网站首页新闻资讯 > 业界资讯探索城市生活污水厂处理高比例工业废水时的运行

分享到:
点击次数:  更新时间:2018-06-01 09:28:14  【打印此页】  【关闭

随着经济的快速发展,工业化、产业区域化进程不断推进,服务区域为郊区或工业功能区的城市生活污水厂,处理一定比例的工业废水处理在所难免,这将使进水成分越来越复杂,增加污水厂的运行压力,甚至导致污水厂无法正常运行,因此探究城市生活污水厂处理高比例工业废水时的运行模式与工艺参数显得尤为重要.

东莞环保设备

浙江某污水处理厂占地约27.2hm2,近期处理规模为16×104m3/d,远期污水处理控制规模为40×104m3/d.采用多模式A2/O生物脱氮除磷工艺,出水水质执行爯城镇污水处理厂污染物排放标准爲(GB18918—2002)的一级B标准.该项目总服务面积约230km2,对于保障甬江和内河的水质,保护中心城区的水环境质量,提高市区工业污水处理率,具有重要意义.自2010年11月底调试运行以来,发现实际进水水质与原设计水质差别相当大,如表1、2所示.经调查,该阶段通过市政污水管网进厂处理的周边企业废水,以毛纺、针织、印染工业废水为主,还有化工、电镀、机械加工、纸业等工业废水,是典型的印染企业集聚区污水厂,调试运行后实际进水中工业废水比例高,水质波动极大,使得处理出水水质难以达标排放.

 

20180531111613.jpg

2新增工艺流程

 

针对存在的主要问题,一方面若要提高对高浓度工业废水的抗冲击负荷能力,就需要提高处理系统内活性污泥的浓度;但另一方面由于高比例的工业废水可生化性差,氮、磷等营养成分少,不利于活性污泥的正常代谢,污泥中活性(有机)成分比例小,污泥浓度一旦提高,无机泥组分相应增多,出水SS浓度升高明显.

东莞环保设备

从分析调试期生物反应池的SV30、出水COD与出水SS的关系可以看出,出水COD和SS指标很难同时满足达标要求,随着生物反应池污泥浓度的增加,出水COD浓度逐渐降低,而出水SS浓度则逐渐增大.

 

根据实际进水水质特点、排放标准以及现有的构筑物和设施条件,该城市生活污水处理厂在原有的工艺基础上新增了针对工业废水的处理工艺(见图1).新增后主体工艺为多模式A2/O生物脱氮除磷/混凝沉淀.新增工艺主要包括:①提高污泥浓度,在保证COD处理效率的前提下,利用生物反应池后端原有的化学除磷管路,在配水井投加絮凝剂(聚合氯化铝),通过增加化学混凝沉淀工艺,保证出水SS达标排放;②提高污泥处理效率,完善污泥处置.

 东莞环保设备

3主要设计参数

 

①粗格栅间:1座,机械粗格栅2台,B=2200mm,b=20mm,P=3kW.

 

②进水泵房:1座,14.2m×13.8m,井深为13.9m;4台潜污泵,3用1备,Q=3600m3/h,H=164kPa.

 

③细格栅与曝气沉砂池:1座,转鼓式细格栅4台,B=1800mm,b=6mm,P=1.5kW;螺旋输送机1台,P=3kW;沉砂池2组,38m×5m,有效水深为3.0m,HRT=6.5min;链板式刮砂机2套,P=1.5kW;电动旋转式撇渣机2套,P=0.37kW;砂泵4台,2用2备,Q=20L/s,P=4kW;砂水分离器2套,1用1备,Q=40L/s,P=1.1kW;罗茨鼓风机3台,2用1备,Q=18.3m3/min,P=22kW.

