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甲醇行業(yè)污水處理研究及應(yīng)用論文
［摘要］甲醇行業(yè)污水處理站主要處理來自氣化、合成裝置的廢水，廢水中主要污染物為BOD、COD、NH3-N、SS等有害物質(zhì)，采用序批式污泥處理法(SBＲ)進(jìn)行處理，但運行過程中濃密池、SBＲ池產(chǎn)生的污泥脫水效果不好，污泥回收量小，SBＲ池活性污泥減少，造成污泥沉降比增大，不利于活性污泥中微生物的繁殖生長，致使污水處理效果較差。介紹污泥脫水處理的過程，針對污泥脫水處理過程中存在的問題進(jìn)行分析，并采取有效的應(yīng)對措施，解決了污水與污泥的分離問題，使污水處理站實現(xiàn)了長、滿、優(yōu)運行。
［關(guān)鍵詞］甲醇行業(yè);污水處理站;污泥處理;分離效率;改造;工藝優(yōu)化
甲醇行業(yè)污水處理站主要處理來自氣化、合成裝置的廢水，廢水中主要污染物為BOD、COD、NH3-N、SS等有害物質(zhì)。根據(jù)甲醇行業(yè)廢水中有害物質(zhì)的特點，陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司選擇序批式活性污泥處理法(SBＲ)對廢水進(jìn)行處理，但在系統(tǒng)運行過程中，濃密池、SBＲ池等產(chǎn)生的污泥含水量大，污水與污泥分離效果差，壓濾機(jī)壓出的泥餅不成形，污水與污泥又回到前系統(tǒng)，前系統(tǒng)又將污泥帶入SBＲ池，造成SBＲ池中污泥沉降比增大，減緩了活性污泥中微生物的繁殖生長，造成污水處理效果較差。因此，如何將污水與污泥有效分離，并經(jīng)壓濾機(jī)壓榨后形成泥餅予以回收處理，成為亟需解決的難點。
1污水處理站的主要任務(wù)
污水處理站主要接收氣化、合成裝置產(chǎn)生的工藝廢水及生活污水，污水經(jīng)過混凝及均衡調(diào)節(jié)等工序，送入SBＲ池進(jìn)行生化處理，完成脫除COD、NH3-N的過程，達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)二級標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放。污水處理站年運行時間按8000h設(shè)計，處理能力為52t/h(包括工藝廢水42t/h和生活污水10t/h)。
2污水處理工藝
污水處理主體工藝采用序批式活性污泥法(SBＲ)，主要工藝步序為:進(jìn)水曝氣—好氧曝氣攪拌—厭氧攪拌—靜置沉淀—排放。其去除BOD、NH3-N等有機(jī)物的基本原理是:好氧曝氣時，在好氧微生物及亞硝酸菌、硝酸菌的作用下對有機(jī)物進(jìn)行分解;厭氧攪拌時，進(jìn)行反硝化反應(yīng)。序批式活性污泥法(SBＲ)由兩組SBＲ生化反應(yīng)池組成，交替工作，一個工作周期為8h(進(jìn)水曝氣2h、厭氧攪拌2h、沉淀3h、排水1h，工作周期及各階段用時可根據(jù)運行情況適當(dāng)調(diào)整)。進(jìn)水階段同時進(jìn)行曝氣;每組池內(nèi)設(shè)置4臺碟式射流曝氣器和2臺剩余污泥導(dǎo)出泵(反應(yīng)池內(nèi)剩余污泥由污泥導(dǎo)出泵排至污泥貯池)。出水由潷水器將上層清液排出。調(diào)節(jié)池、高效濃密池等單元用于穩(wěn)定水量和水質(zhì)，去除水中大部分懸浮物及影響生化處理的Ca2+等。
2.1預(yù)處理
