高效澄清池在污水处理改造工程中的应用.pdf

高效澄清池在污水处理改造工程中的应用 刘建斌 北京师范大学环境学院, 北京 100875 楚尚烨 范 飞 陆剑锋 北京万邦达环保技术有限公司, 北京 100875 摘要 介绍丹东化纤股份公司污水处理系统现状, 现有处理工艺已无法满足实际需要, 需对污水处理系统进行改造。 改造工程采用高效澄清池取代原机械搅拌澄清池, 提高澄清池混合反应效率及污水处理能力和出水水质。 通过实际 运行, 表明高效澄清池适用于化纤污水处理工程 。 关键词 机械搅拌澄清池 高效澄清池 改造 0 引言 丹东化学纤维股份有限公司于 1987 年建设了一 套处理能力为25 000 m 3 d的污水处理设施 ,由于实际 水质与设计水质的差异, 经过几年实际运行 ,其正常 处理能力为18 000 m 3 d。随着化纤生产规模的不断 发展, 以及环境保护的要求越来越高, 现有的污水处 理规模,已无法满足生产发展的需要,目前实测,废水 排放量已达40 000 m 3 d ,为了保证生产的顺利进行, 需要对现有的污水处理工程进行改造, 以便提高现有 污水处理的能力 ,使其达到国家和地方规定的废水排 放标准。 1 改造工程的水质、水量及排放标准 结合厂内生产状况与监测水质指标, 其废水水 量、 水质及排放标准见表 1。 表 1 化纤废水水质 水量40 000 m3 d mg L pH 除外 项目BOD5CODCrSSpH Zn2S2 - 废水水质≤150≤ 400≤1502～ 9≤40≤3 排放标准≤ 30≤50≤706～ 9≤ 2≤ 0. 5 2 废水处理改造工艺设计 2. 1 处理工艺流程的确定 在粘胶纤维生产过程中, 产生大量的酸、碱废水, 为了确保该废水处理达标 ,化纤公司采用一级吹脱除 硫、 脱锌和二级生化处理工艺流程, 该处理工艺运行 基本稳定 、 可靠 。其仍存在一些不足,其表现如下 1污 水 排 放 量 由 原 18 000 m 3 d 增 大 到 40 000 m 3 d,原污水处理厂已无法扩容新建, 只有在 原处理构筑物的基础上进行改造, 满足处理水量的 要求 。 2 均化调节不理想 ,时常出现暴酸、暴碱现象, 直接影响到吹脱除硫和中和脱锌, 致使 S 2-和 Zn2时 常超标。 3 石灰乳中和调节无控制手段, 不能完全保证 pH 在合适的范围内 ,影响 Zn 2的沉淀和去除 。 4 由于设计原因 , 现有机械搅拌澄清池无法达 到满负荷运行, 而且出现排渣困难, 导致澄清池经常 停运 ,清渣检修 。 5 现澄清池出水 pH 在 11 以上, 直接影响到后 续生化处理工艺 。 6 现有生化处理的曝气头、鼓风机及控制手段 设置不合理 ,使生化处理效率不高, 耗能较大 。 针对上述存在的问题, 经讨论研究 ,采取二段改 造方案 。第一段 对生化处理前工艺进行改造, 重点 改造机械搅拌澄清池; 第二段 在第一段改造的基础 上对生化处理工艺进行改造。在此重点论述第一段 的改造工程情况 。 作为常规处理构筑物 ,机械搅拌澄清池集混凝反 应与沉淀于一体 , 在给水处理厂得到了广泛的应用, 在污水处理工程上应用较少。澄清池的工作原理是 原水在澄清池中由下向上流动 ,澄清池中有一层呈悬 浮状态的泥渣, 泥渣层由于重力作用在上升水流中处 于动态平衡状态 ; 当原水中的悬浮颗粒与混凝剂作用 而形成的微小絮凝体随水流通过泥渣层时,在运动中 与泥渣层相对较大的泥渣接触碰撞就被吸附在泥渣 颗粒表面而迅速除去, 使水获得澄清; 清水经由澄清 池上部的清水槽被收集排出 。因此, 保持悬浮状态 的、 浓度稳定且均匀分布的泥渣区是保证澄清池处理 效果的关键 ,也是所有澄清池的共同特点 ; 根据泥渣 与原水的接触方式, 澄清池可分为泥渣循环分离型和 13 环 境 工 程 2007年 8 月第25 卷第4 期 悬浮泥渣过滤型 2 种类型。机械加速澄清池属于泥 渣循环分离型, 它是借助机械抽升作用 , 使泥渣在垂 直方向不断循环 ,捕捉原水中形成的絮凝体 ,并在分 离区加以分离; 其特点是充分利用已形成泥渣的活 性,增加碰撞机会,强化碰撞几率, 提高处理设备的功 能。在机械搅拌澄清池中心安装有机械搅拌设备 ,上 部为提升叶轮, 下部为搅拌桨 ,两者安装在同一轴上; 提升叶轮将混合泥水提升至第二反应室 ,而搅拌桨使 第一混合反应室的泥渣循环流动与拟处理原水进行 混合和反应。 原污水处理装置由 5座机械搅拌澄清池组成 ,单 个澄 清池尺寸为 16 900 mm , 设计 处理水 量为 5 000 m 3 d ,分离区上升流速为 0. 25 mm s。 具体改造工艺流程见图 1。 