山东某精细化工厂主要生产高附加值的特种化学品、医药中间体等。废水主要来源于车间脱溶脱盐后的工艺废水、洗釜水、真空系统排水、生活污水、地面冲洗水等，其中工艺废水为高浓度有机废水（高浓废水），其他为中低浓度有机废水（中低浓废水）。高浓废水中含有一股对甲砜基苯甲酸废水，对甲砜基苯甲酸分子式为C8H8O4S。

对甲砜基苯甲酸是抗生素和除草剂的重要中间体，为一种带苯环的砜类物质，在厌氧消化反应过程中有机硫化物会以硫酸盐或硫化物的形式释放到系统中，抑制产甲烷菌的活性，故对甲砜基苯甲酸废水不宜采用厌氧处理工艺。其他高浓废水主要含化学合成常用的有机溶剂及一些副产物，废水浓度高、成分复杂、可生化性差；中低浓废水主要是清洗废水和生活污水，成分较为简单，可生化性好。

为了提高废水处理效率，减少投资费用和运行成本，需按废水性质分类收集后按需进行预处理，再混合处理。根据国内外精细化工废水处理的报道，结合所产生废水的源强性质分析，综合废水采用水解酸化-上流式厌氧污泥床反应器（UASB）-改良型两级A/O-二沉池工艺进行处理；本工程为消除对甲砜基苯甲酸废水对生化系统的影响，单独对该股废水采用铁碳微电解-Fenton耦合预处理后超越厌氧单元，直接进入改良型两级A/O-二沉池处理。项目投产运行后达到预期效果，出水可满足《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T31962—2015）中A级标准。

1、废水水量、水质

该项目废水主要包括对甲砜基苯甲酸废水（30m3/d）、其他高浓废水（200m3/d）、中低浓废水（270m3/d），总设计规模为500m3/d。主要设计进出水水质指标如表1所示。

2、工程设计

2.1 工艺流程

对甲砜基苯甲酸废水在对酸废水池收集均质后，采用铁碳微电解-Fenton耦合预处理，结合微电解还原反应和羟基自由基的强氧化作用，破坏对甲砜基苯甲酸分子的结构形式，起到解毒作用；铁碳微电解-Fenton耦合预处理后的废水直接送至改良型两级A/O-二沉池进行生化处理。

其他高浓废水在高浓废水池收集均质，中低浓废水在中低浓废水池收集均质，通过各自配水泵送至综合调节池进行配水，保证进入后续处理系统的废水水质稳定可控。综合调节池废水先送至UC水解酸化池，一方面将大分子杂环的不溶性有机物水解为小分子的可溶性有机物，提高废水可生化性；另一方面可以实现部分有机氮的厌氧氨化作用。水解酸化出水进入UASB反应池，实现大部分COD的降解，并进一步实现有机氮的厌氧氨化。UASB出水进入改良型两级AO-二沉池，与经过高级氧化预处理的对甲砜基苯甲酸废水混合处理。改良型两级A/O工艺是在传统两级A/O的基础上进行改进的污水处理工艺，其实质是在好氧池增加固定式平板填料，采用传统活性污泥法和生物膜法相结合的处理方式，实现AO系统高效的脱氮除碳效果。经过该工艺流程处理后，出水水质实现了稳定达标排放。污水处理过程中产生的物化污泥、生化污泥收集浓缩后，通过板框脱水机降低含水率，实现污泥减量化。废水处理工艺流程如图1所示。

2.2 主要工艺单元设计参数

2.2.1 收集单元

收集单元分为2座对甲砜基苯甲酸废水池、2座高浓废水池、1座中低浓废水池，实现源头分类收集。每座收集池内配套潜水搅拌机，用于废水的搅拌均质。各收集池采用半地上式的钢砼结构，内部进行防腐处理。2座对甲砜基苯甲酸废水池总池容为200m3，水力停留时间（HRT）为160h；2座高浓废水池总池容为200m3，HRT为24h；1座中低浓废水池池容为300m3，HRT为26.7h。

