摘要: 某污水處理廠采用水解酸化/Carrousel氧化溝工藝處理漂染廢水,由于實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)、水量與設(shè)計(jì)值有偏差,造成運(yùn)行管理困難且費(fèi)用較高。針對(duì)該廠的實(shí)際運(yùn)行狀況,探討了水解酸化的pH、氧化溝的DO濃度、MLSS、污泥負(fù)荷等參數(shù)的優(yōu)化控制,確保該工藝的處理效果穩(wěn)定、酸耗低、剩余污泥少、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、不會(huì)發(fā)生絲狀菌污泥膨脹,出水水質(zhì)達(dá)到廣東省《水污染物排放限值》(DB 44 /26—2001)第二時(shí)段的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞:漂染廢水;水解酸化;Carrousel氧化溝;優(yōu)化控制;絲狀菌;污泥膨脹

某漂染業(yè)綜合治理配套工程項(xiàng)目地處廣東省某漂染業(yè)環(huán)保工業(yè)園,為園區(qū)企業(yè)提供集中供熱、供水、污水處理服務(wù),目前與該項(xiàng)目配套的污水處理廠為30多家入園漂染企業(yè)集中處理牛仔服裝洗漂、印染、絲光及生活等綜合廢水。廢水中的污染物主要是染色和漂洗過(guò)程中投加的沸石、漿料、硫化黑、靛藍(lán)染料、工業(yè)洗衣粉、表面活性劑、元明粉、硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉、蘇打、燒堿等。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前綜合廢水中洗漂廢水占75%～85%、印染廢水占7% ～12%、絲光廢水占3% ～7% ,其他廢水約占5% ,水質(zhì)、水量波動(dòng)較大。污水處理廠一期工程的處理水量為 10. 0 ×104 m3 /d,一組采用水解酸化/好氧工藝,另一組采用水解酸化/Carrousel氧化溝工藝,筆者主要介紹后者。

1　工藝流程

廢水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

廢水通過(guò)污水收集管網(wǎng)直流到污水處理廠的粗格柵和一級(jí)提升泵站,再由泵提升至細(xì)格柵和平流沉砂池,并投加濃度為50%的硫酸調(diào)節(jié)pH; 調(diào)節(jié) pH后的廢水流入調(diào)節(jié)沉淀池,再通過(guò)二級(jí)泵提升至水解酸化池,經(jīng)水解酸化后與二沉池回流污泥混合流入氧化溝,完成有機(jī)物的好氧去除;二沉池出水與混凝劑CF1混合、反應(yīng)、絮凝、沉淀后外排或回用。調(diào)節(jié)沉淀池、混凝沉淀池的污泥與剩余污泥通過(guò)污泥泵排入污泥池進(jìn)行均勻混合,再通過(guò)泵送入帶式濃縮一體化壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理,泥餅外運(yùn)或運(yùn)至與工業(yè)園項(xiàng)目配套的熱電廠進(jìn)行烘干、摻煤焚燒[ 1、2 ] 。

2　工藝控制

部分時(shí)段的COD、pH、TP等水質(zhì)指標(biāo)超過(guò)設(shè)計(jì)值、水量時(shí)變化較大,導(dǎo)致生化系統(tǒng)易受水質(zhì)、水量負(fù)荷沖擊,運(yùn)行控制的難度較大。針對(duì)該廠的水質(zhì)、水量特點(diǎn),在總結(jié)水解酸化和氧化溝工藝長(zhǎng)期運(yùn)行控制經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,得出了具體的優(yōu)化控制方式。

2.1　對(duì)pH的控制

首先進(jìn)行氧化溝活性污泥的培養(yǎng),鐘蟲(chóng)出現(xiàn)后, 回流10%的污泥到水解酸化池作培菌用,按照設(shè)計(jì)要求,用硫酸把pH值調(diào)整到9. 0,使水解酸化池較好地運(yùn)行。