 

④生物反应池:2座,共4组,有效容积为82000m3,HRT=12.3h.其中厌氧池有效容积为8667m3,HRT=1.3h;缺氧池有效容积为21333m3,HRT=3.2h;好氧池有效容积为52000m3,HRT=7.8h;管式微孔曝气器3456套;潜水推流器24台,2500mm,P=4.3kW;潜水搅拌器8台,搅拌体积为550m3,P=5.5kW;混合液回流泵12台,8用4备,Q=465L/s.

 

⑤二沉池配水井及污泥泵房:1座,圆形,净直径为11m,分两环,内环配水,外环收集回流污泥至污泥泵房;回流污泥泵房尺寸为6.6m×8.1m,泥深为8.5m;剩余污泥泵房尺寸为2.5m×4.0m,泥深为5.15m;外回流污泥泵6台,4用2备,Q=465L/s,P=22kW;剩余污泥泵3台,2用1备,Q=40L/s.

 

⑥二沉池:4座,管式吸泥机4套,D=46m,H=4.8m,HRT=4.78h.

 

⑦紫外消毒渠:1座,2组,紫外消毒装置2套,每套设低压高强灯管128支.

 

⑧出口泵房:1座,潜水轴流泵4台,3用1备,Q=1000L/s.

 

⑨加药间:1座,干粉混合稀释设备1套,Q=1200L/h,稀释浓度为10%;溶解池3座,2用1备,3.2m×3m,池深为2.1m;原液池2座,7.7m×9.6m,池深为2.15m;隔膜计量泵3台,2用1备,Q=500L/h,耐腐蚀液下离心泵2台,Q=8.5m3/h,N=4kW;立式搅拌机3套,2用1备,D≥1.2m.

 

⑩鼓风机房:配离心鼓风机4台,3用1备,Q=220m3/min,P=355kW.

 

贮泥池:2座,可重力浓缩,12m×12m,有效池深为4m;HRT=6.6h;潜水搅拌机2台,搅拌体积为600m3,P=7.5kW.

 

 浓缩脱水机房:离心脱水机3台,2用1备,Q=100m3/h,P=147kW;进泥螺杆泵3台,2用1备,Q=20~120m3/h,P=18.5kW;污泥切割机3台,2用1备,Q=20~120m3/h,P=5kW;絮凝剂制备装置1套,制药能力≥20kg/h;污泥输送泵2台,1用1备,Q=10m3/h;双向无轴螺旋输送机2套,1用1备.

 

东莞环保设备

 

4工程及运行

 

4.1混凝沉淀系统调试效果分析

 

由于新增混凝沉淀工艺没有单独的构筑物,药剂通过配水井直接进入二沉池,絮凝沉淀物将同活性污泥一起回流至生物反应池,絮凝剂的加入对菌胶团有助凝作用.同时,絮凝剂的投加量与投加位置和污泥浓度有一定关系,所以在调试期间对混凝反应工段进行了混凝药剂筛选比对试验,确定采用聚合氯化铝(PAC)作为混凝剂,并对二沉池泥水混合液进行了混凝沉淀试验,确定加药浓度为10%,最佳投加量为15mg/L(见表3).絮凝剂的加入对COD的去除率有一定贡献但不明显(5.1%~27.5%),而对SS的去除率明显提升(4.3%~82.6%).2011年1月—3月出水SS平均浓度为24.94mg/L,经混凝沉淀后,4月—10月出水SS平均浓度为12.29mg/L,达到一级B标准,现在运行状况基本稳定,对SS的去除率达到94.45%.

 

4.2A2/O生物脱氮除磷系统调试效果分析

 

在实际调试运行过程中,进水BOD5/COD值平均为0.28,与原设计方案有很大出入(原设计进水BOD5/COD=0.47,属于较易生物降解范畴);而污水生物脱氮可行性分析表明属于较难生物脱氮降解范畴(BOD5/TN=1.86),从理论上讲,BOD5/TN≥2.86就能进行生物脱氮处理,但在实际工程运行中一般BOD5/TN>3~5,才可认为污水有足够的碳源供反硝化菌利用,才能保证反硝化顺利进行;只有总磷的衡量指标属于可采用生物除磷工艺范畴(BOD5/TP=25.57),即磷的释放和吸收明显.