2.2.2 对甲砜基苯甲酸废水铁碳微电解-Fenton耦合预处理单元

对甲砜基苯甲酸废水铁碳微电解-Fenton耦合预处理单元，1座，处理能力为3m3/h，含铁碳微电解反应区、Fenton加药区、Fenton氧化区、Fenton脱气区、混凝沉淀区，采用碳钢防腐成套设备。铁碳反应区pH=3，填料层HRT为2h，Fenton反应区停留时间为2h，Fenton脱气区停留时间为1h。沉淀区排泥采用渣浆泵。

2.2.3 综合调节配水单元

综合调节池，2座，交替运行。调节池内配套潜水搅拌机，用于废水的搅拌均质。调节池采用半地上式的钢砼结构，内部进行防腐处理。单座尺寸15.0m×10.1m×7.0m，单座有效容积为984m3，单座HRT为50h。调节池出水通过离心泵送至后续生化处理单元。

2.2.4 生化处理单元

水解酸化池，1座，利旧厂区的碳钢储罐，直径6m，高度12m，罐体内部进行防腐处理，有效容积为325m3，HRT=16.6h。本项目水解酸化采用专利工艺包，上流式耦合水解酸化池，即UC水解工艺包。UC水解反应器自下而上依次为点对点布水区、污泥反应区、沉淀耦合反应区、出水区，在沉淀耦合反应区倾斜设置平板填料促进泥水分离，UC水解设计上升流速为1m/h。

UASB配水池，1座，采用半地上式的钢砼结构，内部进行防腐处理。尺寸6.0m×0.8m×7.0m，有效容积为33.6m3，HRT为1.7h。配水池中设置在线pH计，与液碱加药系统连锁；同时设置蒸汽加药系统，维持UASB反应池温度不低于35℃。

UASB反应池，2座，采用半地上式的钢砼结构，内部进行防腐处理。单座尺寸10m×8m×9m，总有效容积为1360m3，总HRT为69.4h，容积负荷为1.7kg/（m3·d）（以COD计）。UASB采用底部进水系统，设计布水上升流速为0.7m/h；配套三相分离器，材质纤维增强塑料（FRP）；UASB产生沼气收集后采用干式脱硫加燃烧处理。

改良型两级A/O-二沉池，1座，采用半地上式的钢砼结构，内部进行防腐处理。一级A池尺寸6.0m×4.8m×7.8m，有效容积为201m3，HRT为9.8h，反硝化负荷为0.5kg/（m3·d）（以TN计）；一级O池尺寸18.0m×12.0m×7.8m，有效容积为1512m3，HRT为72.6h，容积负荷为0.99kg/（m3·d）（以COD计），硝化液回流比为200%~400%，设置在线pH，连锁液碱加药系统，补充硝化反应的碱度，一级O池设置固定床平板填料，维持系统污泥质量浓度在6g/L以上，保证整个系统的抗冲击负荷；二级A池尺寸6.0m×2.5m×7.8m，有效容积为105m3，HRT为5h，二级A池设置碳源投加系统，满足反硝化碳源需求；二级O池尺寸6.0m×2.5m×7.8m，有效容积为105m3，HRT为5h；二沉池尺寸6.0m×6.0m×7.8m，有效容积为252m3，表面水力负荷为0.58m3（/m2·h），二沉池设置中心导流筒、刮泥机、出水堰，污泥回流比为100%。一级A池、二级A池中安装潜水搅拌机，搅拌功率设置为12W/m3，保证泥水混合均匀；一级O池、二级O池设置可提升微孔曝气器，风机采用节能型磁悬浮风机。

2.2.5 排放水池

排放水池，2座，1座进水监测，另1座排放。排放水池采用半地上式的钢砼结构，内部进行防腐处理。单座尺寸7.3m×3.9m×7.0m，总有效容积为368m3，总HRT为17.7h。