大量資料表明在偏酸性環(huán)境下水解酸化作用比較明顯,但是由于該水廠的進(jìn)水pH值高達(dá)11. 5～ 12. 5,導(dǎo)致加酸量特別大,費(fèi)用很高。運(yùn)行實(shí)踐證明,該類廢水在堿性環(huán)境下水解酸化作用仍較明顯, 且當(dāng)pH < 10. 5時(shí),堿度對(duì)水解酸化的負(fù)面影響較小。水解酸化可將大分子或難降解的化合物分解為易于降解的中間產(chǎn)物,提高了廢水的可生化性[ 3 ] , 并充分發(fā)揮了酸化作用,進(jìn)一步降低了pH值,節(jié)省了加酸量。隨著水解酸化池污泥掛膜的進(jìn)行,污泥濃度增大,水解酸化功能不斷增強(qiáng),逐步減少了加酸量,提高了水解酸化池的pH值。試運(yùn)行5個(gè)月后, 發(fā)現(xiàn)在預(yù)處理階段只需用硫酸把廢水中和到pH = 11. 0,通過(guò)水解酸化作用便可使其pH 值穩(wěn)定在 10. 4,且生物膜生長(zhǎng)較好;再經(jīng)氧化溝處理后,除TP 以外的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)標(biāo),且可以確保氧化溝生化系統(tǒng)在偏堿性條件下運(yùn)行,不易發(fā)生絲狀菌膨脹。

當(dāng)加酸量不充足、水解酸化池的pH 值持續(xù)2 天超過(guò)11. 5時(shí),水解酸化污泥系統(tǒng)開(kāi)始惡化,導(dǎo)致惡臭和污泥從填料上脫離、SV I值上升、二沉池出現(xiàn)少許漂泥現(xiàn)象,隨后二沉池的pH值超過(guò)9. 0,此時(shí)需要在終沉池加藥才能使pH值達(dá)標(biāo)?？赏ㄟ^(guò)加大酸量把水解酸化池的pH值調(diào)低至10. 5, 5天即可恢復(fù)。一般在活性污泥狀態(tài)較好的情況下,維持進(jìn)入水解酸化池的廢水pH值為11. 0～11. 4即可使系統(tǒng)較為穩(wěn)定地運(yùn)行。

2.2　對(duì)氧化溝內(nèi)DO的控制

該廠氧化溝為傳統(tǒng)6溝式Carrousel氧化溝,采用3臺(tái)低速倒傘型表曝機(jī)曝氣,由于生物除磷本身不消耗氧氣,供氧主要消耗在對(duì)BOD5 的去除、硝化反應(yīng)、對(duì)部分還原性物質(zhì)的去除等方面。在實(shí)際運(yùn)行控制過(guò)程中,各段曝氣量一般是根據(jù)DO儀的監(jiān)測(cè)值,通過(guò)調(diào)整表面曝氣機(jī)的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)和運(yùn)行時(shí)間來(lái)控制。經(jīng)長(zhǎng)期的運(yùn)行實(shí)踐得出各區(qū)DO的控制范圍:缺氧區(qū)為0. 2 ～0. 5 mg/L、好氧區(qū)為1. 9 ～3. 3 mg/L,若DO的濃度太低會(huì)抑制硝化作用,太高則會(huì)使DO隨回流污泥進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū),影響聚磷菌釋磷和對(duì)磷的吸收[ 4 ] 。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn), 水量< 750 m3 /h 時(shí),只需開(kāi)啟2臺(tái)表曝機(jī);水量為750～1 200 m3 /h 時(shí),間歇開(kāi)啟進(jìn)水段表曝機(jī);水量> 1 200 m3 /h時(shí), 需要持續(xù)開(kāi)啟3臺(tái)表曝機(jī);當(dāng)COD > 900 mg/L 時(shí), 需要增加曝氣設(shè)備才能滿足滿負(fù)荷的要求。DO是保障該工藝處理效果的關(guān)鍵,當(dāng)表曝機(jī)發(fā)生故障時(shí), DO得不到保障,出水水質(zhì)惡化,在維修期間必須通過(guò)降低水量來(lái)保證出水達(dá)標(biāo)。

2.3　對(duì)氧化溝和水解酸化池MLSS的控制

該廠氧化溝的MLSS設(shè)計(jì)值為5 000 mg/L,但是因工業(yè)園水量日變化較大,該廠另一組A /O生化系統(tǒng)的耐沖擊負(fù)荷能力較小[ 2 ] ,因此水量沖擊負(fù)荷主要由氧化溝系統(tǒng)承擔(dān)。氧化溝系統(tǒng)的水量在750 ～1 800 m3 /h范圍內(nèi)波動(dòng),一定時(shí)間內(nèi)無(wú)法使系統(tǒng)內(nèi)的污泥濃度隨水量的變化及時(shí)調(diào)整,為了維持運(yùn)行的穩(wěn)定性,需把MLSS控制在適中的范圍內(nèi)。經(jīng)過(guò)運(yùn)行實(shí)踐和監(jiān)測(cè)可知:當(dāng)MLSS < 3 000 mg/L、水量為4. 0 ×104 m3 /d時(shí),各項(xiàng)指標(biāo)均不達(dá)標(biāo),特別是出水色度較大; 當(dāng)MLSS > 4 000 mg/L、水量只有 1. 5 ×104 m3 /d時(shí),污泥活性變差,死泥增多。實(shí)踐還證明,當(dāng)MLSS維持在3 500 mg/L左右時(shí),能夠較好地應(yīng)對(duì)水量變化的沖擊,使出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo);當(dāng)水解酸化池的MLSS > 3 500 mg/L時(shí),介質(zhì)密度過(guò)高、水下攪拌器的電流偏高、污泥隨水流大量流入氧化溝, 此時(shí)需及時(shí)排泥。

