1、適用范圍或應用領域
工業廢水/化纖廢水
2、技術簡介
本技術為一種化纖廢水深度回用處理系統,包括依次連接的預處理單元、主體生化池和深度處理單元;所述預處理單元由依次相連的混合池、酸化池、厭氧反應器、厭氧沉淀池、綜合調節池組成;所述主體生化池包括依次相連的活性污泥池、一沉池、兼氧好氧池和二沉池;所述深度處理單元包括依次相連的氣浮池和過濾池。本系統是以酸化預處理為保障、以高效厭氧+兩級好氧為核心、以氣浮+砂濾+炭濾為保證的三級處理系統;為化纖廢水提供了一個高效穩定、經濟合理的污水處理系統,其去除效果、達標穩定性、操作靈活性(可調性)得以有效保證。
3、工藝背景及參數或技術原理
2.1 工藝背景
化纖廢水是指在化纖生產過程中產生的各類廢水, 其成份復雜, 有機物濃度高,且波動較大,廢水可生化性差,且含有醛類、氰類、苯類等有毒物質, 易對微生物產生毒害作用。廢水若不經處理或僅經預處理直接排放, 將會對受納水體及周邊環境造成嚴重危害。
傳統的化纖廢水采用生化、物化-生化、化學工藝處理均是可行的,大部分出水可達GB8978-1996的一級或二級標準,但對于不同性質廢水,處理方法有所不同。與化學法相比,生物法雖然占地面積較大、反應時間長、工藝復雜、操作麻煩等熱閉店,但其單位處理成本遠遠低于化學法,運行費用比較低。對于生物處理來說,單獨使用厭氧或好氧,出水水質很難達到國家一級排放標準,或處理費用過高。厭氧處理對于高濃度化纖廢水有著經濟上的吸引力,可以有效降低化纖廢水的有機負荷,提高該類廢水的可生物降解性和后續好樣處理效率,并且污泥產量低,動力消耗少;而好氧處理啟動時間較短,出水水質好。故通常采用厭氧處理后串聯好氧生物處理,能充分發揮厭氧微生物抗沖擊負荷能力并可提高污水可生化性,兼有利用好氧微生物生長速度快、出水水質好、運行費用低的優點。隨著化纖廢水排放標準的提高,化纖廢水勢必進行提標改造深度處理。但由于場地限制,傳統生化工藝占地面積較大,難以進行提標改造實施,因此,有必要提供一種針對建廠多年的化纖企業的化纖廢水處理深度回用處理工藝。
2.2 結合具體實施方式詳述工藝流程、原理
鑒于現有技術存在的問題,本技術提供一種化纖廢水處理工藝,包括混合池、酸化池、厭氧反應器、厭氧沉淀池、綜合調節池、活性污泥池、一沉池、兼氧好氧池、二沉池、氣浮池、砂濾器和炭濾器。
化纖廢水經車間管道流至檢測池經過檢測pH和水溫,正常首先進入混合池,進行水量收集和調節,若檢測pH和水溫不正?;虿▌虞^大時,需切入事故池分量逐步提升,進入混合池或酸化池?;旌铣貎仍O置攪拌裝置,均質均量,保護后續處理設施。
通過計量泵往混合池投加液堿和各營養物質,調節廢水的pH值和營養物質比例,然后自流進入酸化池。在酸化池中,經過潛水攪拌機的攪拌作用,同時在產酸菌的作用下將廢水中所含的大分子有機物分解為小分子有機物,提高廢水的可生化性。
酸化池出水再經pH調整后提升進入厭氧反應系統進行厭氧處理。厭氧系統用蒸汽控制廢水水溫在35°C左右,使滿足中溫厭氧條件。UASB池內通過設置內循環系統,保證污泥的活性。厭氧反應器出水自流進入厭氧沉淀池,沉淀池清液進入綜合調節池;污泥進行回流以保證酸化池的污泥濃度,剩余污泥泵至污泥池。
