某公司主要生产卷帘、百折帘等窗饰面料，生产过程中产生喷淋废水、洗桶废水及生活污水。因含有漆物颗粒、涂料溶剂和助剂等有机物染料，废水的COD和氨氮含量较高。

对该公司提供的废水水质和水量数据进行分析，确定污水处理站的设计处理能力为60 m³/d，出水水质应达到园区污水处理厂接管标准。各种类型的废水水质和水量设计数据及接管标准见表1。

本工程设计在选择工艺流程时主要考虑以下因素：

（1）喷淋废水、洗桶废水中含有油漆颗粒、涂料、助剂等，COD较高，需进行分质预处理。喷淋废水采用Fenton法+中和+混凝沉淀法^〔1-2〕进行预处理，洗桶废水采用混凝沉淀法进行预处理。

（2）考虑到经预处理的喷淋废水、洗桶废水和生活污水混合后COD接近2 000 mg/L，氨氮约45 mg/L，确定采用缺氧、好氧生物联合处理技术^〔3〕。

工程设计最终确定采用物化预处理（Fenton氧化、中和、混凝沉淀）-水解酸化-接触氧化-MBR工艺处理该废水，整个工艺流程见图1。

喷淋废水经泵提升至调节水箱调节水质、水量后，进入Fenton反应池，加入Fenton试剂氧化水中难降解污染物，出水加碱调节pH并投加PAM后进入混沉池2沉淀去除絮凝物。洗桶废水经混凝沉淀后，与混沉池2出水、生活污水一起进入水解酸化池混匀，经过接触氧化和MBR工艺处理后接管排放。

混凝反应池、混沉池1、Fenton反应池、中和池、混沉池2、水解酸化池、接触氧化池、MBR池、污泥池采用一体化设备，总尺寸14.5 m×4.0 m×4.5 m，碳钢防腐。

（1）混凝反应池。1座，尺寸1.0 m×0.5 m×1.5 m，有效水深1.3 m，超高0.2 m，有效容积0.65 m³，HRT=62 min，配备PAC、PAM加药系统。

（2）混沉池1。1座，尺寸2.0 m×1.0 m×4.5 m，有效容积5.6 m³，HRT≈9 h，池内设置斜管填料。

（3）Fenton反应池。1座，尺寸3.0 m×2.5 m×4.5 m，有效水深4.2 m，有效容积31.5 m³，HRT=21.6 h，配备酸、双氧水、硫酸亚铁加药系统。

（4）中和池。1座，尺寸2.5 m×1.0 m×1.0 m，有效水深0.7 m，有效容积1.75 m³，HRT=72 min，配备碱加药系统。

（5）混沉池2。1座，尺寸4.0 m×2.0 m×4.5 m，有效容积20.8 m³，HRT=14.2 h，池内设置斜管填料。

（6）水解酸化池。1座，尺寸为4.0 m×2.5 m×4.5 m，有效水深3.9 m，HRT=15.6 h。水解酸化池内设置D=150 mm立体弹性填料20 m³，填充率为51.3%。通过水解酸化提高废水的B/C。

（7）接触氧化池。1座，尺寸5.0 m×2.0 m×4.5 m，有效水深3.8 m，HRT=15.2 h。池内设置D=150 mm立体弹性填料20 m³，填充率为52.6%，配备膜片式微孔曝气器27套。

（8）MBR池。1座，尺寸5.0 m×2.0 m×4.5 m，有效水深3.7 m，HRT=14.8 h。池内设置膜组件，配备膜片式微孔曝气器27套。

（9）污泥池。1座，尺寸3.0 m×2.5 m×4.5 m，有效水深4.2 m。

（10）洗桶废水池。1座，地下式，钢砼结构，有效容积15 m³。利用泵将废水提升至混凝反应池进行处理。

本工程配套设备还包括污水提升泵、罗茨风机、污泥回流泵、螺杆泵、压滤机等^〔4〕。

本污水处理站调试时，先通过实验室小试确定Fenton工艺最佳运行参数，然后指导工艺运行。

根据纪振等^〔5〕的研究，Fenton工艺小试采用2.5 L玻璃烧杯进行投药试验，废水取样量为1.0 L，主要研究H₂O₂投加量、n（H₂O₂）/n（Fe²⁺）、废水初始pH、反应时间等条件对COD（采用快速消解分光光度法测定）去除效果的影响。本工程小试将H₂O₂投加量分别设为40、60、80、100、120 mL/L，n（H₂O₂）/n（Fe²⁺）分别设为1∶2、1∶1、2∶1、3∶1、4∶1，废水初始pH分别设为1.0、2.0、3.0、4.0，反应时间分别设为0、40、80、120 min。