2.4　對(duì)污泥負(fù)荷的控制

因MLSS相對(duì)保持穩(wěn)定,污泥負(fù)荷主要受進(jìn)水量的影響[ 5 ] 。實(shí)際運(yùn)行表明:水量在(1. 5～5. 0) × 104 m3 /d范圍內(nèi)時(shí),出水可保持穩(wěn)定達(dá)標(biāo),其中水量在3. 0 ×104 m3 /d時(shí)效果最佳;水量如果長(zhǎng)時(shí)間(10 d以上)低于或者高于該范圍,污泥活性則開(kāi)始變差,出水水質(zhì)惡化,需對(duì)MLSS做相應(yīng)調(diào)整,即污泥負(fù)荷保持在0. 039 ～0. 130 kgBOD5 / ( kgMLSS·d) 時(shí),對(duì)各指標(biāo)的去除率較高,其中污泥負(fù)荷在0. 078 kgBOD5 / ( kgMLSS·d)時(shí)處理效果最佳。

2.5　對(duì)出水TP的控制

因進(jìn)水中TP偏高( TP > 4 mg/L) ,故單獨(dú)依靠生物除磷不能使TP < 0. 5 mg/L,需進(jìn)行加藥混凝除磷。試驗(yàn)結(jié)果表明,使用CF1混凝劑(用量為30～ 80 mg/L)時(shí),無(wú)需加助凝劑,既可以進(jìn)一步降低色度、S2 - 和COD等指標(biāo),又可使出水TP達(dá)標(biāo)。

3　實(shí)際運(yùn)行效果

該工程已投產(chǎn)2 年,運(yùn)行穩(wěn)定, 2006 年8 月— 2008年8月水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的平均值見(jiàn)表1。

由表1可知,該處理工藝對(duì)污染物的去除率高, 出水水質(zhì)均能達(dá)到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》(DB 44 /26—2001)第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

4　結(jié)論

通過(guò)對(duì)水解酸化的pH、氧化溝的DO、MLSS、污泥負(fù)荷等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化控制,確保該工藝的處理效果穩(wěn)定、酸耗低、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、剩余污泥少、不會(huì)發(fā)生絲狀菌膨脹,出水水質(zhì)均能達(dá)到廣東省《水污染物排放限值》(DB 44 /26—2001)第二時(shí)段的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

①　為了節(jié)省酸耗,在預(yù)處理階段只需用硫酸把廢水中和到pH = 11. 0,通過(guò)水解酸化作用便可使其降低到10. 4,再經(jīng)氧化溝處理后,除TP以外的各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)標(biāo),且不會(huì)發(fā)生絲狀菌膨脹。一般在活性污泥狀態(tài)較好的情況下,維持進(jìn)入水解酸化池的廢水pH值為11. 0～11. 4即可使系統(tǒng)較為穩(wěn)定地運(yùn)行。

②　一般保持缺氧區(qū)的DO為0. 2～0. 5 mg/L、好氧區(qū)的DO為1. 9～3. 3 mg/L,且需要根據(jù)水量大小來(lái)控制表曝機(jī)的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)。

③　維持MLSS為3 500 mg/L左右,能較好地應(yīng)對(duì)水量變化的沖擊,保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo);當(dāng)污泥負(fù)荷為0. 039～0. 130 kgBOD5 / ( kgMLSS·d)時(shí),對(duì)各指標(biāo)的去除率均較高, 其中當(dāng)污泥負(fù)荷為0. 078 kgBOD5 / ( kgMLSS·d)時(shí)處理效果最佳。

④　投加混凝劑CF1 (用量為30～80 mg/L) , 無(wú)需加助凝劑,既可以進(jìn)一步降低色度、S2 - 和COD 等指標(biāo),又可使出水TP達(dá)標(biāo)。

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