本书以技术研究与工程实际相结合，全面、系统地阐述了化工园区废水强化处理技术及工程应用。全书共7章，分别介绍了化工园区废水处理生物强化组合技术及其工程应用，精细化工园区、印染工业园区和制药工业园区废水综合治理成套技术与工程应用，维生素C废水深度处理关键技术与应用工程示范，化工园区废水长效稳定运营机制与智能化控制技术，是本研究项目组十多年从事化工园区废水处理研究的大量成果与工程实践的系统总结。
出版社: 科学出版社; 第1版 (2017年11月1日)
精装: 272页
语种： 简体中文
开本: 16
ISBN: 9787030523891
条形码: 9787030523891
商品尺寸: 23.9 x 16.5 x 2 cm
商品重量: 599 g
品牌: 科学出版社
ASIN: B077Y2BHMR
装帧：圆脊精装
商品重量：0.4kg
《化工园区废水强化处理技术及工程应用》可供从事环境工程的科研人员、设计人员、工程技术人员以及大专院校环境保护专业的教师及学生阅读、参考。
本书以技术研究与工程实际相结合，全面、系统地阐述了化工园区废水强化处理技术及工程应用。全书共7章，分别介绍了化工园区废水处理生物强化组合技术及其工程应用，精细化工园区、印染工业园区和制药工业园区废水综合治理成套技术与工程应用，维生素C废水深度处理关键技术与应用工程示范，化工园区废水长效稳定运营机制与智能化控制技术，是本研究项目组十多年从事化工园区废水处理研究的大量成果与工程实践的系统总结。
前言
第1章绪论1
1.1化工园区废水处理概况及新技术需求1
1.2化工园区废水强化处理技术研究1
1.2.1化学法1
1.2.2物理法5
1.2.3生物处理法9
参考文献12
第2章化工园区废水处理生物强化组合技术研究14
2.1UASB—MBBR絮凝沉淀组合工艺处理甲胺磷废水14
2.1.1UASB—MBBR组合工艺的启动及运行过程14
2.1.2二级絮凝沉淀调试及运行分析16
2.2EGSB—MBBR组合工艺处理高强高模PVA纤维废水17
2.2.1工艺A（维生素C颗粒污泥）处理丁烯醛、聚酯混合废水研究17
2.2.2工艺B（柠檬酸颗粒污泥）处理丁烯醛、聚酯混合废水研究20
2.3A—A—O—MBBR组合工艺处理焦化废水24
2.3.1A1—A2—O—MBBR工艺的启动25
2.3.2A—A—O—MBBR工艺处理焦化废水的工艺参数研究33
2.3.3系统稳定运行实验45
2.3.4A—A—O—MBBR工艺处理过程中特征污染物变化研究46
参考文献51
第3章精细化工园区废水综合治理成套技术与工程应用53
3.1项目背景和工艺选择53
3.1.1江苏扬子江国际化工园概况53
3.1.2主要研究内容54
3.2点源废水计算机网络动态监控系统54
3.2.1点源废水信息调查及水质分类54
3.2.2点源废水Bayesian收费机制研究56
3.2.3化工园废水排放在线监控计算机系统59
3.3精细化工园区工业废水预处理优化技术66
3.3.1电解氧化法预处理染料废水66
3.3.2化学絮凝法预处理染料废水71
3.3.3臭氧氧化法预处理染料废水74
3.3.4水解法预处理染料废水75
3.4精细化工园区工业废水生物强化处理技术79
3.4.1高效生物流动床80
3.4.2间歇式曝气生物颗粒床83
3.5精细化工园区工业废水尾水处理技术85
3.5.1工艺流程及尾水水质86