将废水初始pH调为3.0，n（H₂O₂）/n（Fe²⁺）设为2∶1，反应时间设为80 min，研究不同H₂O₂投加量对COD去除效果的影响，结果见图2。可见，当H₂O₂投加量为80 mL/L时，COD的去除率最高，可达51.2%。

确定H₂O₂投加量为80 mL/L，废水pH调为3.0，反应时间定为80 min，研究不同n（H₂O₂）/n（Fe²⁺）对COD的去除效果，结果见图3。可见，n（H₂O₂）/n（Fe²⁺）对COD的去除率影响不明显，当n（H₂O₂）/n（Fe²⁺）=3∶1时，COD去除率最高，可达53.7%。

确定H₂O₂投加量为80 mL/L，n（H₂O₂）/n（Fe²⁺）为3∶1，反应时间定为80 min，研究不同初始pH对COD去除效果的影响，结果见图4。可见，初始pH对COD的去除率有较大影响，当初始pH为3.0时，COD去除率可达53.7%；当pH降低时，COD去除率变化不大。因此，从节约成本的角度考虑，建议选择初始pH为3.0。

确定H₂O₂投加量为80 mL/L，n（H₂O₂）/n（Fe²⁺）为3∶1，初始pH为3.0，研究不同反应时长对COD去除率的影响，结果见图5。反应开始后，随时间延长，COD的去除率上升较快，反应80 min时，COD去除率可达53.7%；80 min后COD去除率上升趋于平缓，当反应120 min时，COD去除率达到最高，为57.4%；120 min后COD去除率基本不变。考虑经济因素，最佳反应时间选择80 min时所需反应池的池容较小，较为经济。

根据小试试验，本工程Fenton工艺采用的运行条件为：H₂O₂投加量为80 mL/L，n（H₂O₂）/n（Fe²⁺）为3∶1，初始pH为3.0，反应时间为80 min。

本工程生化系统包括水解酸化、接触氧化和MBR这3个单元。

从园区同类型企业污水处理站取若干量浓缩污泥投入水解酸化池，用生活污水浸泡2 d后，向池中注入混合污水，系统进入调试运行。调试阶段将污泥池污泥回流至水解酸化池，控制回流比为1∶3，以增加水解池内的微生物数量。

水解酸化池调试的同时，取若干量浓缩污泥投加到接触氧化池和MBR池中，然后将混合污水注满全池，闷曝2 d后观察接触氧化池的挂膜情况。本工程闷曝2 d后即进入启动阶段，此时物化预处理系统正常运行，经过预处理的废水和生活污水一起进入生化系统。启动阶段需每天监测接触氧化池和MBR池的出水COD，同时测定接触氧化池和MBR池的DO，控制接触氧化池和MBR池中的DO为2~4 mg/L。运行2周左右，接触氧化池填料成功挂膜，MBR池出水COD趋于稳定，整套污水处理系统即可投入正常运行。

该工程目前已运行近1 a，对污水处理站各工艺段水质数据进行监测，结果见表2。可以看出MBR池出水COD<200 mg/L，氨氮<20 mg/L，能稳定达到接管要求。

该工程主要采用一体化设备，土建工程量较小，土建费用为18.32万元，设备费用为101.26万元，总投资为119.58万元。经过核算，污水处理系统运行成本为19.63元/m³，其中电费为5.29元/m³，药剂费为12.54元/m³，人工费为1.8元/m³。

（1）采用物化预处理-水解酸化-接触氧化-MBR工艺处理窗饰喷涂废水，运行结果表明：出水COD低于200 mg/L，氨氮低于20 mg/L，能达到地方接管要求。

（2）物化预处理工艺段（Fenton氧化+中和+混凝沉淀）对废水中COD的去除率可达40%，有效降低了生物处理工艺的负荷。