 

东莞环保设备

 一般认为,较高的BOD5负荷可以取得较好的除磷效果,进行生物除磷的低限是BOD5/TP=20,磷释放得越充分,其摄取量也就越大,除磷效果越好.该厂采用多模式A2/O工艺,可以根据进水水量、水质特性和环境条件的变化,灵活调整运行模式,既可按常规A2/O工艺运行,也可按倒置A2/O工艺模式运行,功能区布置见图2.模式a污水从厌氧池进入,污泥外回流从厌氧池进入,混合液回流从缺氧池进入,形成了常规A2/O法;模式b污水按比例从缺氧池和厌氧池分别进入,污泥外回流从缺氧池进入,以补充反硝化所需的硝酸盐,提高脱氮效果,混合液回流从缺氧池进入,形成了倒置A2/O工艺.

 

在调试运行中,先选择了常规运行模式,在不同运行工况下脱氮除磷效果如表4所示.

 东莞环保设备

从表4可以看出,系统的外回流比为50%~60%时,系统的生物除磷效果最佳,分析认为过高的回流比会导致大量硝酸盐随污泥回流至厌氧池,影响了聚磷菌的释磷,导致后续氧化阶段不能完成对磷的过量摄取;过低的回流比使得污泥在二沉池停留时间过长,造成磷的释放,也同样降低了对TP的去除率;另一方面,系统对TP的去除率高也是由于增加了混凝沉淀工艺.

 

从表4也不难发现,当内回流比>170%时,系统的生物脱氮效果最佳,而再加大内回流比对TN的去除率反而下降,这可能是由于好氧段出口端DO值高,随着回流量加大,回流硝化液中的DO浓度提高,导致缺氧段反硝化作用受限、脱氮效果下降,因此必须严格控制缺氧段DO浓度不超过0.5mg/L.就本系统进水水质而言,进行生物脱氮并不容易,但从实际运行工况来看,对TN的去除率并不低,最高达到90%以上.分析认为可能是由于本系统处于高污泥浓度(6900mg/L)、低污泥负荷[0.04kgBOD5/(kgMLSS爛d)]条件下,具有良好的脱氮效果;另一方面,也是混凝沉淀的网捕作用促成了活性污泥浓度高、絮粒大,这样就充分利用了好氧条件下活性污泥絮粒内部缺氧、厌氧的微环境,使硝化、反硝化和释磷、吸磷得以同时进行,提高了生物脱氮效果.除此之外,由于脱氮和除磷是两个相互矛盾的过程,要控制适当的泥龄,过长不利于除磷,过短不利于脱氮,因此本系统选择污泥龄为15d左右.

 

 在常规A2/O模式下调试运行7个月后,发现该工艺运行稳定,脱氮除磷效果好,可以满足一级B排放标准(如表5所示).其中对COD、BOD5、氨氮、TN、TP的去除率分别达到89%、96.82%、93.33%、85.82%、94.82%.

 

5几种特殊情形下的工控制

 

5.1水质波动大,进水浓度高,污泥易中毒由于该污水处理厂进水中印染废水比例高,企业废水排放不规律,所以进水水质波动大,主要体现在pH值和COD上.一方面进水偏碱性,而该厂是城市生活污水处理厂,预处理阶段没有设置调节池,无法进行酸碱中和,当企业瞬间排放水量大、pH值过高的废水时,对后续的活性污泥处理系统的冲击是相当大的,污泥活性将受到限制,可能出现解体死亡,引起处理效率降低,导致出水混浊超标;另一方面当进水COD浓度突然飙升,进水负荷突然变化超过活性污泥所能承受的范围,会引起污泥急性中毒,微生物大量死亡,影响出水水质.

