环保行业废水处理工艺操作指南

环保行业废水处理工艺操作指南在环保行业中，废水处理是实现污染物减排、水资源循环利用的核心环节。不同行业（如化工、印染、食品加工等）的废水因水质特性（污染物种类、浓度、酸碱度等）差异显著，需针对性选择处理工艺。本指南围绕预处理、物理处理、化学处理、生物处理、深度处理及污泥处置六大模块，结合实操经验，梳理关键工艺的操作要点、参数控制及问题应对策略，为从业者提供实用参考。一、预处理工艺：削减负荷，保障后续稳定运行预处理旨在去除大颗粒杂质、均衡水质水量，减少后续工艺的冲击负荷。（一）格栅拦截工艺原理：通过格栅（粗、中、细型）的机械拦截，去除废水中的悬浮物、漂浮物（如纤维、渣块），避免管道、设备堵塞。操作流程：1.选型安装：根据废水含渣量选择格栅类型（粗格栅栅距10-50mm，中格栅5-10mm，细格栅1-5mm），安装角度60-75°（便于栅渣滑落）。2.运行监控：实时观察栅渣量变化（如突然增多，需排查来水污染源），机械格栅每2-4小时检查传动部件（防止卡阻）。3.栅渣处置：人工/机械清理栅渣（每班1-2次），收集后送填埋场或焚烧（含油/有毒渣需特殊处理）。操作要点：栅条间距需与后续工艺匹配（如细格栅后接膜处理，栅距≤1mm）；雨季/生产波动期，增加清理频率，防止格栅过载。常见问题：格栅堵塞（水流不畅、电机过载）。应对：临时降低进水流量，人工清理栅条间杂物；若纤维类杂质多，更换为细格栅+水力筛网组合。（二）调节池均质调节原理：通过停留时间（8-24小时）和搅拌，均衡水质（pH、COD、温度）、稳定水量，避免后续工艺“冲击”。操作流程：1.监测调控：安装pH、COD、流量在线仪，但数据仅作参考，需结合人工取样检测（如印染废水需延长停留至12-24小时）。2.搅拌控制：机械搅拌（转速20-50r/min）或空气搅拌（气量0.1-0.3m³/(m²·h)），防止污泥沉淀。3.pH调节：酸性废水投加NaOH/石灰乳，碱性废水投加H₂SO₄/HCl，将pH控制在6-9（匹配后续生物/化学工艺）。操作要点：搅拌强度以“水体无明显分层”为准，避免过度搅拌导致能耗浪费；每月清理池底污泥（用泵抽吸或刮泥机），防止厌氧发臭。常见问题：水质波动大（如化工废水间歇性排放）。应对：增设“事故池”暂存高浓度废水，或采用“多池串联+分段搅拌”，延长均质时间。二、物理处理工艺：基于重力、截留的固液分离物理处理通过沉淀、过滤等手段，去除悬浮物（SS）、胶体，为后续工艺减负。（一）沉淀池（平流/竖流/辐流）原理：利用重力沉降，使悬浮物（如泥沙、絮体）从水体分离。操作流程：1.布水均匀：平流池进水端设穿孔墙（孔口流速≤0.15m/s），竖流池设中心管（流速≤0.03m/s），避免短流。2.参数控制：平流池水平流速10-25mm/s，停留时间1-3小时；出水堰负荷≤2.9L/(s·m)（防止悬浮物随水溢出）。3.排泥管理：间歇排泥（2-4小时/次，排泥量为池容的5-10%）或连续排泥（根据污泥浓度自动控制）。操作要点：污泥斗倾角≥60°（便于污泥滑落），定期检测污泥浓度（MLSS____mg/L为正常）；每季度清理池壁青苔、沉淀池死角（用高压水冲洗）。常见问题：出水SS超标（悬浮物未有效沉降）。应对：检查布水是否均匀（修复穿孔墙），投加助凝剂（如PAM0.1-0.5mg/L）强化絮凝；若污泥老化（沉降比＞30%），增加排泥量。（二）过滤工艺（砂滤/活性炭滤）原理：砂滤截留悬浮物，活性炭滤吸附有机物、脱色（如印染废水）。砂滤操作流程：1.滤层配置：上层细砂（粒径0.5-1.2mm，厚度0.5m）、下层粗砂（粒径1-2mm，厚度0.3m），总厚度0.7-1.2m。2.过滤/反冲：过滤流速8-12m/h，当水头损失达0.5-0.8m时，启动反冲洗（水冲洗强度12-15L/(s·m²)，时间5-10分钟；或气水联合冲洗，气冲强度15-20L/(s·m²)）。