由于很多排放标准对色度会有约定，而很多废水本身色度很高，经过生化处理之后还有很高的色度，因此在末端还需要设置脱色工艺段。目前脱色的工艺主要有混凝沉淀（可附加脱色剂及活性炭）、高级氧化工艺（臭氧、Fenton等）、吸附工艺等。

②去除COD。当二级处理出水COD还高于排放标准时，可以在后端设置去除COD的深度处理工艺。由于这时废水中的COD大部分为不可生化COD，若还想继续采用生化处理工艺，则可采用高级氧化工艺提升废水可生化性，再采用生物滤池进行处理。去除COD的深度处理工艺：Fenton/臭氧+曝气生物滤池、混凝沉淀+活性炭过滤器、混凝沉淀+膜工艺等。

③脱氮。由于总氮处理较为麻烦，当二级处理出水总氮超标时，应在后端设置脱氮工艺，一般可采用的脱氮工艺有：曝气生物滤池、人工湿地等。