图 1 化纤废水处理改造工艺流程图 2. 2 改造设计要点 2. 2. 1 均合池 改造均合池鼓风搅拌系统 , 使均合池中无沉积, 有效利用均合池容积, 达到 S 2-预吹脱效果 。即将原 均合池鼓风搅拌管道系统材质更换为耐酸复合塑料 管,池底铺设穿孔管 ,管道布置分为 2 组, 每个池子各 铺设 80 mm 穿孔管进行曝气搅拌 。 2. 2. 2 吹脱池 吹 脱 池 有 效 容 积 为 720 m 3 , 污 水 流 量 为 40 000 m 3 d时 , 吹脱时间为 26 min, 可以满足吹脱要 求。主要通过对 pH 的控制 ,以保证S 2-的有效脱出。 2. 2. 3 高效澄清池 对于澄清池 ,经过计算, 在不新增构筑物的情况 下,采用高效澄清技术的基础上, 需对现有的 5 座澄 清池进行改造。经改造后 ,每座澄清池正常处理能力 达到8 000 m 3 d 。 在一个池子检修状况下, 其余 4个池 子的强制处理能力为10 000 m 3 d。 对于澄清池改造包 括以下几点 1 拆除现有的机械搅拌装置, 幅射集水槽及池 内污泥斗等。 2 改进水管道由原中部进水为底部切线进水, 进水管道由 300 mm 变为 400 mm。 3 增加中心反应筒及网格式微涡旋混凝反 应器 。 4 将原污泥斗排泥变为环形穿孔排泥管和澄清 池底部排泥相结合的排泥方式 。 5 在分离区增加斜管 ,提高分离效率 。 6 采用 pH 在线连续监测,用 10石灰乳调节污 水的pH 在9. 5～ 10之间 ,控制中和化学条件以使Zn 2 的有效去除,同时满足后续生化处理对 pH 的要求。 7 投加自行开发的复合絮凝剂可使 Zn 2 浓 度 2 mg L,S 2- 0. 5 mg L ,CODCr降解 30 左右。 2. 2. 4 石灰投加系统 现有石灰乳配制工段, 工人劳动强度大, 劳动环 境恶劣。进一步改善工人操作环境减轻劳动强度是 本次改造的主要内容 。对该工段采取如下改造方案 1 在料仓中设置料位控制 。根据料位信号控制 物料输送, 当需要配灰时 ,打开控制阀,石灰即可进入 料仓 。 2 对配灰筒进水流量实行控制, 使其与石灰量 相匹配。确保石灰乳浓度为 10。 3 对现有 2 个 20 m 3 贮灰罐实行罐内液位控 制。高液位开泵进料, 低液位报警通知操作人员配 料。罐底部出口阀全部更换为电动控制阀,以便 2 个 贮罐之间根据液位进行自动切换 , 保证系统连续 供料 。 4 通过澄清池 pH 在线仪表, 变频控制投灰泵, 保证澄清池 pH 控制在 9. 5～ 10 之间 。 3 工程调试及运行情况 工程于 2004 -06 开始调试运行, 由于高效澄清池 无需投泥, 因此, 启动运行非常快 , 在初次启动阶段, 72 h 之内达到满负荷运行 ,在调试期间对单池进行了 冲击实验, 其最大处理水量达到了15 000 m 3 d。 由于生产过程中曝酸曝碱的冲击,会对澄清池产 生一定的影响, 但澄清池在水质恢复后很快就达稳定 运行 。经过 2 年的实际运行 ,澄清池出水各项指标都 达到了设计要求, 特别是 Zn 2基本在 2 mg L 以下, S 2-在 0. 3 mg L 以下 ,出水悬浮物在 30 mg L 以下 。 4 主要经济技术指标 改造工程总投资 500万元,运行费用0. 40元 m 3 。 5 结论 1 采用高效澄清池对化纤废水进行处理 ,在不 增加构筑物的前提下, 通过新技术的应用 ,使处理水 14 环 境 工 程 2007年 8 月第25 卷第4 期 量由18 000 m 3 d扩大到40 000 m3 d, 且效果良好 , 出 水水质优于设计指标, 达到了辽宁省 DB2160 -89 一 级标准的要求。 2 该澄清池具有较好的抗冲击负荷能力, 尽管生 产车间水质和水量波动较大,但是出水水质很稳定 。 3 改造工程自动化程度高 , 减轻了工人劳动 强度 。 4 改造工程投资较省 ,运行费用低。 参考文献 [ 1] 同济大学. 给水工程. 北京 中国建筑工业出版社, 1980 301-307,312. [ 2] 李军, 赵世杰. 机械加速澄清池的运行管理. 包钢科技, 2001, 27 4 84 -87. [ 3] 徐大伟等. 水力循环澄清池的改进与设计. 中国给水排水, 1998,14 2 . [ 4] 王绍文. 惯性效应在絮凝中的动力学作用. 中国给水排水, 1998,14 2 . 