黃玉華 曹 水 亓秀紅

(山東晉煤明水化工集團(tuán)有限公司山東章丘250200)

?

200 m3/h污水處理裝置運行總結(jié)

黃玉華 曹 水 亓秀紅

(山東晉煤明水化工集團(tuán)有限公司山東章丘250200)

0 前言

山東晉煤明水化工集團(tuán)有限公司于2013年9月啟動搬遷工程，原100 m3/h A/O污水處理裝置已不能滿足日益增長的廢水處理量和提高的水質(zhì)指標(biāo)要求。2014年，經(jīng)過多方考察論證，決定采用徐州水處理研究所A/SBR污水處理技術(shù)，投資2 200萬元新建1套200 m3/h污水處理裝置，并于2014年5月建成投入試運行。新建的A/SBR污水處理裝置經(jīng)過了調(diào)試運行和正式運行考驗，表現(xiàn)出了技術(shù)先進(jìn)性、系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、處理水質(zhì)完全達(dá)標(biāo)等優(yōu)點，滿足了公司的廢水處理和達(dá)標(biāo)排放要求，處理合格的水一部分用作消防水補水，一部分回收至淺除鹽水工段的淺除鹽水池作為循環(huán)水補水使用，減少了廢水排放，節(jié)約了水資源，取得了良好的社會效益和環(huán)保效益。

1 污水處理工藝流程

新建合成氨裝置的高壓機、低壓機和尿素裝置的CO2壓縮機排油水由油水管線送至隔油調(diào)節(jié)池；雨水池收集的污水由泵經(jīng)污水管線送至新的調(diào)節(jié)池；現(xiàn)有廠區(qū)污水管線經(jīng)事故池由潛水泵送至新的調(diào)節(jié)池；達(dá)標(biāo)排放的終端水產(chǎn)水由清水泵送至淺除鹽水工段的淺除鹽水池，也可作為消防水補水。污水處理工藝流程示意見圖1。

圖1 污水處理工藝流程示意

2 主要設(shè)備

主要設(shè)備及配套設(shè)備參數(shù)見表1。

3 工作原理

活性污泥法是指利用懸浮態(tài)含微生物的活性

表1 主要設(shè)備及配套設(shè)備參數(shù)

污泥在一定工藝條件(營養(yǎng)、溫度、pH等)下與污水充分接觸，以污水中的營養(yǎng)(有機物等)為食料，通過其生命過程來凈化污水的一種方法。在活性污泥處理系統(tǒng)中起主要作用的是活性污泥，它具有吸附和分解廢水中有機污染物的能力，顯示出生物化學(xué)活性。通過吸附、氧化、合成、內(nèi)源呼吸等代謝過程完成有機物的轉(zhuǎn)化，部分形成CO2及H2O等無機化合物，部分則被合成為新的活性污泥。

采用活性污泥法脫除污水中的氨，經(jīng)歷硝化和反硝化2個過程。硝化過程是在好氧(曝氣)的條件下，經(jīng)自養(yǎng)型的亞硝化菌將氨氮氧化為亞硝酸鹽，繼而在硝化桿菌的作用下，氧化為硝酸鹽。反硝化過程則是由異氧型微生物在無分子態(tài)氧(厭氧)的條件下，以硝酸鹽作為氧化劑，將硝酸鹽還原為氮氣。

4 試運行情況

2014年5月22日開始，徐州水處理研究所的有關(guān)人員針對該終端水項目進(jìn)行調(diào)試指導(dǎo)，經(jīng)過3個多月的調(diào)試，出水水質(zhì)合格，達(dá)到設(shè)計要求，總體運行情況良好。2014年6月11日SBR池開始投加污泥，污泥沉降比為10%左右；經(jīng)調(diào)試運行后，現(xiàn)在污泥沉降比為30%左右，達(dá)到較好的馴化效果。

2014年6月11日，終端水進(jìn)污水進(jìn)行調(diào)試。根據(jù)調(diào)試運行實際，污水進(jìn)水量在1 200 t/d左右(按照調(diào)節(jié)池蓄水量計)，2套A/SBR池正常運行，運行12 h為1個周期，每套SBR池處理水量為300 t，單池處理水量達(dá)到滿負(fù)荷運行。SBR池調(diào)試運行周期的順序：推流3 h、曝氣7 h 、靜沉1 h 和排水1 h。