活性炭滤操作流程：1.滤料选择：柱状活性炭（粒径2-4mm，比表面积≥1000m²/g），滤层厚度0.8-1.5m。2.吸附/再生：过滤流速5-8m/h，当COD去除率＜50%时，启动再生（高温（____℃）或化学再生（NaOH溶液））。操作要点：砂滤前需经沉淀池预处理（SS＜50mg/L），防止滤层快速堵塞；活性炭滤定期检测“碘吸附值”（＜800mg/g时需再生）。常见问题：过滤阻力大（滤料板结）。应对：缩短过滤周期（从24小时减至12小时），反冲洗时加入空气扰动（气水比3:1），或更换部分老化滤料。三、化学处理工艺：通过化学反应去除污染物化学处理针对难生物降解的有机物、重金属、酸碱废水，通过混凝、氧化、中和等反应实现污染物转化/去除。（一）混凝沉淀原理：混凝剂（PAC、PAM）使胶体脱稳，絮凝成大颗粒（“矾花”），通过沉淀分离。操作流程：1.药剂投加：PAC投加量10-50mg/L（搅拌罐溶解，浓度5-10%），PAM0.1-0.5mg/L（稀释至0.1%后投加）。2.混合反应：快速搅拌（____r/min，1-2分钟，使药剂分散）→慢速搅拌（20-60r/min，10-20分钟，促进矾花成长）。3.沉淀分离：反应后废水进入沉淀池，停留时间1-2小时，上清液排放，污泥送脱水处理。操作要点：pH控制：PAC最佳pH6.5-7.5，PAMpH5-9（用pH计实时监测，偏离时投加酸碱调节）；搅拌强度：快速搅拌避免“过剪切”（矾花破碎），慢速搅拌避免“欠絮凝”（矾花细小）。常见问题：絮凝效果差（矾花小、沉降慢）。应对：调整pH（如酸性废水加NaOH调至中性），增加PAC投加量（梯度试验：10mg/L→20mg/L→30mg/L），或更换混凝剂（如聚合硫酸铁替代PAC，适应高色度废水）。（二）化学氧化（芬顿/臭氧氧化）1.芬顿工艺（处理难降解有机物，如制药废水）原理：H₂O₂与Fe²+产生·OH（强氧化性自由基），氧化分解有机物。操作流程：1.pH调节：废水调至pH3-4（用H₂SO₄）。2.药剂投加：投加FeSO₄（____mg/L）和H₂O₂（____mg/L，分批投加：先加1/3，反应30分钟后补加）。3.反应/后处理：搅拌反应1-2小时，调pH至7-8（加NaOH），沉淀分离污泥（送脱水）。操作要点：Fe²+与H₂O₂摩尔比1:2-1:5（避免H₂O₂无效分解）；反应池设“防腐蚀涂层”（如玻璃钢），防止酸性废水腐蚀设备。常见问题：COD去除率低（·OH产生不足）。应对：增加H₂O₂投加量（梯度试验：100mg/L→200mg/L→300mg/L），延长反应时间（从1小时增至2小时），或补充Fe²+（检测Fe²+浓度，不足时投加）。2.臭氧氧化（脱色、降解大分子有机物，如印染废水）原理：O₃的强氧化性分解有机物、破坏发色基团。操作流程：1.臭氧制备：臭氧发生器（空气/氧气源）产生O₃（浓度____mg/L）。2.接触反应：废水经曝气盘（微孔，孔径1-3mm）与O₃接触，气水比10-20:1，反应时间30-60分钟。3.尾气处理：臭氧尾气用活性炭吸附或催化分解（防止O₃泄漏污染空气）。操作要点：反应池水深3-5m（增加O₃溶解时间）；定期检查臭氧发生器电极（每季度清理一次，防止积垢）。常见问题：臭氧利用率低（O₃未充分溶解）。应对：优化曝气方式（改用“射流曝气”，增强气液混合），降低废水温度（O₃溶解度随温度升高而降低，可加冷却塔降温至25℃以下）。（三）酸碱中和原理：通过投加酸碱（如NaOH、H₂SO₄），将废水pH调至中性（6-9），保护后续设备、满足排放标准。操作流程：1.