重金属工业废水处理:界首污水厂用 BAF+MDF 稳达标

导语

工业园区污水厂要确保出水达到准Ⅳ类、甚至准Ⅲ类,往往都需要克服一些共性问题。本文以安徽界首田营科技园污水厂为例,展示深圳清泉如何用“无堵塞曝气生物滤池(BAF)+ 上向流反硝化滤池(MDF)”组合工艺,实现污水厂出水稳定达标,且直接运行费控制在 0.27 元/m³。

项目名片

项目名称 安徽省阜阳市界首田营科技园污水处理厂项目
项目地点 安徽·阜阳·界首田营科技园
处理规模 1.5×10⁴ m³/d(1.5 万 m³/d)
进水特点 以电池再生、电池生产废水为主,含铅及多种重金属;浓度偏低、含抑制性物质,需抗冲击工艺保障稳定
主体工艺 预处理+强化一级处理+无堵塞曝气生物滤池+ 上向流反硝化滤池+深度处理
投运时间 2022 年 7 月
设计出水 主要指标按地表Ⅳ类控制(TN 除外),TN 约定 ≤15 mg/L
实际出水 主要指标稳定达到Ⅲ类(TN 除外),TN 稳定 <10 mg/L
直接运行费 0.27 元/m³

一、共性痛点:工业园区污水厂提标难在哪

工业园区废水与市政污水的主要差别,是“不确定”。园区企业多、产品换线频繁,进水浓度和成分随时波动;再加上工业特征污染物,深度处理环节往往被几类共性难题卡住。

1. 水质又杂又晃

COD、重金属、盐分随生产节奏起伏,生化系统频繁承受冲击;在高波动、高抑制工况下,传统活性污泥法容易失稳。

2. 带着抑制物

重金属会毒化或惰性化微生物,对生物膜和活性污泥都是考验;园区废水中的铅及多种重金属,对生物系统的抑制作用尤其需要针对性化解。

3. 提标门槛高

不少园区要求从一级B、一级A提到准Ⅳ类,TN、TP、SS 一项都不能松。

4. 成本不能增加太多

碳源投加、曝气电耗直接写进水价,成本必须算细账。

二、界首样本:难题“叠满”的典型

据园区及行业公开资料显示,界首田营科技园是全国重要的再生铅产业聚集区,也是目前全国规模较大、产业链较完整的循环经济园区之一,年产再生铅约 99 万吨,占全国铅产量的 13% 左右。

园区污水厂接纳的废水来源复杂:既有涉铅企业的浓水、生活污水,也有非涉铅企业的生产废水、生活污水和初期雨水,还包括园区市政道路初期雨水;其中又以电池再生和电池生产废水为主。

这类水夹带铅及多种重金属,总体浓度偏低、波动大,且含有抑制性物质,恰好把前文提到的“水质杂晃、带着抑制物”等共性难题集中叠加在了一起。

该项目出水按行业惯称的“准Ⅳ类”(参照《地表水环境质量标准》GB3838-2002 Ⅳ类限值,TN 除外)控制,其中 TN 约定小于 15 mg/L。

把前文四类共性痛点落到这个项目上,难点具体而集中:

· 重金属抑制:废水夹带铅及多种重金属,对微生物有毒性与惰性化作用,传统活性污泥法极易失稳;

· 水质强波动:实际进水 COD 起伏大,生化系统需持续承受冲击;

· 提标门槛高:出水须按准Ⅳ类(TN 除外)控制——在含重金属、低浓度工况下做到这一点,难度明显高于普通市政污水提标。

工艺设计没有采用传统活性污泥法,而是基于水质特点选择了生物膜法路线:低浓度污染水处理中起主导作用的微生物多为好氧贫养型,生命周期长、繁殖慢,而生物膜法让微生物附着在载体填料上,能获得更稳定的生长环境,更适合这类水质。

顺着这一思路,项目确定以曝气生物滤池(BAF)+ 上向流反硝化滤池(MDF)作为生化主体工艺。此外,项目在 BAF 之前设有预处理及强化一级处理单元(混合反应沉淀池 + 硫化反应沉淀池),用于去除重金属、悬浮物并降低后续生化负荷。

三、BAF+MDF:逐项适配共性痛点

针对前文提到的工业废水共性痛点,BAF+MDF 两级滤池各管一段,分别承担不同任务:

1. 无堵塞曝气生物滤池

无堵塞曝气生物滤池内填装多孔火山岩滤料,比表面积大,表面生长高浓度、高活性的微生物膜;碳化细菌和硝化细菌通过碳化、硝化作用去除大部分 COD 和氨氮,滤料同时截留部分 SS、协同去除部分总磷。深圳清泉用自研的多功能滤管替代传统滤头滤板,配合专门的反冲洗方法,避免了滤池普遍存在的堵塞问题,抗冲击、抗重金属抑制能力较强。

2. 上向流反硝化滤池

深圳清泉的上向流反硝化滤池在布水布气均匀性、反冲洗技术上做了系统性创新与开发,有效缓解“表层堵塞、反洗不净”的行业痛点,布水均匀、纳污量大、反洗周期长,适配深度脱氮工况,能保障长期稳定脱氮。

技术标准:《上向流反硝化滤池设计标准》T/CUWA 50053-2023

3. 两级分工,准确高效

BAF 在前段扛冲击、稳生化,把 COD、氨氮、SS 大幅削下来;MDF 在后段拼深度、保达标,专门把 TN 进一步降到稳定 <10 mg/L。整个过程滤速快,效果好、能耗低。

工艺路线:进水 → 混合反应沉淀池 + 硫化反应沉淀池 → 无堵塞曝气生物滤池(BAF)→ 上向流反硝化滤池(MDF)→ 磁混凝沉淀池 →消毒 → 达标排放

四、运行数据

无堵塞曝气生物滤池+ 上向流反硝化滤池实际进水与出水数据如下:

指标 (mg/L) 实际进水 设计出水(准Ⅳ) 实际出水 参照准Ⅲ类限值
CODcr <90 <30 <20 ≤20
BOD₅ <30 <6 <4 ≤4
SS <20 <15 <10 /
TN <25 <15 <10 /
TP <0.6 <2.0 <0.2 ≤0.2(河流Ⅲ类)
NH3-N <12 <1.5 <1.0 ≤1.0

成本与运行

直接运行费 0.27 元/m³,其中电耗 0.12 元/m³、碳源(乙酸钠)0.15 元/m³(注:上述直接运行费只含电耗与碳源,不含除磷/混凝药剂、人工、维护及折旧)。

五、经验可复制:适用于哪些废水

界首的价值,不只在单个项目。一级强化+BAF+MDF + 末段精处理的思路,对以下几类工业废水都有参照意义:

· 工业园区综合废水;

· 需要提标到准Ⅳ类甚至更高标准、对出水稳定性要求高的存量污水厂;

· 进水波动大、需要抗冲击保障稳定达标的排放水或回用水场景。

针对这些场景,都可以用这一套工艺确保出水达标:含有重金属的废水先经过强化一级处理,再由上向流反硝化滤池完成深度脱氮并截留残余悬浮物。

结语

工业废水深度处理的难,难在“共性”而非“个例”。界首把一个高抑制、强波动的项目,建设为稳定达到准Ⅲ类(TN 除外)的实证样本,说明工艺路径选对、每段职责分清楚,高难度水质也能稳定达标。深圳清泉的 BAF+MDF 路径,为同类工业园区污水厂提供了一份可复制的解决方案。

如需获取本项目完整技术资料或工艺选型建议,欢迎联系深圳清泉。

关于深圳清泉

深圳市清泉水业股份有限公司(以下简称深圳清泉)始创于 1995 年,是国家高新技术企业,为市政、工业、水产养殖等领域的客户提供专业的智能高效水处理解决方案和水处理装备。

深圳清泉是深圳市首批专精特新企业,拥有院士工作站、广东省工程技术研究中心,其“上向流反硝化滤池防堵塞技术”于 2020 年经住房和城乡建设部评估委员会(彭永臻院士牵头)认定为国际领先水平。公司产品应用于各类水处理项目建设或升级改造,业务遍布全国 30 多个省级行政区,成功实施项目 500 余个,并拥有电子与智能化、机电安装、市政工程总承包等资质。

深圳清泉将继续秉持“让水更清,生命更美”的使命,不断创新、不断为客户创造价值、不断推动行业进步,为成为国际品牌而努力。

关于作者: 生态环境保护网

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