氣化廢水通過廠區(qū)管道進(jìn)入廢水調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池中實現(xiàn)水質(zhì)、水量的均化;同時，在廢水調(diào)節(jié)池中設(shè)置穿孔管路進(jìn)行曝氣攪拌，防止懸浮固體和顆粒在池底沉積。調(diào)節(jié)池廢水由提升泵(一用一備)打入一級攪拌反應(yīng)槽內(nèi)，在攪拌反應(yīng)槽內(nèi)投加磷酸和氫氧化鈉，用于去除水中影響生化處理的Ca2+，充分?jǐn)嚢杌旌戏磻?yīng)后流入二級攪拌反應(yīng)槽，并投加混凝劑和絮凝劑進(jìn)行充分混合。出水流入濃密池，在混凝劑和絮凝劑的作用下，水與固體懸浮物分離，上部的上清液溢流至均衡池，底部的沉淀物通過污泥泵送至污泥貯池。均衡池接收兩路來水，一路為工藝廢水，另一路為生活污水，兩路水在均衡池中通過其底部鼓入的空氣攪拌后，由二級提升泵(一用一備)送至SBＲ反應(yīng)池。
2.2生化處理
SBＲ反應(yīng)池中，在曝氣階段，循環(huán)水泵(四用一備)、鼓風(fēng)機(jī)(一用一備)啟動，補(bǔ)充水中的溶解氧，水中COD、NH3-N等在微生物的作用下得到氧化，產(chǎn)物為CO2、H2O和硝酸鹽(NO－3);在厭氧攪拌階段，循環(huán)水泵(四用一備)運行，加入適量甲醇補(bǔ)充碳源，水中的硝酸鹽(NO－3)在反硝化細(xì)菌的作用下還原為N2而從水中逸出。經(jīng)沉淀階段后，由安裝于反應(yīng)池末端的潷水器將上層的清液排至清水池，在清水池中取樣分析，各項指標(biāo)達(dá)標(biāo)后清液排出廠外。
2.3污泥處理
污水處理站產(chǎn)生的污泥主要包括濃密池的化學(xué)污泥和SBＲ池產(chǎn)生的剩余活性污泥。上述污泥通過各自的污泥泵排入污泥貯池，再由污泥處理系統(tǒng)的污泥螺桿泵抽到過濾機(jī)進(jìn)行脫水處理，將污水與污泥分離，污水繼續(xù)回到生活污水井，再次循環(huán)處理，污泥則壓成泥餅，按照危險固體廢物的程序處理。但實際運行過程中，由于污泥螺桿泵抽出的污泥濃度低、含水量大、污泥量少，在過濾機(jī)濾布上流動性大，難以壓成泥餅。
3污水與污泥分離效果差的解決辦法
3.1污泥處理系統(tǒng)工藝改造
經(jīng)分析，污泥壓榨過濾機(jī)為間歇式工作，當(dāng)污泥貯池的液位達(dá)到80%～90%時，污泥壓榨系統(tǒng)啟動，此過程中池內(nèi)上層為清液，下層為污泥濃度較大的污泥，啟動螺桿污泥泵后，由于螺桿污泥泵打量較大，而污泥貯池上部清液黏度小、流動性好，下部污泥黏度大、流動性差，故在螺桿污泥泵啟動的前幾分鐘，抽出的污泥濃度低、含水量大、污泥量少，造成壓榨效果差。為此，對原有污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行工藝改造，即在污泥貯池中上層加裝1條污泥貯池上清液排水管線，每次啟動污泥壓榨系統(tǒng)前，先打開上清液排水閥，使污泥貯池上層的清液自流至生活污水井再次循環(huán)處理，剩下的下層污泥再用污泥螺桿泵送至污泥壓榨機(jī)進(jìn)行壓榨處理，從而提高污泥的處理率。
3.2污泥處理系統(tǒng)加藥工藝優(yōu)化
為使水與污泥得到更好分離，一般采用投加聚合氯化鋁(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)的方式對污水中的懸浮物粒子進(jìn)行吸附、絮凝。為比較PAC和PAM的吸附、絮凝效果，從加藥量、加藥時間、加藥位置、經(jīng)濟(jì)投入等方面多次進(jìn)行試驗與對比，得出如下結(jié)論。聚合氯化鋁(PAC)是一種高分子混凝劑，通過壓縮雙層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀物網(wǎng)捕等作用，使水中細(xì)微懸浮物粒子和膠體離子脫穩(wěn)，繼而聚集、絮凝、混凝、沉淀，從而達(dá)到凈化處理效果。