作者通讯处 刘建斌 100875 北京师范大学环境学院 413 房间 电话 010 58800150 E -mail liujianbinwbd 126. com 2006- 11-30 收稿 生化 催化铁内循环工艺处理精细化工区污水 李少林 马鲁铭 魏宏斌 同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092 摘要 在中试规模上研究了采用“催化铁A O 生化”及“A O 生化 催化铁内循环”工艺处理高有机浓度精细化工区污 水的效果及特点。 实验证明, 催化铁作为生化预处理工艺处理此污水铁填料表面出现结垢及有机物黏附的现象。 生 化 催化铁内循环工艺对污水 CODCr、NH3-N 去除率分别为 73、19, 生化 催化铁出水投加少量混凝剂、助凝剂后, C0DCr、BOD5、色度去除率分别为 81、95、91; 生化 催化铁内循环工艺将催化铁置于生化后可有效提高催化铁反 应效率, 避免铁填料表面出现结垢及黏附层等现象, 内循环可保证催化铁对生化的促进及对水中部分难降解有机物的 去除, 但此工艺仍存在氨氮去除效果不佳等问题待解决。 关键词 催化铁 高有机浓度精细化工区污水 生化 催化铁内循环工艺 0 引言 高有机浓度精细化工区污水治理是环境治理的 一大难题, 其污水色度、 CODCr达标排放较为困难。目 前,针对其色度高、 可生化性差的特点, 常用预处理措 施有铁碳法和催化铁内电解法等。它们作为生化预 处理工艺处理化工污水得到了广泛的应用 [ 1,2] , 本研 究针对采用催化铁作为生化预处理工艺处理精细化 工污水出现的问题 , 提出了一种新的生化 催化铁内 循环处理系统, 进行了连续流中试实验 , 并对此系统 处理精细化工废水效果及问题进行了考察。 1 试验水质及工艺流程 某地精细化工园区企业种类繁多, 主要涉及染料 及助剂、 制药及其中间体 、 生物化工等精细化工产品。 由于大部分企业生产污水排放至市政管网前预处理 不充分,市政污水厂进水中苯系化合物 、 卤代烃、 卤代 芳香烃等有毒有害难降解有机物含量高, 水质变化 大,混合污水呈现高 CODCr、高氨氮、高色度特征, 原 水水质见表 1, 当地市政污水厂采用工艺 见图 1 处 理效果不佳 ,CODCr、 色度去除率分别约 70、 50,对 氨氮基本无处理效果 。 改进前的中试处理工艺采用“混凝气浮催化铁 内电解 悬浮填料活性污泥 A O 生化处理” ,其中混 凝气浮采用市政污水厂生产运行的折板絮凝池及涡 凹气浮池, 即原污水经混凝气浮预处理后进入中试试 验装置 , 目前混凝气浮对 CODCr去除率约 20, 可有 效去除大部分悬浮物及胶体 。试验水质见表 1,其中 气浮出水 BOD5检测平均值约 422 mg L ,B C 约 0. 33。 催化铁反应器有效容积2 m 3 , 反应器内铁填料和 极化材料按一定的比例混合均匀后装入反应器,反应 器底部设布水板, 水流自下而上竖流式流动 。 缺氧池 15 环 境 工 程 2007年 8 月第25 卷第4 期 THE RESEARCH ON DESIGN OF AOR PROCESSGaoJunfa Gao Xiae7 Abstract AOR is a new biochemical process that combines with traditional-activated sludge process and oxidation ditch. It has better function of nitrogen and phosphorus removals, and its unique design of sludge renewal region, makes the return sludge centralized with appropriate oxygenation, meanwhile each region can engender flow state with concentric circles adopted. Accordingly, it is a sort of water technology with high efficiency , energy saving and better accommodation. After the study of AOR process, the dynamic designmeeting biological phosphorusand nitrogen removal is proposed, and the ulas used to design and calculate are deduced. Keywords AOR, biological denitrification