药剂选择：酸性废水投加NaOH（液体，浓度20-30%）或石灰乳（固体，配成5-10%悬浮液，成本低但易结垢）；碱性废水投加H₂SO₄（液体，浓度10-20%）或HCl（腐蚀性强，慎用）。2.自动控制：pH计（精度±0.1）联动加药泵，实时调节投加量（避免手动调节的滞后性）。3.反应搅拌：搅拌转速30-60r/min，确保酸碱与废水充分混合。操作要点：石灰乳投加后，需定期清理管道（每周一次，用高压水冲洗结垢）；中和污泥（如石灰污泥）脱水后送填埋，避免随意排放。常见问题：pH调节波动大（加药过量/不足）。应对：采用“两级中和”（一级粗调，二级精调），或在中和池后设“缓冲池”（停留10-20分钟，稳定pH）。四、生物处理工艺：利用微生物降解有机物生物处理是废水脱氮除碳的核心，分为好氧、厌氧、兼氧工艺，需根据水质（BOD/COD、氮磷含量）选择。（一）活性污泥法（A/O、MBR）1.A/O工艺（缺氧-好氧，脱氮除碳）原理：缺氧池（DO＜0.5mg/L）反硝化菌将NO₃⁻还原为N₂；好氧池（DO2-4mg/L）硝化菌将NH₄⁺氧化为NO₃⁻，同时降解有机物。操作流程：1.池体运行：废水进入缺氧池（停留时间2-4小时，机械搅拌转速20-40r/min）→好氧池（停留时间6-8小时，鼓风曝气，气量20-40m³/(m³·h)）→二沉池（停留时间1-2小时，污泥回流比____%，剩余污泥排放1-2%/天）。2.参数控制：污泥龄15-25天，MLSS（混合液悬浮固体）____mg/L，C/N比≥5（如不足，投加甲醇补充碳源）。操作要点：好氧池DO控制：用溶氧仪实时监测，低于2mg/L时增大曝气量；定期检测氨氮、总氮（脱氮效率＜70%时，调整回流比或碳源投加量）。常见问题：污泥膨胀（污泥沉降比＞30%，SVI＞150mL/g）。应对：降低污泥负荷（减少进水量），增加好氧池DO（抑制丝状菌），投加絮凝剂（PAM0.1-0.3mg/L），或排查有毒物质（如重金属、高盐废水冲击）。2.MBR工艺（膜生物反应器，替代二沉池）原理：生物池降解有机物，膜组件（中空纤维膜，孔径0.01-0.1μm）过滤出水，实现“泥水分离”。操作流程：1.膜池运行：废水进入生物池（DO2-6mg/L，MLSS____mg/L）→膜组件过滤（通量10-30L/(m²·h)）→产水排放，浓水回流至生物池。2.膜维护：每1-2小时反冲洗（水冲洗，强度10-20L/(m²·h)，时间1-3分钟）；每月化学清洗（柠檬酸或次氯酸钠溶液，浸泡2-4小时）。操作要点：膜通量控制：初始通量15L/(m²·h)，随污染增加逐步降低（避免“通量过载”导致膜不可逆污染）；生物池污泥浓度：MLSS＞____mg/L时，增加剩余污泥排放（防止膜堵塞）。常见问题：膜通量下降（膜污染）。应对：增加反冲洗频率（从2小时/次减至1小时/次），延长化学清洗时间（从2小时增至4小时），或更换“抗污染膜”（如PVDF材质）。（二）生物膜法（生物滤池/生物转盘）1.生物滤池（处理低浓度废水，如生活污水）原理：滤料（碎石、陶粒）表面生物膜（好氧/兼氧微生物）降解有机物。操作流程：1.布水/通风：旋转布水器（转速1-3r/min）均匀洒水，自然通风（滤料层孔隙率＞40%）或强制曝气（DO＜2mg/L时开启）。2.滤料维护：滤料负荷（BOD5负荷0.1-0.3kg/(m³·d)），生物膜厚度2-4mm（过厚时，气水联合反冲洗，强度5-10L/(s·m²)）。操作要点：布水器孔眼定期清理（每周一次，防止堵塞）；冬季（水温＜15℃）时，减少进水量（微生物活性降低）。常见问题：滤池堵塞（生物膜过厚+悬浮物积累）。应对：增加反冲洗频率（从3天/次增至1天/次），更换滤料（陶粒替代碎石，孔隙率更高），或强化预处理（如砂滤+生物滤池组合）。2.生物转盘（处理高氨氮废水，如养殖废水）原理：转盘（直径2-4m）浸没在废水中（浸没