2.2.6 污泥处理单元

污泥浓缩池，2座，采用半地上式的钢砼结构，内部进行防腐处理，单座尺寸3.9m×3.5m×7.0m，总有效容积为177m3。污泥脱水采用板框脱水机，滤液进入滤液收集池，滤液池1座，采用全地下式的钢砼结构，内部进行防腐处理，尺寸3.5m×3.0m×4.0m，总有效容积为36.7m3。

3、运行效果

3.1 对甲砜基苯甲酸废水预处理单元

正常投运期间连续2周内铁碳微电解-Fenton耦合反应装置对COD的去除效果如图2所示。

由图2可知，进水COD在一定范围内波动，经过预处理装置处理后，COD去除率为11%左右，起到一定的COD降解效果。

3.2 UC水解酸化+UASB处理单元

正式运行期间一个月内COD、NH3-N、TN的监测数据如图3所示。

由图3可知，系统进水COD为5000~7000mg/L，经UC水解酸化处理后，COD降到4000~6000mg/L，再经UASB处理后，COD可进一步降到2500mg/L以下，UC水解酸化+UASB处理单元的综合去除率达到65%~70%；废水经过UC水解酸化+UASB处理后TN浓度有所下降，调节池进水TN为160~250mg/L，出水TN为150~230mg/L，TN降解主要是微生物同化作用，用于微生物自身合成；废水经过UC水解酸化+UASB处理后NH3-N浓度上升，调节池进水NH3-N为100~160mg/L，出水NH3-N为130~200mg/L，表明废水中部分有机氮经过厌氧氨化作用，完成有机氮转化为氨氮的过程。

3.3 改良型两级AO-二沉池处理单元

正式运行期间连续1个月改良型两级AO-二沉池系统的COD、NH3-N、TN去除效果监测如图4所示。

由图4可知，改良型两级A/O-二沉池进水COD约为3000~3300mg/L，出水COD约为200~470mg/L，出水COD可控制在500mg/L以下，COD平均去除率可达到89%；改良型两级A/O-二沉池进水NH3-N约为120~190mg/L，出水NH3-N约为2~7mg/L，出水NH3-N可控制在45mg/L以内，NH3-N平均去除率可达到98%；改良型两级A/O-二沉池进水TN约为150~230mg/L，出水TN约为20~50mg/L，出水TN可控制在70mg/L以内，TN平均去除率可达到83%。

4、经济技术分析

该工程稳定运行后实际综合废水处理量约为460m³/d，直接运行费用包括人工费、电费、药剂费、蒸汽费和污泥处置费用。其中人工费为1.32元/m3，电费为5.45元/m3，药剂费为3.58元/m3，蒸汽费用为1.57元/m（3主要用于低温气候时UASB反应池的升温），本项目产生污泥脱水后送入厂内危废焚烧系统处理，因此暂不计污泥外运处置费，以上直接运行费用合计为11.92元/m3。

5、结语

对甲砜基苯甲酸废水可生化性差，对厌氧有抑制作用，属于难降解废水。工程实践表明，单独对对甲砜基苯甲酸废水进行铁碳微电解-Fenton耦合预处理后超越厌氧单元，直接进入改良型两级A/O-二沉池，与其他经过UC水解酸化-UASB处理的废水混合继续进行生化处理，可以有效去除废水中的COD、NH3-N、TN，污水站出水COD、NH3-N、TN的平均去除率分别达到了89%、98%、83%，废水处理装置能够稳定达标运行，出水满足《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T31962—2015）中A级标准，COD≤500mg/L，NH3-N≤45mg/L（以N计），TN≤70mg/L（以N计），直接运行费用为11.92元/m3。采用本工程分类收集、分质处理的组合工艺，运行稳定、抗冲击能力强，可为含对甲砜基苯甲酸的高浓废水处理设计提供参考。