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1、水量與設計水質
1.1 水量及來源
某醫療器械企業的生產廢水主要分為酸蝕廢水和含氮清洗廢水。
酸蝕廢水處理規模為110.3m3/a，廢水主要來源為廠區酸蝕線清洗廢水、酸霧中和廢水、研磨廢水和實驗室清洗廢水。
含氮清洗廢水處理規模為120m3/a，廢水主要來源為廠區除油清洗廢水和純化水清洗廢水。
1.2 設計水質
本項目處理后酸蝕廢水達到《污水排入城鎮下水道水質標準》(CJ343-2010)的C等級，含氮清洗廢水達到零排放要求。酸蝕廢水出水水質要求如表1所示。
2、工藝設計
2.1 設計說明
2.1.1 酸蝕廢水
酸蝕廢水的特點為水量較小、水質較為復雜，主要控制指標為SS、F與COD。
針對廢水量小、排放不穩定的特點，采用序批式反應器。針對廢水中pH波動大的特點，采用工藝為酸堿中和法，并設置廢水調節池，以應對水質波動[1]。針對廢水中SS和COD較高的特點，采用混凝沉淀法與膜過濾法相結合的方式。向廢水中加入適量的聚合氯化鋁(PAC)與聚丙烯酰胺(PAM)，充分反應后靜置沉淀，產生的污泥依次進入污泥濃縮池和污泥壓濾池，并最終排出。針對廢水中含有殘余F的特點，采用化學加藥混凝法進行處理。通過向廢水中加入CaCl2，從而形成CaF2沉淀而去除。
2.1.2 含氮清洗廢水
常見的含氮清洗廢水處理方法有：活性污泥法、折點加氯法、吸附法以及蒸發結晶法。
蒸發結晶法常見方式有常壓蒸發結晶與真空減壓蒸發結晶兩種。含氮清洗廢水采用納濾(NF)膜與反滲透(RO)膜兩級過濾方式進行深度處理，出水經由蒸發器蒸干后，殘渣作為危廢委外處理。該工藝占地面積小，可間歇操作，并能夠達到氨氮廢水零排放的要求。
而本工程中含氮清洗廢水的氮化合物主要來源為生產工藝中所用到的清洗劑，其主要成分為十一烷醇聚醚等有機溶劑，溶解性較強，有機氮濃度較高。同時該項目水量小，需間歇性運行，且要求氮磷零排放，因此選擇混凝沉淀+“NF-RO”+真空減壓蒸發結晶組合工藝進行處理。
2.2 工藝流程圖
該項目工藝流程圖如圖1所示。
2.3 主要構筑物與設計參數
2.3.1 酸蝕廢水
(1)調節池
廢水首先進入調節池。調節池設置1座，為地下封閉式混凝土結構，其有效容積為3.6m3，HRT為10d。池內設置浮球液位計一套，通過調節池液位控制廢水提升泵的啟停。
(2)反應池沉淀池
廢水經提升泵輸送至反應池與沉淀池。設置反應池沉淀池1座，運行方式為序批式。采用地下封閉式碳鋼襯FRP防腐結構，有效容積為3.6m3，HRT為10d。池中設置攪拌機，功率為0.37kW，起攪拌混合均勻的作用。池內設置pH在線監測儀一套，調節廢水pH為6~9。加藥計量泵為機械隔膜計量泵，采用五用一備的方式，分別投加H2SO4、NaOH、CaCl2、PAC與PAM。加藥桶為PE材質，并設有攪拌器以攪拌均勻。經反應沉淀后的上清液排入地下市政管網。
(3)污泥儲槽
沉淀池的污泥通過污泥供給泵進入污泥儲槽，污泥供給泵為氣動隔膜式。池內設置浮球液位計一套，通過調節池液位控制廢水提升泵的啟停。
(4)污泥脫水系統
設有污泥脫水機一式，類型為板框壓濾機。污泥儲槽污泥經輸送泵到達壓濾機，經壓榨處理后以泥餅的形式外運。壓榨水回流至調節池。
2.3.2 含氮清洗廢水
(1)收集池
含氮清洗廢水首先進入收集池。收集池設置1座，為地下封閉式碳鋼結構，其有效容積為1.8m3，HRT為5d。池內設置浮球液位計一套，通過收集池液位控制廢水提升泵的啟停。
(2)反應池沉淀池2
廢水經提升泵輸送至反應池與沉淀池。設置反應池沉淀池1座，運行方式為序批式。采用地下封閉式碳鋼襯FRP防腐結構，有效容積為3.6m3，HRT為10d。池中設置攪拌機，功率為0.37kW，起攪拌混合均勻的作用。池內設置pH在線監測儀一套，調節廢水pH為6~9。加藥計量泵為機械隔膜計量泵，采用四用一備的方式，分別投加H2SO4、NaOH、PAC與PAM。加藥桶為PE材質，并設有攪拌器以攪拌均勻。沉淀后的上清液由提升泵輸送至中間池[2]。
(3)中間池
沉淀池上清液流至中間池。中間池設置1座，為地下封閉式碳鋼結構，其有效容積為5m3，HRT為15d。池內設置浮球液位計一套，通過中間池液位控制廢水提升泵的啟停。
(4)納濾+反滲透系統
中間池出水進入過濾器，為進一步深度過濾做好準備。本工藝單元分別設置機械過濾器與活性炭過濾器各一式，過濾器內分別投加石英砂與活性炭作為濾料。過濾器直徑為0.4m，材質為碳鋼，并襯有防腐涂層。過濾器同時設有反洗水泵，流量為5m3/h，揚程為25m。過濾器出水通過高壓泵進入納濾+反滲透裝置。系統分別設有納濾膜及膜殼4只、反滲透膜及膜殼2只，并配有高壓泵2臺，流量為1m3/h。
(5)電加熱蒸發器
此類廢水經廢水提升泵由收集池輸送至蒸發器。蒸發器主要由夾套式濃縮罐、氣濾捕液器、列管式冷凝器與受液貯罐組成。該處理裝置蒸發量為50kg/h，并配有冷凝水箱，材質為碳鋼，容積為200L。含氮清洗廢水經蒸發器蒸干后，殘渣作為危廢委外處理，冷凝水排放至地溝。
3、實際運行效果
該項目于2017年9月完成調試并開始正常運行。系統調試運行數據如表2所示，可知酸蝕廢水與含氮清洗廢水的各項出水指標均滿足出水水質要求。
4、結束語
綜上所述，采用混凝沉淀、多級過濾與真空減壓蒸發結晶相結合的方式處理含氮清洗廢水，多次檢測蒸發器產生的冷凝水，并未檢測到氨氮等含氮含磷污染物，達到了氮磷零排放的目標。該工程案例采用酸堿調節與混凝沉淀的組合方法處理酸蝕廢水，有效去除了懸浮固體與氟離子，其出水水質穩定達標，具有一定的借鑒意義。
