橡胶轮胎厂高COD高氨氮废水处理案例

某大型轮胎制造企业综合废水处理与回用工程

项目背景

华东地区某轮胎制造企业年产能达1200万条，生产过程中产生大量高浊度、高COD、高氨氮的混合废水，主要来源于密炼、压延、硫化、冷却等工序。废水中含有天然橡胶、合成橡胶颗粒、炭黑、白炭黑、硫化促进剂、防老剂、锌盐、硫化物及可溶性有机物，成分复杂，生物毒性较高，传统生化法处理难度大。厂区原有处理系统处理能力不足，出水水质波动大，无法满足《橡胶制品工业污染物排放标准》特别排放限值要求，且水资源消耗量大。企业决定投资建设一座设计规模为5000 m³/d的综合废水处理与回用设施，目标为实现60%的水回用率。

处理工艺详述

本项目采用“分类预处理+物化强化+生化优化+深度处理与回用”的组合工艺路线。

1. 分类预处理系统：

生产车间实施清污分流。炭黑高浊废水进入专用调节池，通过“混凝沉淀+斜板分离”进行一级物化处理，去除90%以上的悬浮物。含锌废水（主要为促进剂分解产物）单独收集，采用“pH调节至9.5-10.5+高效混凝”工艺，使锌离子形成氢氧化锌并与有机物共沉淀，确保总锌去除率大于99%。含硫废水则通过微氧曝气催化氧化预处理，将硫化物转化为硫酸盐，消除对后续生化系统的抑制。各股预处理后的废水与低浓度冷却水、生活污水一并进入综合调节池，进行水质水量的均衡。

2. 物化强化处理单元：

综合废水首先进入高效混凝气浮系统。通过投加特制的复合混凝剂（聚合氯化铝与有机高分子絮凝剂复配）和微纳米气泡发生器，高效去除废水中残存的胶体颗粒、部分溶解性有机物及部分重金属离子。该系统COD去除率可达40%-50%，SS去除率大于90%，显著减轻后续生化单元负荷。

3. 生化优化处理单元：

此为处理核心，采用“水解酸化+A/O/O生物接触氧化+MBR”组合工艺。

水解酸化池：将大分子、难降解的橡胶有机物（如防老剂、促进剂中间体）开环断链，转化为小分子有机酸，改善废水可生化性，为后续硝化反硝化创造有利条件。

A/O/O生物接触氧化系统：即厌氧/缺氧/好氧三级串联。在好氧段采用高效立体弹性生物填料，附着生长大量专性菌种，针对橡胶废水中苯胺类、酚类等特征污染物具有较强的降解能力。该系统能高效完成有机物的降解以及彻底的硝化反硝化脱氮。设计水力停留时间总计超过48小时。

膜生物反应器（MBR）：替代传统二沉池，利用0.1μm孔径的中空纤维膜组件实现泥水高效分离，出水清澈，污泥浓度（MLSS）可维持在8000-12000 mg/L，极大地强化了生化处理效率，确保了出水氨氮、总氮的稳定达标。

4. 深度处理与回用单元：

为满足回用水质要求（用于循环冷却水、绿化、地面冲洗等），MBR出水后进入“臭氧催化氧化+浸没式超滤+反渗透”系统。

臭氧催化氧化：利用负载过渡金属的催化剂，激发臭氧产生羟基自由基，强力氧化分解生化出水中残留的微量难降解COD和色度，提高废水可生化性，并为后续脱盐工艺提供保护。

浸没式超滤：进一步去除微量悬浮物和胶体，确保SDI（污染指数）<3，是反渗透系统的可靠预处理。

反渗透系统：采用抗污染卷式膜元件，脱盐率>98%，产水电导率<100 μS/cm，满足回用标准。反渗透浓水经进一步减量化后，进入厂区蒸发结晶系统处理，最终固体废物委外处置。