(1)設(shè)計、實際的 進(jìn)、出水主要指標(biāo)見表2(實際出水為SBR池出水，即廢水、油水混合后指標(biāo))。

(2)調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)SBR池的曝氣頭存在問題(密封用O形圈材質(zhì)與曝氣管道、管件的ABS材質(zhì)不匹配，導(dǎo)致曝氣頭及其連接絲頭開裂)，經(jīng)聯(lián)系協(xié)商，更換了SBR池的曝氣頭和O形圈。此項工作基本按照進(jìn)度執(zhí)行，沒有對調(diào)試運行造成大的影響。

表2 設(shè)計、實際的進(jìn)、出水主要指標(biāo)

(3)按進(jìn)水量1 000 t/d、3個月加堿30 t、純堿2 000元/t計，則耗堿費用0.67元/t，耗電費用0.91元/t；甲醇?xì)堃?、蒸汽、藥劑等未估計，調(diào)試運行費用約1.58元/t。

5 生化反應(yīng)的主要影響因素

(1)pH：硝化菌對pH的變化非常敏感，pH在7.5～8.5(最佳值)的條件下，硝化菌的硝化速度可達(dá)到最佳值；當(dāng)pH<6.0或pH>9.6時，硝化反應(yīng)將停止進(jìn)行。

pH在6.5～7.5(最佳值)條件下，反硝化速率最高；當(dāng)pH<6.0或pH>9.0時，反硝化速率將很快下降。當(dāng)pH<6.5時，真菌即開始與細(xì)菌競爭；當(dāng)pH降低至4.5時，真菌則完全占優(yōu)勢，嚴(yán)重影響污水的沉淀分離。當(dāng)pH>9.0時，反硝化菌代謝速度受到障礙。

(2)溶解氧(DO)：氧是硝化反應(yīng)過程中的電子受體，反應(yīng)器內(nèi)溶解氧的高低必將影響硝化反應(yīng)的過程。在進(jìn)行硝化反應(yīng)的曝氣池內(nèi)，一般污水中DO為2～4 mg/L(DO必須≥1 mg/L)。

反硝化菌是異氧兼性菌，只有在無分子態(tài)氧且同時存在硝酸和亞硝酸離子的條件下，反硝化菌才能夠利用這些離子中的氧進(jìn)行呼吸，使硝酸鹽還原。在有溶解氧存在時，反硝化菌首先利用溶解氧，將阻礙反硝化反應(yīng)的進(jìn)行。反硝化菌以在厭氧、好養(yǎng)交替所謂“兼氧”的環(huán)境中生活為宜，污水中DO應(yīng)控制在0.5 mg/L以下。

溶解氧過高，有機污染物分解過快，會導(dǎo)致營養(yǎng)缺乏，出現(xiàn)活性污泥老化、結(jié)構(gòu)松散的現(xiàn)象，同時會增加能耗，經(jīng)濟(jì)上不適宜。

(3)碳源：硝化菌是自養(yǎng)型細(xì)菌，有機物含量并不是它的生長限制因素，故其碳有機物含量不應(yīng)過高，一般污水中生化需氧量(BOD)應(yīng)控制在20 mg/L以下。若污水中BOD過高，會使異氧菌迅速繁殖，從而使自養(yǎng)型的硝化菌得不到優(yōu)勢，硝化反應(yīng)無法進(jìn)行。 在硝化過程中，BOD/TN(總氮)>5時，碳源比較充足，無需外加碳源；當(dāng)BOD/TN<3時，應(yīng)補充必須的外加碳源，通常補加甲醇、乙醛等可生化性好的物質(zhì)。

(4)溫度：硝化反應(yīng)的適宜溫度在20～30 ℃。當(dāng)溫度<15 ℃時，硝化反應(yīng)速度下降；在5 ℃時，硝化反應(yīng)完全停止。反硝化反應(yīng)可在15～30 ℃的環(huán)境下進(jìn)行，當(dāng)溫度<10 ℃或>30 ℃時，反硝化反應(yīng)速率明顯下降；當(dāng)溫度<3℃時，反硝化作用將停止。