 

 东莞环保设备

该项目于2010年9月初安装试车完毕,中旬开始运行调试.在经历了进水水量不足、浓度过低等不具备培菌条件的两个月后,于同年11月底正式启动调试运行,经过近一个月的调试,污泥浓度平均为3500mg/L,出水COD、BOD5等各项指标基本达到排放要求.12月底遇到两次明显的高浓度进水(pH值为9.42、COD为1051~1340mg/L),出现活性污泥中毒现象,引起出水弥漫性混浊、各项出水指标上升;次年7月中旬,又出现连续6d进水水质极差的情况(COD为1150~10940mg/L,平均为5274mg/L),随即生物反应池DO上升,二沉池碎泥漂出,出水COD、SS、TP指标上升明显,同时镜检发现,活性污泥中虽有原、后生动物但数量极少,菌胶团破碎,游离的颗粒多,在之后的10d左右微生物大量死亡,水质开始恶化,由此可见系统因瞬间超高冲击负荷而出现污泥中毒现象.

 

这两次污泥中毒后,主要采取了以下恢复措施:

 

①减少进水量,最低至1000m3/h,降低了冲击负荷;

 

②加大回流比,最大至100%,稀释高浓度进水,提高生物反应池污泥浓度,抵御冲击负荷;

 

③加大排泥力度,控制最大污泥负荷为0.5kgBOD5/(kgMLSS爛d),促进污泥更新;

 

④加大曝气量,使好氧段DO值由原来约mg/L提高至约4mg/L;

 

⑤加强镜检.

 

经上述工艺调整后,前后两次中毒现象均有所缓解,连续几天的镜检发现,半个月后有漫游虫出现,生物相逐步变活跃且数量逐渐增多,一个月左右开始有钟虫出现,表明活性污泥基本恢复正常.前次历时约1个月出水COD转至正常,后次历时约1个月也恢复正常.

 

5.2泡沫多,DO值低,易发生丝状菌膨胀

 

由于该厂进水含高比例工业废水,COD浓度高,而氨氮、磷含量低,成分相对单一,同时该厂排泥不足,引起低污泥负荷运行;另一个诱因是持续近2个月生物反应池好氧段首端低DO运行,这些因素都为丝状菌增殖创造了条件,促成了丝状菌膨胀.

 

4月底生物反应池SV30达到90%,SVI>150mL/g,但上清液清澈,出水COD达标;5月初镜检发现轮虫、钟虫、豆形虫,但数量极少,随后几天镜检很难发现原、后生动物(怀疑发生丝状菌膨胀,但当时另一种观点认为SV30高是由于排泥不足引起的);5月底镜检放大160倍,发现类似玻璃丝散落在菌胶团内,放大400倍能看到丝状菌;取二沉池(周进周出式)进水廊道浮于混合液表面的泡沫镜检,发现全部是丝状菌,至此确定发生丝状菌污泥膨胀.遂立即加大生物反应池好氧段第一廊道风量;DO值从6月初开始恢复至1mg/L以上,镜检发现原、后生动物开始增多;6月中旬生物反应池好氧段第一廊道表面浮渣、泡沫明显减少;7月初取二沉池浮渣镜检,发现原、后生动物,偶尔有丝状菌.从4月初开始DO持续偏低近2个月时间,此后1个月丝状菌出现,自DO恢复正常值至丝状菌膨胀现象消失历时约1个月.

 

对比判断丝状菌污泥膨胀的相关参数,幸而发现此次丝状菌是轻度膨胀,SVI值不高(生活污水为50~150mL/g,工业废水为50~200mL/g属正常),镜检丝状菌散落在菌胶团内部,彼此间不存在互相粘结,因此通过调大气水比、减少回泥量、加大剩泥排放等方法,恢复正常工艺运行参数,丝状菌得到了有效控制.

