200 m3/h污水处理装置运行总结

2016-12-10黄玉华亓秀红

氮肥与合成气 2016年10期

关键词：活性污泥溶解氧硝化

黄玉华曹水亓秀红

(山东晋煤明水化工集团有限公司山东章丘250200)

200 m3/h污水处理装置运行总结

黄玉华曹水亓秀红

(山东晋煤明水化工集团有限公司山东章丘250200)

0 前言

山东晋煤明水化工集团有限公司于2013年9月启动搬迁工程，原100 m3/h A/O污水处理装置已不能满足日益增长的废水处理量和提高的水质指标要求。2014年，经过多方考察论证，决定采用徐州水处理研究所A/SBR污水处理技术，投资2 200万元新建1套200 m3/h污水处理装置，并于2014年5月建成投入试运行。新建的A/SBR污水处理装置经过了调试运行和正式运行考验，表现出了技术先进性、系统运行稳定性、处理水质完全达标等优点，满足了公司的废水处理和达标排放要求，处理合格的水一部分用作消防水补水，一部分回收至浅除盐水工段的浅除盐水池作为循环水补水使用，减少了废水排放，节约了水资源，取得了良好的社会效益和环保效益。

1 污水处理工艺流程

新建合成氨装置的高压机、低压机和尿素装置的CO2压缩机排油水由油水管线送至隔油调节池；雨水池收集的污水由泵经污水管线送至新的调节池；现有厂区污水管线经事故池由潜水泵送至新的调节池；达标排放的终端水产水由清水泵送至浅除盐水工段的浅除盐水池，也可作为消防水补水。污水处理工艺流程示意见图1。

图1 污水处理工艺流程示意

2 主要设备

主要设备及配套设备参数见表1。

3 工作原理

活性污泥法是指利用悬浮态含微生物的活性

表1 主要设备及配套设备参数

污泥在一定工艺条件(营养、温度、pH等)下与污水充分接触，以污水中的营养(有机物等)为食料，通过其生命过程来净化污水的一种方法。在活性污泥处理系统中起主要作用的是活性污泥，它具有吸附和分解废水中有机污染物的能力，显示出生物化学活性。通过吸附、氧化、合成、内源呼吸等代谢过程完成有机物的转化，部分形成CO2及H2O等无机化合物，部分则被合成为新的活性污泥。

采用活性污泥法脱除污水中的氨，经历硝化和反硝化2个过程。硝化过程是在好氧(曝气)的条件下，经自养型的亚硝化菌将氨氮氧化为亚硝酸盐，继而在硝化杆菌的作用下，氧化为硝酸盐。反硝化过程则是由异氧型微生物在无分子态氧(厌氧)的条件下，以硝酸盐作为氧化剂，将硝酸盐还原为氮气。

4 试运行情况

2014年5月22日开始，徐州水处理研究所的有关人员针对该终端水项目进行调试指导，经过3个多月的调试，出水水质合格，达到设计要求，总体运行情况良好。2014年6月11日SBR池开始投加污泥，污泥沉降比为10%左右；经调试运行后，现在污泥沉降比为30%左右，达到较好的驯化效果。

2014年6月11日，终端水进污水进行调试。根据调试运行实际，污水进水量在1 200 t/d左右(按照调节池蓄水量计)，2套A/SBR池正常运行，运行12 h为1个周期，每套SBR池处理水量为300 t，单池处理水量达到满负荷运行。SBR池调试运行周期的顺序：推流3 h、曝气7 h 、静沉1 h 和排水1 h。

(1)设计、实际的进、出水主要指标见表2(实际出水为SBR池出水，即废水、油水混合后指标)。

(2)调试中，发现SBR池的曝气头存在问题(密封用O形圈材质与曝气管道、管件的ABS材质不匹配，导致曝气头及其连接丝头开裂)，经联系协商，更换了SBR池的曝气头和O形圈。此项工作基本按照进度执行，没有对调试运行造成大的影响。

表2 设计、实际的进、出水主要指标

(3)按进水量1 000 t/d、3个月加碱30 t、纯碱2 000元/t计，则耗碱费用0.67元/t，耗电费用0.91元/t；甲醇残液、蒸汽、药剂等未估计，调试运行费用约1.58元/t。

5 生化反应的主要影响因素

(1)pH：硝化菌对pH的变化非常敏感，pH在7.5～8.5(最佳值)的条件下，硝化菌的硝化速度可达到最佳值；当pH<6.0或pH>9.6时，硝化反应将停止进行。

pH在6.5～7.5(最佳值)条件下，反硝化速率最高；当pH<6.0或pH>9.0时，反硝化速率将很快下降。当pH<6.5时，真菌即开始与细菌竞争；当pH降低至4.5时，真菌则完全占优势，严重影响污水的沉淀分离。当pH>9.0时，反硝化菌代谢速度受到障碍。