3.5.2土地渗滤系统处理化工园区工业尾水86
3.6工程运行及经济技术分析87
3.6.1张家港保税区废水处理系统的运行结果87
3.6.2经济技术分析88
参考文献89
第4章印染工业园区废水综合治理成套技术与应用工程示范90
4.1项目背景和方案选择90
4.1.1项目背景90
4.1.2水质情况90
4.1.3工艺特征和原理93
4.2多重循环协同强化工艺96
4.2.1调节池97
4.2.2厌氧池97
4.2.3缺氧池97
4.2.4好氧池97
4.2.5二沉池98
4.2.6折板絮凝池98
4.2.7物化沉淀池98
4.2.8污泥池98
4.3集中处理的调节作用98
4.4厌氧反应器的处理性能研究100
4.4.1厌氧反应器处理废水性能的研究100
4.4.2厌氧反应器处理性能影响因素105
4.4.3内回流对厌氧反应器污泥性状的影响111
4.5缺氧／好氧反应器的处理性能研究116
4.5.1缺氧／好氧反应器处理有机物性能的研究116
4.5.2好氧生物处理过程控制及污泥性能119
4.6混凝沉淀处理生化出水121
4.7工程运行及经济技术分析123
4.7.1生产运行情况123
4.7.2经济技术分析124
参考文献127
第5章制药工业园区废水综合治理成套技术与应用工程示范129
5.1项目背景和方案选择129
5.1.1项目背景129
5.1.2水质情况129
5.1.3工艺流程130
5.2废水水质的不确定性研究132
5.2.1确定原始序列的概率分布133
5.2.2马氏链的模拟133
5.2.3模拟序列的确定134
5.3水解酸化预处理技术134
5.4MBBR生物强化处理138
5.5水解酸化MBBR氧化沟组合工艺141
5.5.1工艺运行情况141
5.5.2种群多样性分析144
5.6经济技术分析147
参考文献147
第6章维生素C废水深度处理关键技术与应用工程示范149
6.1项目背景和方案选择149
6.1.1项目背景149
6.1.2水质情况149
6.1.3方案选择152
6.2维生素C废水电解氧化预处理研究152
6.2.1实验材料和方法152
6.2.2实验结果154
6.2.3小结157
6.3维生素C废水UBF—MBBR生物强化一体化反应器深度处理研究158
6.3.1实验材料和方法158
6.3.2结果与讨论160
6.3.3小结172
6.4维生素C废水深度处理工业化示范装置研究174
6.4.1材料及方法174
6.4.2结果及讨论177
6.4.3小结182
参考文献182
第7章化工园区废水长效稳定运营机制与智能化控制技术研究184
7.1概述184
7.2工业废水处理工艺设计专家系统的构建184
7.2.1工业废水处理系统数据库的构建184
7.2.2信息获取与工艺初选187
7.2.3带权邻接矩阵与工艺评估193
7.2.4工业废水处理工程图输出199
7.2.5系统的设计与实现202
7.2.6小结210
7.3基于不确定原理的工业园区废水系统处理技术研究210
7.3.1工业园区废水水质的不确定性研究210
7.3.2工业园区废水处理工艺选择与优化的不确定性研究216
7.3.3工业园区排污收费模型及不确定性研究234
7.3.4工业园区污水处理厂综合评价模型的不确定性研究243
7.3.5工业园区废水处理智能化管理系统的构建251
7.3.6小结269
参考文献269
第1章 绪论.