 

5.3水量波动大,硝化反应不充分

 

调试的前几个月进水氨氮浓度低,氨化、硝化菌还没有大量繁殖,8月底由于新增管道贯通,日均处理水量从5×104m3/d突然增至8×104m3/d,超过硝化细菌处理能力,硝化作用不足,导致出水氨氮超标.近年来的理论研究认为,硝化反应必须在绝对富氧条件下进行,随即采取了加大曝气量,提高生物反应池好氧段DO值以促进硝化作用,一周后对氨氮的去除率从最低的5.56%逐渐恢复到98.57%,出水氨氮达标.

 

6结论与建议

 

①该印染企业集聚区域的城市生活污水厂在处理高比例工业废水时采用多模式A2/O生物脱氮除磷/混凝沉淀工艺,运行稳定,处理效果好,出水各项指标均能达到GB18918—2002的一级B标准,部分指标优于该标准,对COD、BOD5、SS、氨氮、TN和TP的去除率分别为89%、96.82%、94.45%、93.33%、85.82%、94.82%.

 

②在调试运行中发现,适合该厂的最佳工艺运行参数如下:必须控制曝气池出口DO值不低于2mg/L,曝气池首端保证DO值不低于1mg/L,整个生物反应池DO值最好控制在2~4mg/L,不能低于0.5mg/L;为抵御高比例工业废水的冲击负荷,适度提高污泥浓度,SV30为30%左右,MLSS为4500mg/L左右,污泥负荷最佳值为0.15kgBOD5/(kgMLSS爛d)左右,低于0.05kgBOD5/(kgMLSS爛d)的低负荷情况应尽量避免.

 

③由于现阶段PAC直接投加于二沉池,产生的化学污泥与生化污泥一起被回流至生物反应池,若加药量控制不当,长期运行,无机盐回流易蓄积并影响生物活性.随着外部管网陆续接入、生活污水比例提高,需逐渐减小PAC投加量,有条件时要考虑单独设混凝沉淀池,直接将化学污泥排放掉.

 

④控制排泥量,加入无机絮凝剂PAC后,絮团形态变化,剩余污泥量会增加,一般是无加药排泥量的两倍,因此排泥要及时足量.

 

⑤由于工业废水水质波动大、浓度高,建议相关部门配合加强污染源的监控,做好各企业的入管监测工作,并根据工业废水比例较多的实际情况,将计进水标准作为入网标准,避免进水水质对污水厂造成冲击甚至无法正常运行的严重后果;同时加强进厂水质的在线监控,在超出进厂水质标准时,建议减少进水量,必要时停止进水.

 

⑥针对复杂的外部进水环境,从长远运行考虑,建议增设调节池调节、稳定水质水量,减少对生化系统的冲击负荷;同时强化预处理工艺,将混凝沉淀工艺前移,增设初沉池,这样才能去除进水中的无机颗粒,同时提高生物反应池的活性污泥比例.

 

⑦倒置A2/O工艺与其他生物脱氮除磷工艺一样容易受低温影响,导致脱氮效率下降.在下阶段调试运行中,可改变A2/O运行模式,进一步提高脱氮效率.

新闻资讯

东莞东城区牛山外径工业园三兴路2号

服务热线:0769-82785455

广东合顺节能环保科技有限公司是集团旗下专业从事环保节能的高新科技企业。公司坐落于粤港澳大湾区之广深经济走廊腹地东莞市东城牛山外经工业园。环境优美,公司拥有花园式的厂房约18000平方米,临近水濂山森林公园、同沙生态水库及东莞植物园生态景区;交通便利,位于107国道旁,临近环城路、广深高速、龙大高速、莞深高速等主要干线。

 

地址:广东省东莞市东城区牛山外经工业园三兴路2号

电话:0769-82785455

传真:0769-85234266

工业污水处理 VOCs废气处理 工业除尘设备 工业废水处理 通风设备

 

© 2004-2015  All Rights Reserved. 广东合顺节能环保科技有限公司 版权所有 ICP备案:粤ICP备15113676号

59.3K