and design the placement of catalytic ironfollowed bio -treatment improved the removal efficiency of catalytic iron, and the ations of scale and organic layer were inhibited; the promotion to bio -treatment and the reduction of catalytic ironwas realized by the inner -cycle process, but some problems such as inefficiency of NH3-N removal remains to be settled in this process. Keywords catalytic iron, high concentration organic sewage from fine chemistry zone and bio -treatment-catalytic iron inner -cycle process SHORT-CUT NITRIFICATION AND DENITRIFICATION OF A DAT -IAT BIOLOGICAL NITROGEN REMOVAL PROCESSWu Chundu Nie Ying MiaoYingqi et al 19 Abstract Nitrite accumulation was studied onthe condition of low dissolved oxygen DOand using A DAT -IAT biological nitrogen removal process to treat high -strength ammonium industrial wastewater with low C N ratio . The experimental results indicated that the system could realize long -term stable nitrite accumulation with high ammonia removal rate and no sludge bulking under the condition of low DO. During the stable operation stage, setting a DO concentration in DAT reactor at 1. 0 mg L, it was possible to achieve a average nitrite accumulation ratio NO - 2-N NO - X-N at 82. 1with the ammonia removal rate over 95 and the SVI maintained at a proper level of 90～ 125 mL g, which means a good settlement of sludge. Keywords A DAT -IAT, biological nitrogen removal, short -cut nitrification the system functioned well on conditions of hydraulic loading near 1. 2m2 m3hand sufficient air supply. The heights of the filter had great effects on the removal of different pollutants. Most of organic substances were degraded in the lower 40 cm of media near inlet, while most of ammonia were nitrified in the upper media. Keywords zeolite biological aerated filter, contaminated river water, gas -water ratio and hydraulic loading 2 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 25,No. 4, Aug . , 2007