綜合調節池出水泵至活性污泥池,在活性污泥池內設置穿孔曝氣管曝氣,去除廢水中所含的有機物?;钚晕勰喑鏊粤鬟M入一沉池,一沉池污泥部分回流,剩余污泥泵至污泥池,一沉池清液自流至后端好氧池。好氧池采用兼氧+接觸氧化池的模式,在接觸氧化池內,通過懸掛組合填料提高污泥含量,進一步降解廢水中有機物。接觸氧化池出水自流進入二沉池,二沉池設污泥回流,剩余污泥泵至污泥池。 二沉池清液部分進入納污池,后由泵將處理達標污水外排至城市污水管網。大部分二沉池清液進入氣浮裝置回用處理,氣浮池投加PAC和PAM,去除廢水中所含非溶解性物質。氣浮池出水自流進入中水回用池為過濾做準備。中水回用池出水經砂濾和炭濾器,保證出水濁度達到回用要求。
污泥池沉淀污泥通過投加PAM,然后通過污泥脫水機,泥餅外運處置。
工藝流程圖
4、技術優勢
(1)本技術的系統是以酸化預處理為保障、以高效厭氧+兩級好氧為核心、以氣浮+砂率+炭濾為保證的三級處理系統;為化纖廢水提供了一個高效穩定、經濟合理的污水處理系統,其去除效果、達標穩定性、操作靈活性(可調性)得以有效保證。
(2)本技術采用的厭氧反應器污泥濃度較高,容積負荷高,容積小,結構緊湊,構造簡單,操作運行方便。
(3)本設計厭氧處理段采用占地面積小、處理負荷高、污泥產率低的厭氧顆粒污泥膨脹床反應器。
(4)本技術技術適用于改造項目,后續深度處理工藝占地面積小,可有效解決寸土寸金的土地資源,節約用地。
(5)本技術的系統可有效解決了化纖廢水中有機物含量高、生物降解性能差的問題,具有處理效果好、投資費用低、運行穩定等特點。
5、本技術特點
以下對本技術系統的主要組成(預處理單元+主體生化池+深度處理單元)的設計進行闡釋:
(1)預處理單元(混合池、酸化池、厭氧反應器、厭氧沉淀池、綜合調節池) 用酸化+厭氧反應器工藝代替了傳統的混凝沉淀預處理,處理負荷高,剩余污泥較少,占地面積較小,為后續好氧處理打下了基礎。
(2)主體生化池(活性污泥池、一沉池、兼氧好氧池、二沉池) A2/O法應用于城鎮污水脫氮除磷處理工程實踐較多,但也存在一定問題,主要表現在當脫氮效果好時,除磷效果較差,反之亦然,很難同時取得好的脫氮除磷效果,這是因為:該流程回流污泥全部進入厭氧段,為了維持較低的污泥負荷,要求較大的回流比,方可保持系統硝化良好,但回流污泥將大量硝酸鹽帶入厭氧池,而聚磷菌放磷的條件是厭氧狀態,并同時有溶解性BOD5存在。但厭氧段存在大量硝酸鹽時,反硝化菌會以有機物為碳源進行反硝化,等脫氮完全后才開始厭氧放磷,這就使得厭氧段進行磷的厭氧釋放的有效容積大為減少,從而使得除磷效果較差,而脫氮效果較好。反之,如果好氧硝化作用不好,則隨回流污泥進入厭氧段的硝酸鹽減少,改善了厭氧環境,使磷能充分釋放,所以除磷效果較好。 為了解決上述缺點,分點進水倒置 A2/O 應運而生,即將缺氧池至于厭氧池前面,來自二沉池的回流污泥和部分進水、混合液回流進入缺氧池?;亓魑勰嗪突旌弦涸谌毖醭貎冗M行反硝化,去除硝態氧,在進入厭氧段, 保證了厭氧池的厭氧狀態,強化除磷效果。由于污泥回流至缺氧段,缺氧段污泥濃度可較好氧段高出50%。單位池容的反硝化速率明顯提高,反硝化作用能夠得到有效保證。再根據不同進水水質,不同季節情況下,生物脫氮和生物除磷所需碳源的變化,調節分配至缺氧段和厭氧段的進水比例,反硝化作用能夠得到有效保證,系統中的除磷效果也有保證。 