含高比例工業(yè)廢水的污水如何處理

某開(kāi)發(fā)區是工業(yè)企業(yè)最集中的區域，精細化工、機械制造為該區的支柱產(chǎn)業(yè)，工業(yè)廢水濃度較高、可生化性差、水質(zhì)波動(dòng)較大，該市污水廠(chǎng)設計進(jìn)水中工業(yè)廢水比例高達60%，故確定采用水解酸化/改進(jìn)型MSBR 工藝，具有節省占地、處理效果好、抗沖擊負荷強的特點(diǎn)。目前該污水廠(chǎng)已運行近1 年，運行良好，出水水質(zhì)達到了《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB 18918—2002)的一級B 標準。該廠(chǎng)設計規模為3．0×104 m3 /d，其中一期規模為2．0×104m3 /d，二期為1．0×104 m3 /d，占地面積為2．3 hm2。

1 設計水質(zhì)及工藝流程

該廠(chǎng)進(jìn)水中工業(yè)廢水比例為60%，生活污水為40%，設計出水水質(zhì)執行《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB 18918—2002)一級B 標準(見(jiàn)表1)。

表1 設計進(jìn)、出水水質(zhì)

Tab．1 Design influent and effluent quality

 工藝流程如圖1 所示。

 圖1 污水處理工藝流程

Fig．1 Flow chart of wastewater treatment process

2 主體工藝設計

本污水處理廠(chǎng)核心處理單元為水解酸化池和改進(jìn)型MSBR 池。針對高負荷、來(lái)源復雜的原水，在主反應系統改進(jìn)型MSBR 池前增設水解酸化池，以提高污水的B /C 值，降低后續生化系統的處理負荷。改進(jìn)型MSBR 工藝在MSBR 工藝基礎上，針對原水水質(zhì)進(jìn)行了優(yōu)化，取消了污泥濃縮段和預缺氧段，延長(cháng)了缺氧段的停留時(shí)間。

①水解酸化池。本工程正常情況下水質(zhì)較為穩定，但不排除企業(yè)廢水間歇排放及事故排放的可能，因此考慮采用完全混合式厭氧水解池，水解酸化池1 座，設計水力停留時(shí)間為8 h。水解酸化池為推流流態(tài)，好氧池污泥部分回流至水解酸化池以增加池內污泥濃度，并可同時(shí)讓好氧污泥厭氧消化，減少剩余污泥產(chǎn)量。池內剩余污泥通過(guò)排泥泵提升至儲泥池。污水 經(jīng)水解酸化，在可生化性提高的同時(shí)，COD 去除率約為30%，BOD5去除率約為20%，SS去除率約為40%。

水解酸化池采用專(zhuān)利技術(shù)—一體化環(huán)流厭氧水解池，該池型將水解酸化池和沉淀池合為一體，沉淀池底部設置排泥裝置，中部均勻設置一組斜管，頂部設置排水裝置，其特征在于: 反應池為環(huán)形，并通過(guò)中間墻分隔成內外兩層，沉淀池布置在反應池正中央，且兩者之間通過(guò)隔墻隔開(kāi)，隔墻上對稱(chēng)開(kāi)設一組連通反應池和沉淀池的布水孔。該池體具有結構緊湊，占地省，能耗、造價(jià)和運行成本低等優(yōu)點(diǎn)。水解酸化池共設2 組，單組設計規模為1×104m3 /d，2 組合建，具體形式見(jiàn)圖2。

 圖2 水解酸化池平面布置

Fig．2 Plan view of hydrolysis acidification tank

水解酸化池設備配置見(jiàn)表2。

表2 水解酸化池主要工藝設備

Tab．2 Equipment for hydrolysis acidification

 ②改進(jìn)型MSBR 池。水解酸化池出水進(jìn)入改進(jìn)型MSBR 池，在厭氧池與回流污泥混合，富含磷的污泥在厭氧池進(jìn)行釋磷反應后進(jìn)入缺氧池，缺氧池用于反硝化脫氮，原水提供碳源，由主曝氣池至缺氧池的回流系統提供硝態(tài)氮。缺氧池出水進(jìn)入主曝氣池經(jīng)有機物降解、硝化、磷吸收反應后再進(jìn)入序批池1 或序批池2。兩個(gè)序批池交替作為沉淀出水和好氧反應單元。

改進(jìn)型MSBR 池(見(jiàn)圖3)共設2 組，單組設計規模為1×104 m3 /d。改進(jìn)型MSBR 池的設計參數見(jiàn)表3。每座改進(jìn)型MSBR 系統由5 個(gè)單元組成，分設在反應池兩側的是MSBR 池，起著(zhù)好氧氧化、缺氧反硝化、預沉淀和沉淀作用，內設管式微孔曝氣器及潛水攪拌器，并在出水處設有空氣堰。

 圖3 改進(jìn)型MSBR池示意

Fig．3 Plan view of modified MSBR

表3 改進(jìn)型MSBR池工藝設計參數

Tab．3 Design parameters of modified MSBR

 厭氧池出水經(jīng)過(guò)缺氧池進(jìn)入主曝氣池，主曝氣池設在反應池的一端，內設管式微孔曝氣器; 缺氧池設在厭氧池和主曝氣池之間，通過(guò)2 臺硝化液回流泵回流主曝氣池的混合液至缺氧池進(jìn)行生物除氮，為防止污泥沉底，缺氧池內設潛水攪拌器1 臺。如果不讓混合液進(jìn)入缺氧池，則此時(shí)缺氧池充當了厭氧池的作用，可用于強化除磷。改進(jìn)型MSBR 池各單元運行狀態(tài)見(jiàn)表4。

表4 各運行時(shí)段反應單元的運行狀態(tài)