(5)有毒物質(zhì)：除重金屬外，對硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用的物質(zhì)還有高含量的NH3- N、高含量的NO- N以及絡(luò)合陽離子等。

6 主要生產(chǎn)控制要點

(1)A池操作：開進(jìn)水泵，均勻分配水；開攪拌機，混勻池中水質(zhì)；開內(nèi)循環(huán)泵，進(jìn)行反硝化運行。

(2)SBR池運行操作順序以進(jìn)水曝氣、停氣推流、后曝氣、靜止沉降、潷水器排水5個階段為1個周期。

① 進(jìn)水曝氣階段：由進(jìn)水泵按流量需求調(diào)整水量，均勻向多組A池分配。開羅茨風(fēng)機向曝氣池進(jìn)氣，供氣時間前50%～60%用氣量大，變頻器調(diào)至工藝需求的開度，后半時間需求減少，變頻應(yīng)隨之調(diào)低，進(jìn)風(fēng)量變動用變頻調(diào)節(jié)，進(jìn)、出氣閥均不作調(diào)整。每組生化池配置1臺專用風(fēng)機(備用風(fēng)機事故時用)，互不干擾?？刂骑L(fēng)機的風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)是保持A池水中O2質(zhì)量濃度在2～4 mg/L，低時加大，反之關(guān)小。曝氣時間4～6 h，按進(jìn)水水質(zhì)定。內(nèi)循環(huán)水泵與風(fēng)機啟動同步，向A池供水，供水量是進(jìn)水量1.5～2.5倍(可以按工藝需求進(jìn)行調(diào)節(jié))。一般不開推流機，如進(jìn)水水質(zhì)差，也可短時間開啟推流機，以強化生化反應(yīng)。根據(jù)水質(zhì)需要向A池補加部分甲醇。

② 停氣推流階段：主要是為了除水中硝態(tài)氮，關(guān)小變頻器，降低風(fēng)機負(fù)荷，停風(fēng)機。開潛流推流機，進(jìn)行缺氧反硝化除硝態(tài)氮反應(yīng)；同時，向曝氣池補加甲醇(或殘液)，使反硝化反應(yīng)更加完全、快速；歷時2 h。

③ 后曝氣階段:脫除殘存COD及N2氣，提高處理水質(zhì)。操作：啟動風(fēng)機，調(diào)整變頻器開度至生化需要，曝1～2 h(視COD殘量定)，合格后推流機不停。

④ 靜止沉淀階段:關(guān)小風(fēng)機變頻器，停運風(fēng)機、推流機、回流泵、進(jìn)水泵，使污水完全處于靜止?fàn)顟B(tài)，有利于污泥沉降，出水好，歷時1 h。

⑤ 潷水器排水階段:開潷水器排水閥，開電動推桿，自動向外排水。排至設(shè)計水平時，推桿自動回位，關(guān)上排水閥，停止排水，歷時1 h。

(3)嚴(yán)格控制各項指標(biāo)在規(guī)定范圍內(nèi)，如pH、溶解氧、碳源、溫度、堿度、有毒物質(zhì)等；嚴(yán)禁含尿素廢水進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，嚴(yán)禁各循環(huán)水排水(含殺菌劑)進(jìn)入本系統(tǒng)。

7 實際運行情況

該污水處理裝置經(jīng)3個月的調(diào)試運行后，2014年9月轉(zhuǎn)入正式運行，現(xiàn)在處理廢水約 2 000 m3/d、耗堿約為600 kg/d、甲醇?xì)堃杭s為200 kg/d，處理合格的水部分用于消防水補水，部分送淺除鹽水池，經(jīng)淺除鹽處理后作為循環(huán)水補水使用，大大減少了一次水消耗。2015年部分運行分析數(shù)據(jù)見表3(SBR池2 h分析1次)。

表3 2015年部分運行分析數(shù)據(jù) mg/L

8 結(jié)語

A/SBR污水處理裝置運行穩(wěn)定，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，同時具有良好的抗沖擊能力、氨氮進(jìn)水要求范圍廣、總氮脫除效率高、運行經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點，完全滿足了本公司全部污水處理和達(dá)標(biāo)排放、回用的要求，取得了良好的社會效益和環(huán)保效益。

2015- 12- 22)