1.1 化工园区废水处理概况及新技术需求
目前，化学工业园区(简称化工园区）建设是我国化工产业集群发展的新模式，随着化工园区的大力发展，由此带来的水污染和水资源问题已经成为制约其长足发展的障碍。化工园区企业排放的废水水质复杂，大多具有高酸度、高色度、高氨氮、高盐度、有毒物质含量高、水质水量变化大、可生化性差等特点，属典型的有毒难降解工业废水。园区内企业排放的废水经厂内预处理达到接管标准后排入化工园区污水处理厂进行集中处理，这是目前所提倡的工业废水集中处理方法。由于化工园区废水来源不同、水质差异较大，同时含有数量多、种类复杂的有毒有害物质，常规的物化和生化处理一般效果较差，难以达到排放要求，因此，研究和开发有效、经济的预处理及集中处理技术是实现化工园区废水稳定达标排放的关键。
1.2 化工园区废水强化处理技术研究
对于化工园区废水，国内外已研究和采用多种强化治理技术，主要从预处理、生物处理及尾水处理三方面进行强化，处理方法可分为化学法、物理法和生物处理法三类。
1.2.1 化学法
废水的化学处理法是利用化学反应的作用来分离、回收废水中各种形态的污染物质，有化学氧化法、絮凝沉淀法、电化学法、光催化氧化法等。
1. 化学氧化法
常见的化学氧化法包括臭氧氧化法、芬顿试剂氧化法、高温深度氧化法等。化学氧化法是解决化工园区废水脱色问题的有效方法之一，其原理是利用各种氧化手段将废水中的发色基团破坏而达到明显的脱色效果，一般用于处理高浓度、高色度的印染废水、造纸废水、发酵废水、焦化废水和电镀废水等。
1） 臭氧氧化法
由于废水排放标准提高，国内外对采用臭氧氧化法进行废水脱色都很重视。臭氧的氧化能力很强，其在水中的氧化还原电位为2.07V，氧化能力仅次于氟，比氯高1倍。由于臭氧的强氧化作用，其在脱色、杀菌、脱臭等方面具有显著的效果。臭氧即使在低浓度下也能瞬时完成氧化反应，并且无永久性残余、无二次污染(邓南圣，1995） 。臭氧氧化法具有不产生污泥和二次污染、臭氧发生器简单紧凑、占地少、容易实现自动化控制等优点，但也存在臭氧发生的设备费及处理废水成本高、不适合大流量废水处理等缺点。
2） 芬顿试剂氧化法
在高色度化工园区废水的脱色处理中，H2O2是经常使用的氧化剂，但单独使用H2O2时，其氧化能力较弱，当Fe2+存在时，H2O2的氧化能力增强。由Fe2+与H2O2组成的体系称为芬顿试剂，其脱色机理是H2O2与Fe2+反应产生强氧化性羟基自由基( OH），使染料分子断键而脱色，而且Fe2+又具有混凝作用，因此芬顿试剂处理易溶解的印染废水是国内外研究的热点。研究表明，采用铁屑H2O2氧化处理印染废水，在pH为1～2时，可使硝基酚类、蒽醌类印染废水脱色率达99%以上(崔淑兰等，1990）；利用小剂量的芬顿试剂处理含酚废水(张彭义，1996），可使废水中的有机污染物聚合，从而改变其水溶性，有利于絮凝脱色；用芬顿试剂处理偶氮、蒽醌、酞菁和次甲基等染料废水(Kuo，1992），发现在pH<3的条件下，色度平均去除率大于97%，化学需氧量(chemical oxygen demand，COD）平均去除率约90%，并发现温度对去除速率有很大影响，温度越低，去除速率越慢。
除此之外，采用芬顿试剂氧化法处理难生物降解的有毒、有害污染物可以将其直接矿化或通过氧化提高其可生化性。有研究采用芬顿氧化法预处理焦化废水时发现，焦化废水经芬顿氧化预处理不仅能取得较高的COD、挥发酚类物质去除率，而且能将其中难降解有机污染物氧化为较易生物降解的醇、醛、酮及有机酸等中间产物，有利于后续生物处理过程。
3） 高温深度氧化法
当前废水的高温深度氧化法主要包括湿式空气氧化法、超临界水氧化法及焚烧法。