PAC的投加方法:將固體PAC按照1∶3的比例加水溶解為液體，然后加15～20倍清水稀釋配制成濃度為12%～16%的藥劑。一般1000t污水需投加50～75kg的PAC，成本在130～195元。聚丙烯酰胺(PAM)分子能與分散于溶液中的懸浮物粒子架橋吸附，有著極強(qiáng)的絮凝作用。PAM的投加方法:先將PAM固體顆粒溶解成濃度為0.1‰～0.3‰的水溶液(應(yīng)在搪瓷、鍍鋅、鋁制或塑料桶內(nèi)配制，不可在鐵制容器內(nèi)配制和儲存)，再加水稀釋至所需濃度后投加入污水中，以便迅速發(fā)揮藥效。PAM溶液配制時，應(yīng)慢慢地加入帶攪拌和加熱措施(PAM固體顆粒在30～40℃更易溶解)的溶解器中，并采用漸次加藥的方式，將PAM固體顆粒慢慢地投入水中，以便其均勻地在水中溶解，避免結(jié)塊。一般1000t污水需投加1.5～3.5kg的PAM，成本在63～147元。需注意的是:PAM水溶液應(yīng)做到現(xiàn)配現(xiàn)用，因為溶解液長時間放置后，其性能會逐漸降低;同時，配制好的溶解液必須進(jìn)行攪拌，攪拌速度一般為60～200r/min，否則會導(dǎo)致PAM降解，影響使用效果。通過試驗比對，投加PAM，污泥的絮凝效果、凈水速度提高20%，人員的勞動強(qiáng)度較投加PAC小很多，且投加費用也較投加PAC有所減少。為此，在帶式壓榨過濾機(jī)前增加1個PAM加藥混合器，增加藥劑與污水充分混合的時間，提高污泥的絮凝效果。
3.3污泥處理系統(tǒng)工藝優(yōu)化
污泥處理的關(guān)鍵裝置———過濾機(jī)，其選型為帶式壓榨過濾機(jī)，處理能力為3～6m3/h，有效帶寬為1000mm，電機(jī)功率為0.75kW，而配備的螺桿污泥泵流量為20m3/h，污泥在過濾機(jī)濾布上沒有足夠的停留時間，造成污泥順著濾布從兩邊流下，達(dá)不到順利壓榨的目的。另外，因污泥壓榨過濾機(jī)為間歇式工作，每次在重啟設(shè)備時，總會出現(xiàn)螺桿污泥泵打不上量或污泥堵塞管道的問題。為此，對工藝操作進(jìn)行以下優(yōu)化:通過調(diào)節(jié)閥門開度、調(diào)整過濾機(jī)轉(zhuǎn)速并在過濾機(jī)頂上增加1層濾布等手段，找出污泥壓榨過程水量平衡點，實現(xiàn)污泥順利壓榨;對于管道堵塞問題，增加1臺沖洗水泵，在每次污泥壓榨完畢后，及時對污泥管道及PAM加藥混合器、帶式壓榨過濾機(jī)等設(shè)備進(jìn)行沖洗。
4結(jié)束語
污泥能否及時、有效地處理，對污水處理站出水指標(biāo)影響也很大。甲醇行業(yè)污水處理站序批式活性污泥處理工藝(SBＲ)，主要以反應(yīng)池中活性污泥微生物分解、硝化污水中的有毒有害物質(zhì)，反應(yīng)池中的微生物繁殖很快，剩余活性污泥及其他沉淀物對反應(yīng)池的處理能力影響很大。我公司污水處理站由于污水與污泥分離效果差，污水與污泥又回到了前系統(tǒng)，前系統(tǒng)又將污泥帶入SBＲ池，造成SBＲ池中的污泥沉降比增大，減緩了活性污泥中微生物的繁殖生長，造成污水處理效果較差。采取上述優(yōu)化改造措施后，取得了較好的效果。此外，生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格控制反應(yīng)池中的污泥濃度和沉降比，將污泥濃度控制在2～5g/L，沉降比控制在40～50。只要認(rèn)真執(zhí)行污泥處理工序的工藝指標(biāo)，就能實現(xiàn)污水處理站的長、滿、優(yōu)運行及出水的達(dá)標(biāo)排放。
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