本技術采用的交替式A2/O池是常規A2/O和倒置A2/O的有機結合,通過改變運行條件,結合出水脫氮除磷要求,既可以按照常規A2/O來運行,也可以按照倒置A2/O來運行,當總磷進水濃度高或者超標情況下,按照倒置A2/O運行;當氨氮(總氮)進水濃度高或超標情況下,切換到常規A2/O運行,一并解決了氨氮和TP的達標問題,保證出水穩定達標,本技術交替式A2/O池的設計主體按照分點進水倒置A2/O工藝要求來設計,即缺氧池(A2)+厭氧池(A1)+好氧池(O),分點進水比例為:缺氧池進水比例為進水的50%~70%,厭氧池進水比例為進水的30%~50%,二沉池回流污泥進入缺氧池,硝化液回流控制200%~400%的回流量進入缺氧池。 本技術的交替式A2/O池是在常規的A2/O基礎上改造,不僅可用于新建污水處理廠建設,也可用于原有設施改造,方便快捷。
(3)深度處理單元(氣浮池、砂濾器和炭濾器) 深度處理單元采用“氣浮池+砂濾器+炭濾器”,其中加藥沉淀環節采用了方型斜管機械攪拌澄清池,具有適應較高濁度、斜管分離效果好的優點,同時該澄清池不同于常規的圓形構造,結構上方下圓、池上部為方型,便于合壁共建,布置緊湊,節省用地,同時可以節省藥劑費用,從而降低運行成本。 過濾單元采用纖維轉盤過濾進,運營成本低、出水水質好并且穩定、水頭損失非常低、占地面積非常小是它最顯著的特點。
6、設備組成
表1 主要設備組成
序號 | 系統名稱 | 主要技術指標 | |
1 | 預處理單元 | 含混合池、酸化池、厭氧反應器、厭氧沉淀池、綜合調節池 | |
2 | 主體生化池 | 含活性污泥池、一沉池、兼氧好氧池、二沉池 | |
3 | 深度處理單元 | 含氣浮池、砂濾器和炭濾器 | |
4 | 管道、管件 | / | |
8 | 閥門 | 安全閥、過濾器等 | |
9 | 電氣自控 | 儀表管、加藥電控柜、電控/儀控箱等 |
7、工程案例
某化纖企業廢水處理工程(水量3108m3/d),具體進水水質見表2。
表2 進水水質一覽表
名稱 | 進水指標 | |||
酸性污水 | 清洗廢水 | 初期雨水 | 生活污水 | |
CODCr mg/L | 5000 | 8000 | 300 | 400 |
氨氮 mg/L | \ | \ | \ | 20 |
總磷 mg/L | \ | \ | \ | 15 |
生產污水系統各單元各功能段預期處理負荷分配詳見表3:
表3 預期處理負荷一覽表
工 藝 簡 述 | 厭氧反應器 | 好氧單元 | 氣浮-陶粒-炭濾單元 | |
停留時間 /hr | 30 | 26 | / | |
有效容積 /m3 | 1800 | 3900 | / | |
COD | 進水 /mg/L | 5000 | 750 | 85 |
出水 /mg/L | 1500 | 85 | 60 | |
去除率/% | 70.0% | 88.7% | 30% | |
總磷 | 進水 /mg/L | 5.0 | 4.5 | / |
出水 /mg/L | 1.0 | 1.0 | / | |
去除率/% | 80% | 78% | / |
備注:厭氧反應器補充5mg/L磷鹽作為營養鹽,好氧系統依托生活污水補充磷營養鹽。
項目現場照片