湿式空气氧化法是指在125～350℃，压力保持0. 5～20. 67MPa，通入空气，使溶解或悬浮于废水中的有机化合物和无机还原物质，在液相中被氧化成一氧化碳和水的一种高浓度有机废水的处理方法。研究表明，采用湿式空气氧化法对香港工厂实际排放的印染废水［COD 10 000～40 000mg/L，生物耗氧量（biological oxygen demand，BOD5） 在5000～10 000mg/L］进行处理，在催化剂的存在下，COD、TOC的去除率达80%～90%(Lecheng，2000）。如何降低反应温度和压力，以及缩短处理时间是该方法的研究趋势。
超临界水氧化法是利用超临界水(温度>374℃、压力>22. 1MPa）作为介质来氧化分解有机物，是一种能彻底破坏有机物结构的高温深度氧化法。所谓超临界流体是指温度和压力分别高于其所固有的临界温度和临界压力时，热膨胀引起密度减小，而压力的升高又使气相密度变大，当温度和压力达到某一点时，气液两相的相界面消失，成为一均相体系，这一点就是临界点。超临界流体不仅具有类似液体的密度、溶解能力和良好的流动性的特点，同时又具有类似气体的扩散系数和低黏度的特点，该流体无论在多大的压力下压缩都不能发生液化，大多数有机化合物和氧都能溶解在超临界水中，形成一个有机物氧化的良好环境。有资料报道，采用此法对苯酚的氧化，可获得接近100%的转化率。
尽管该方法有许多优点，并且展现出良好的工业应用前景，但还有一些实际的技术问题需要解决，如反应条件较为苛刻（高温、高压） 、对设备材质要求高等。在超临界水中，由于无机盐溶解度小，因此在氧化过程中会有盐的沉淀，引起反应器和管路的堵塞。
焚烧法是指将含高浓度有机物的废水在高温下进行氧化分解，使有机物转化为无害的二氧化碳和水。它是废水高温深度氧化处理的最有效方法，也最容易实现工业化。一般对于COD>10g/L、热值>1. 05×104kJ/kg的高浓度废水用焚烧技术处理要比用其他技术更合理、更经济。高浓度有机废水焚烧时，其中的有机物经氧化最终分解为二氧化碳和水，而无机物生成盐和水。其反应式如下： C6H10O+8O26CO2+5H2O（1.1）2NaOH+CO2Na2CO3+H2O（1.2）
焚烧技术处理废水的基本流程如下：废水→预处理→蒸发浓缩→高温焚烧→废热回收→烟气处理→烟气排放。
预处理和蒸发浓缩的目的是去除废水中的悬浮物及提高废水中的有机物浓度以确保焚烧完全，废热回收和烟气处理是回收燃烧释放的热量以降低运行成本及避免二次污染。高温焚烧是流程中的关键工序，而焚烧炉又是焚烧技术的关键设备。自20世纪80年代以来提出了多种焚烧炉，近年来应用高科技出现了如熔融盐焚烧炉等新型焚烧炉，但目前常用的炉型有液体喷射焚烧炉、回转窑焚烧炉和流化床焚烧炉等(Lecheng，2000）。
2. 絮凝沉淀法
絮凝沉淀法是指向废水中添加一定的化学物质，通过物理或化学的作用，使原先溶于废水中呈细微状态，不易沉降、过滤的污染物，集结成较大颗粒以便分离的方法。所使用的添加剂既有无机化合物，也有有机化合物和高分子化合物，混凝剂选择适当，可使印染废水大幅度脱色，COD值和BOD值大幅度降低，提高被处理后废水的可生化性。难降解染料及助剂的广泛应用，相应引起废水生化性能下降，因此，混凝工艺一般被作为生化处理的前处理或强化处理的首选组合技术手段，在高浓度化工园区废水处理中得到广泛应用。
在化工园区废水处理中经常选用的无机絮凝剂主要包括铝盐和铁盐两大系列，此外还有镁盐。铝盐絮凝剂主要有硫酸铝(PAS）、聚合氯化铝(PAC）、明矾、聚合硅酸铝等。卢俊瑞(1999）用聚铝型絮凝剂处理溴氨酸活性染料生产废水，脱色率和COD去除率均在90%以上；苏玉萍等(1999）对上海某一丝绸印染厂的印染废水采用混凝法进行处理，脱色率可达93%，且PAC比其他絮凝剂所产生的矾花大，沉降速率快；洪金德等(1999） 用聚合硫酸铝对直接、硫化、分散染料处理的结果表明，在pH 5～7、用量>300mg/L时脱色率可达90%以上。