Tab．4 Operation state of each unit in each sequence

 每座改進(jìn)型MSBR 系統由5 個(gè)單元組成，缺氧池、厭氧池、主曝氣池始終處于連續運行狀態(tài)，SBR池1 和SBR 池2 交替運行，一個(gè)運行周期為4 h。其中各時(shí)段的持續時(shí)間: 時(shí)段1 和時(shí)段4 為30 min;時(shí)段2 和時(shí)段5 為60 min; 時(shí)段3 和時(shí)段6 為30min。

當進(jìn)水水質(zhì)較差、COD 和NH3-N 去除效果差時(shí)，模式進(jìn)行適當調整: 曝氣90 min，預沉30 min，出水仍為120 min。

當出水SS 較高、出水效果較差時(shí)，可進(jìn)行適當調整: 曝氣60 min，預沉60 min，出水仍為120 min。

如仍出現COD 或NH3-N 去除效果不佳等工況，則可調整運行周期為6 h，模式調整如下: 曝氣150 min，預沉30 min，出水180 min�；虿捎瞄g歇出水，適當縮短出水時(shí)間，模式調整如下: 曝氣120min，預沉30 min，沉淀出水90 min。

各單元配置的主要工藝設備見(jiàn)表5。

表5 單座改進(jìn)型MSBR池主要工藝設備

Tab．5 Equipment of modified MSBR

 3 設計特點(diǎn)

設計特點(diǎn)如下: ①水解酸化池采用一體化環(huán)流水解厭氧池，有效緩解了占地緊張的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)水解處理，污水可生化性得到提高。當水解區域的泥量不足時(shí)，排泥回流進(jìn)行補充，使實(shí)際運行更加靈活，具有運行效果好、處理效率高的優(yōu)點(diǎn)。②水解酸化池中沉淀區為斜管沉淀池形式，增大了表面負荷，節省了占地。③水解酸化池污泥回流采用內回流穿墻泵的形式，降低了運行能耗。④改進(jìn)型MSBR 工藝在MSBR 工藝基礎上，針對進(jìn)水水質(zhì)氮高磷低的特點(diǎn)，取消了預缺氧池和濃縮池，縮短厭氧池的停留時(shí)間，適當加大了好氧池和缺氧池的停留時(shí)間，強化了好氧除碳、硝化和反硝化脫氮效果。⑤將改進(jìn)型MSBR 池的污泥回流和剩余污泥排放通過(guò)八爪型穿孔集泥管有效連接在一起，提高了污泥回流和剩余污泥的排放濃度，將穿孔排泥系統、混合液井和混合液回流泵巧妙地結合在一起，能夠有效降低運行能耗和費用。⑥改進(jìn)型MSBR 池將低揚程內回流泵和滑閥結合使用，在降低了回流系統能耗的同時(shí)，使回流量具備了可調節性。

4 運行效果分析及問(wèn)題討論

4. 1 運行效果

污水處理廠(chǎng)實(shí)際運行效果見(jiàn)表6。

表6 污水處理廠(chǎng)實(shí)際進(jìn)、出水水質(zhì)

Tab．6 Actual influent and effluent quality　 mg·L-1

 由表6 可見(jiàn)，污水廠(chǎng)實(shí)際進(jìn)水中工業(yè)廢水比例約在60% ～ 80%，B /C 值在0．12 ～ 0．28。在實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)遠差于設計水質(zhì)的情況下，污水處理廠(chǎng)出水基本能達標排放，COD、BOD5、NH3-N、TN、TP 達標排放率分別達到了79．3%、100%、100%、100% 和92%，表明水解酸化/改進(jìn)型MSBR 工藝對含高比例工業(yè)廢水的污水具有很好的處理效果，在對納管的工業(yè)廢水水質(zhì)進(jìn)行適當控制的情況下，出水水質(zhì)能夠達到一級B 排放標準。

4. 2 設計存在問(wèn)題

①受占地限制，水解酸化池的沉淀區采用了斜管沉淀池形式，雖然能提高沉淀區的效率，但生化污泥的沉降性能差，易附著(zhù)在斜管區域并積壓，一段時(shí)間之后可能影響出水水質(zhì)。運行時(shí)需通過(guò)高壓水槍定期沖洗方式解決。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

②改進(jìn)型MSBR 池采用了八爪型穿孔集泥管，在一定程度上改善了池體的排泥效果，但仍存在排泥不徹底的情況，穿孔集泥管的周邊區域排泥效果好，但距離較遠區仍存在排泥不暢的現象，并在序批池終端出水區域存在出水時(shí)污泥上浮現象。一方面由于此區域無(wú)集泥管，污泥推流至此后難以排出系統; 另一方面是因為空氣堰出水負荷雖低于潷水器，但仍存在負荷偏高的問(wèn)題。

針對污泥上浮問(wèn)題，設計時(shí)可考慮增加穿孔排泥管的布置范圍，特別是空氣堰下方排泥系統布置，避免此區域集泥而影響出水水質(zhì)�？諝庋叱鏊�負荷在有條件的情況下應盡量取低值，有利于避免跑泥現象，提高出水水質(zhì)。

③改進(jìn)型MSBR 池出水堰出水時(shí)存在虹吸現象�？諝庋唛_(kāi)始出水時(shí)流量較大且存在紊流狀態(tài)，空氣隨出水帶入出水管引起負壓虹吸現象，出水流量大大增加，嚴重時(shí)導致改進(jìn)型MSBR 池液面明顯下降，不利于出水水質(zhì)穩定。設計時(shí)可考慮出水管采用P 形管結構，能夠一定程度上避免出水管的虹吸現象。運行時(shí)可采用空氣堰進(jìn)氣的方式，以補充出水中夾帶的空氣，平衡空氣堰內外壓力，避免負壓虹吸帶來(lái)的影響。