(2)溶解氧(DO)：氧是硝化反应过程中的电子受体，反应器内溶解氧的高低必将影响硝化反应的过程。在进行硝化反应的曝气池内，一般污水中DO为2～4 mg/L(DO必须≥1 mg/L)。

反硝化菌是异氧兼性菌，只有在无分子态氧且同时存在硝酸和亚硝酸离子的条件下，反硝化菌才能够利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原。在有溶解氧存在时，反硝化菌首先利用溶解氧，将阻碍反硝化反应的进行。反硝化菌以在厌氧、好养交替所谓“兼氧”的环境中生活为宜，污水中DO应控制在0.5 mg/L以下。

溶解氧过高，有机污染物分解过快，会导致营养缺乏，出现活性污泥老化、结构松散的现象，同时会增加能耗，经济上不适宜。

(3)碳源：硝化菌是自养型细菌，有机物含量并不是它的生长限制因素，故其碳有机物含量不应过高，一般污水中生化需氧量(BOD)应控制在20 mg/L以下。若污水中BOD过高，会使异氧菌迅速繁殖，从而使自养型的硝化菌得不到优势，硝化反应无法进行。在硝化过程中，BOD/TN(总氮)>5时，碳源比较充足，无需外加碳源；当BOD/TN<3时，应补充必须的外加碳源，通常补加甲醇、乙醛等可生化性好的物质。

(4)温度：硝化反应的适宜温度在20～30 ℃。当温度<15 ℃时，硝化反应速度下降；在5 ℃时，硝化反应完全停止。反硝化反应可在15～30 ℃的环境下进行，当温度<10 ℃或>30 ℃时，反硝化反应速率明显下降；当温度<3℃时，反硝化作用将停止。

(5)有毒物质：除重金属外，对硝化反应产生抑制作用的物质还有高含量的NH3- N、高含量的NO- N以及络合阳离子等。

6 主要生产控制要点

(1)A池操作：开进水泵，均匀分配水；开搅拌机，混匀池中水质；开内循环泵，进行反硝化运行。

(2)SBR池运行操作顺序以进水曝气、停气推流、后曝气、静止沉降、滗水器排水5个阶段为1个周期。

① 进水曝气阶段：由进水泵按流量需求调整水量，均匀向多组A池分配。开罗茨风机向曝气池进气，供气时间前50%～60%用气量大，变频器调至工艺需求的开度，后半时间需求减少，变频应随之调低，进风量变动用变频调节，进、出气阀均不作调整。每组生化池配置1台专用风机(备用风机事故时用)，互不干扰。控制风机的风量标准是保持A池水中O2质量浓度在2～4 mg/L，低时加大，反之关小。曝气时间4～6 h，按进水水质定。内循环水泵与风机启动同步，向A池供水，供水量是进水量1.5～2.5倍(可以按工艺需求进行调节)。一般不开推流机，如进水水质差，也可短时间开启推流机，以强化生化反应。根据水质需要向A池补加部分甲醇。

② 停气推流阶段：主要是为了除水中硝态氮，关小变频器，降低风机负荷，停风机。开潜流推流机，进行缺氧反硝化除硝态氮反应；同时，向曝气池补加甲醇(或残液)，使反硝化反应更加完全、快速；历时2 h。

③ 后曝气阶段:脱除残存COD及N2气，提高处理水质。操作：启动风机，调整变频器开度至生化需要，曝1～2 h(视COD残量定)，合格后推流机不停。

④ 静止沉淀阶段:关小风机变频器，停运风机、推流机、回流泵、进水泵，使污水完全处于静止状态，有利于污泥沉降，出水好，历时1 h。

⑤ 滗水器排水阶段:开滗水器排水阀，开电动推杆，自动向外排水。排至设计水平时，推杆自动回位，关上排水阀，停止排水，历时1 h。

(3)严格控制各项指标在规定范围内，如pH、溶解氧、碳源、温度、碱度、有毒物质等；严禁含尿素废水进入污水处理系统，严禁各循环水排水(含杀菌剂)进入本系统。

7 实际运行情况

该污水处理装置经3个月的调试运行后，2014年9月转入正式运行，现在处理废水约 2 000 m3/d、耗碱约为600 kg/d、甲醇残液约为200 kg/d，处理合格的水部分用于消防水补水，部分送浅除盐水池，经浅除盐处理后作为循环水补水使用，大大减少了一次水消耗。2015年部分运行分析数据见表3(SBR池2 h分析1次)。