除了传统的絮凝剂，目前，有机絮凝剂、复合絮凝剂及微生物絮凝剂也是研究热点。有机高分子絮凝剂大体可分为人工合成类有机高分子絮凝剂和天然改性类有机高分子絮凝剂两大类。人工合成类有机高分子絮凝剂是利用高分子有机物分子质量大、分子链官能团多的结构特点，经化学合成的一类有机絮凝剂。絮凝法的主要优点是一次性投资较低，操作管理技术要求不高，针对不同水质选用合适的絮凝剂，其处理效果和处理成本均可控制在适当的水平。缺点为：对于某些废水，可能存在加药量大或絮凝剂昂贵的情况，导致运行成本偏高；适用范围窄，对可溶性的有色污染物质脱色效果差；产生大量化学污泥，对污泥的处理和处置进一步增加了运行成本和操作管理的难度，且容易造成二次污染；占地面积较大。
3. 电化学法
电化学法是处理化工园区废水的有效方法，广泛应用于各种工业废水的处理中。对可溶性电极在印染废水处理中电化学的研究表明，废水在直流电的作用下，污染物质颗粒被极化、电泳，同时在两极发生强氧化和强还原作用，使水溶性污染物被氧化或还原成低毒或无毒物质；还原型(或氧化型）色素被氧化(或还原）成无色。此外，在阴、阳两极还能发生凝聚、吸附、电气浮和氢的间接还原等净化废水作用。各类染料在电解处理时其去除率的大小顺序为硫化染料、还原染料>酸性染料、活性染料>中性染料、直接染料>阳离子染料。Simonsson(1997）采用高析氧电位电极(Sb/SnO2、Ti/RuO2、Ti/Pt）进行印染废水处理实验，结果表明，印染废水的COD去除率为80%～90%，且脱色效果良好。李长海(1999）以圆桶型铁板作为电极，用导流电法处理染料废水，脱色率可达96%，COD去除率达90%。电化学法处理印染废水具有设备小、占地少、运行管理简单、COD去除率高和脱色效果好等优点，但也有沉淀生成量大及电极材料消耗量大、运行费用较高等缺点(Simonsson，1997）。
4. 光催化氧化法
利用光催化氧化法处理印染废水是一种新颖而有前途的方法。原理是利用氧化剂H2O2和O3在化学氧化和紫外线(UV）辐射的共同作用下，使系统的氧化能力和反应速率大大加快，从而加快废水处理速率，达到预期的处理要求。但是，在紫外线的作用下进行反应时，由于有机废水中污染物自身的特性，反应选择性差，而且在很多竞争反应中会产生有毒性物质。同时，废水有机物的光解也常受其他竞争反应的干扰。其常用方法有TiO2/UV、H2O2/UV、O3/UV等。张桂兰等(1999）在旋转式光催化反应器中用UV/TiO2法降解染料废水取得很好的脱色效果。在优化条件下采用悬浮态TiO2时，偶氮染料的脱色率为98%；采用TiO2器壁固定时，偶氮染料的脱色率为78. 5%～91. 5%。吴海宝等采用开放式悬浮型光催化反应器，以太阳能中紫外线代替紫外灯，经过2h太阳能辐射后，阳离子蓝XGRRL染料废水的脱色率为80%～90%。陈菲力等(1997）采用TiO2薄层的平板式光催化反应器进行光催化降解废水中罗丹明染料的实验，结果表明，废水中罗丹明染料由10mg/L降低到0. 01mg/L。该技术具有低能耗、易操作、无二次污染、可完全矿化有机物等突出的优点，同时也存在反应时间长、费用高、催化剂效率低且不易回收、紫外灯的寿命较短和效率较低的缺点。光催化氧化技术对高浓度废水处理效果不太理想，但是光催化氧化工艺与混凝、生物处理技术相结合处理染料废水则可优劣互补(陈菲力等，1997）。
1.2.2 物理法
废水的物理处理法是指利用物理作用分离废水中主要呈悬浮固体状态的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质，常用的物理处理法有吸附法、气浮法、过滤法、微波法、膜分离法和新型物理处理技术等。
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