為做好綠色化工園區建設的技術支撐，中國石油和化學工業聯合會化工園區工作委員會（以下簡稱“園區委”）于2021年7月首次啟動了“綠色化工園區適用技術”申報發布工作，旨在為相關單位開展綠色化工園區的建設篩選出一批實用的支撐技術，供化工園區及入園企業借鑒和選擇。

經自愿申報、園區推薦、文件審查、專家評審、網上公示等程序，評選出了涵蓋污染預防、環境綜合治理、資源綜合利用、生態保護與修復等領域的19項綠色化工園區適用技術。

園區委將2021年度“綠色化工園區適用技術”材料匯總，即日起在本平臺連載展示。

高濃度有機廢水綜合處理與能源化技術

——江蘇南大環?？萍加邢薰?/span>

1. 概述

本技術以具有較好可生化性的高濃度有機廢水為處理對象，采用外循環高效厭氧工藝裝備，實現對廢水中有機污染物的高效降解，并產生清潔能源沼氣和顆粒污泥產品，具有運行負荷高、沼氣產率高、抗沖擊能力強、處理效果穩定、顆粒污泥增殖快且不易流失、設備集成度高、占地面積小等優點，可在實現高負荷、高濃度有機工業廢水長期穩定達標處理的同時，實現碳減排、沼氣發電以及顆粒污泥資源化等節能環保和資源回用目標，并且大幅降低污水處理系統生化污泥排放量和處置量，降低裝置占地面積，提高系統穩定性，節約投資和運行成本。

本技術適用于食品、酒精、造紙、中藥提取類及部分合成類制藥等行業高濃度有機廢水的綜合治理，可實現對廢水中有機污染物的能源化轉化和高效去除。

本技術可與園區廢水同質化分質處理的理念相結合，將有效提升化工園區污染治理和資源綜合利用的整體水平，對促進行業綠色發展具有重要意義。

2. 技術特點

傳統厭氧反應器如上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧復合床（UBF）、厭氧折流板反應器（ABR）、水解法等，存在運行負荷低，顆粒污泥易流失且增殖速率慢、處理效率不穩定、沼氣產率低、對進水水質水量波動的抵抗能力差等問題，在現有各類高濃度有機廢水處理工程案例中，厭氧單元的有機負荷普遍低于10kgCOD/(m3?d)，COD去除率低于90%，且沼氣資源未能綜合利用。本技術厭氧反應器與傳統厭氧反應器相比，在水質水量波動大的情況下，能有效控制污水與顆粒污泥的充分混合，運行穩定，產氣均勻；不會產生腐蝕，無臭氣外溢，無需設置單獨的沼氣緩沖柜；大大減輕跑泥、顆粒污泥鈣化的問題，提高了污水處理效率，具體參數對比見表1。

表 1   本技術與其他厭氧工藝技術對比

創新和應用亮點：

（1）能耗物耗低：較傳統工藝占地減少約50％，能耗降低30%以上。

（2）二次污染可控：反應器采用全密封正壓設計，無臭氣外溢。

（3）資源化能源化：在保障高有機廢水穩定達標的同時，產生清潔能源沼氣和顆粒污泥，實現環境效益和經濟效益的統一。

（4）設施運行穩定：工藝耐沖擊負荷能力強，運行維護簡單。

（5）創新服務模式：可與化工園區廢水同質化分質處理模式相結合，為區內具有良好可生化性的高濃有機廢水（中藥類廢水、酒精類廢水以及油脂類廢水等）提供專業化集中處理服務，降低相關企業的治污成本和園區環境風險，并且項目發電可并入國家電網為園區供電，為實現碳減排目標提供支持。

3. 成熟穩定與適用性

工業廢水有機污染是環境污染的重要來源，生化厭氧工藝是最常用的有機廢水處理工藝之一。本技術裝備采用外循環顆粒污泥厭氧技術，應用于高濃度有機廢水的治理，克服了傳統厭氧工藝運行負荷低、顆粒污泥易流失且增殖速率慢、處理效率不穩定、沼氣產率低、對進水水質水量波動的抵抗能力差等問題，在實現高負荷、高濃度有機廢水長期穩定達標處理的同時，實現沼氣發電綜合利用以及顆粒污泥資源化，并且大幅度降低污水處理系統生化污泥排放量和處置量。在實現對廢水中有機污染物的高效降解的同時，具有運行負荷高、抗沖擊能力強 、設備集成度高、占地面積小等優點。

沼氣是具有經濟價值的能源，本技術產生的沼氣甲烷含量達60%以上，可用于沼氣發電、沼氣產熱（熱水、熱蒸汽）、沼氣提純（天然氣）等。另一方面，作為厭氧反應器接種用的優質厭氧顆粒污泥目前處于供不應求，本技術產出的高品質顆粒污泥活性物質VSS達到80％以上。兩者均可作為產品外賣，獲得經濟收益，有效降低企業環保成本，將環境保護、清潔能源、循環節約集為一體。

本技術適用于制藥、造紙、釀造、食品等行業高濃度有機廢水的治理，相對于其它處理技術在技術、經濟、環境效益等方面均有較大的競爭優勢，尤其適合在大中型企業及園區中推廣應用，具有廣闊的發展前景與市場潛力。

本技術已在江蘇省泰興經濟開發區建成6000 m3/d規模的廢水處理示范工程，于2017年9月底系統并網發電，目前已穩定運行近4年，至今運行情況良好，污水處理持續穩定達標排放，工藝流程圖見圖1。

圖  1   工藝流程示意圖

（1）外循環控制水、泥充分混合—高有機負荷

（2）兩層分離設計—大容量、工藝穩定

（3）高效的三相分離器、布水裝置—減輕跑泥、顆粒污泥鈣化問題

（4）全密封正壓設計—無需外置貯氣罐、無異味

4. 應用效果

以南大環?？萍挤仗┡d有限公司6000 m3/d廢水處理工程為例，該項目主要接納處理泰興經濟開發區內的高濃有機廢水（如江蘇濟川制藥有限公司生產產生的主要含有多糖類、植物蛋白、生物堿、甙類、木質素、色素等天然有機物的中藥制藥廢水）進行資源化處理，處理出水各項指標均達到一定標準后，最終接至園區污水廠進一步處理。經本技術處理后，廢水COD由15000mg/L以上降至500mg/L以下，有機負荷率約20-25 kgCOD/m3·d；沼氣產生效率約440m3/t-COD，脫硫后甲烷含量81%以上；顆粒污泥含固率約10%，活性物質VSS大于80%；噸水發電量約8.5 kwh（每方沼氣可發電2.5-3kwh）。

5. 經濟性分析

以上述示范工程為例，工程投資約7000萬元，其中設備成本占項目總投資的比例約73%；運行成本約3-6元/噸廢水（含電費（按0.7元/度計算）、藥劑費、人工費、沼氣凈化費）；年沼氣發電量約2300萬千瓦時，折合標準煤約0.8萬噸（按0.35kg/度計），產出高品質厭氧顆粒污泥約2700噸；年運行成本約960萬元；年運行收益可達約1558萬元（按上網電價為0.646元/度，顆粒污泥外賣價格為1500元/噸計）。