關(guān)于活性污泥法+接觸氧化法工藝處理環(huán)氧丙烷生產(chǎn)廢水的研究

1、關(guān)于活性污泥法+接觸氧化法工藝處理環(huán)氧丙烷生產(chǎn)廢水的研究1 前言環(huán)氧丙烷生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的污水，每生產(chǎn)1 噸環(huán)氧丙烷就產(chǎn)生廢水5080 噸。該廢水的特點(diǎn)是溫度高達(dá)5070 ，pH 值高達(dá)1012 , 鹽含量高, CaCl 2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0 %4.0 % , SS 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3 %0.5 % , COD Cr 在9001500mg/ L 之間。此外廢水中含有較高濃度的有機(jī)氯化物, 主要是二氯丙烷和二氯異丙烷, 丙二醇, 氯丙醇以及環(huán)氧丙烷的其它衍生物，廢水的復(fù)雜成分決定它難以處理。目前國(guó)內(nèi)的環(huán)氧丙烷生產(chǎn)廢水的處理主要是通過(guò)稀釋降低鹽濃度, 然后用普通活性污泥法處理, 但是很多的污水處

2、理廠都難以正常運(yùn)行。濱化集團(tuán)股份有限公司于1999年開(kāi)始對(duì)環(huán)氧丙烷生產(chǎn)廢水處理進(jìn)行了較深入的試驗(yàn)研究工作進(jìn)行廢水的處理，取得了良好的效果。2 廢水處理工藝簡(jiǎn)介2.1 自環(huán)氧丙烷裝置產(chǎn)生的皂化廢水溫度很高，為了保證后續(xù)的生化處理具備一個(gè)良好的溫度環(huán)境，尤其是在夏季氣溫高，需要對(duì)廢水進(jìn)行降溫處理。高溫皂化廢水首先進(jìn)入冷卻塔，冷卻后溫度可達(dá)到40左右。2.2 冷卻后的皂化廢水進(jìn)入沉降池進(jìn)行物理沉淀。皂化水在沉降池前端混合池中與稀釋水進(jìn)行混合稀釋?；旌虾蟮膹U水在沉降池內(nèi)進(jìn)行沉降，沉積物質(zhì)由沉降池上的橋式行車(chē)吸泥機(jī)吸入沉降池沉渣罐內(nèi)由沉渣泵直接打入廂式壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾脫水。2.3 經(jīng)沉降后的處理原水在調(diào)節(jié)

3、池內(nèi)經(jīng)鼓風(fēng)曝氣初步酸化后降低PH 值至11以下，然后進(jìn)入鼓風(fēng)曝氣池與二沉池回流污泥進(jìn)行混合，混合后在鼓風(fēng)曝氣池中進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的生化處理，生化處理后的泥水混合液進(jìn)入二沉池。2.4 經(jīng)曝氣池生化處理后的泥水混合液在二沉池中進(jìn)行泥水分離，上清液進(jìn)入接觸氧化池進(jìn)行進(jìn)一步生化處理后流入終沉池。二沉池底部大部分沉降污泥經(jīng)污泥回流泵打回鼓風(fēng)曝氣池，剩余污泥經(jīng)二沉池排泥泵排入沉降池，與沉渣同時(shí)由廂式壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾處理。2.5 處理水進(jìn)入終沉池后，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步沉淀后的合格處理水進(jìn)入地溝排放，部分合格處理水作為中水回用，底部泥液混合物經(jīng)終沉池排泥泵排入沉降池。廂式壓濾機(jī)濾液排入濾液池經(jīng)濾液泵打回沉降池進(jìn)行再度處理，壓

4、濾機(jī)壓濾出的泥餅外運(yùn)。2.6 在該工藝中當(dāng)皂化廢水出現(xiàn)COD 大幅升高或含有大量難降解有機(jī)氯化物時(shí)，可先將皂化廢水進(jìn)入應(yīng)急池暫存，避免對(duì)生化處理裝置造成一定的沖擊。當(dāng)皂化廢水水質(zhì)恢復(fù)正常時(shí)，再將異常廢水小流量逐步進(jìn)入裝置進(jìn)行處理。2.7 該工藝中創(chuàng)新點(diǎn)：改變剩余污泥處理方式。2.7.1 按以往的污泥處理模式，一般情況下使用帶式壓濾機(jī)處理剩余污泥，雖然在正常情況下使用帶式壓濾機(jī)處理污泥效果較好，但此種污泥處理方式存在很多弊端，如成本高，為了使污泥達(dá)到良好的絮凝狀態(tài)必須投機(jī)大量的絮凝劑，尤其是在污泥處理量大的情況下費(fèi)用很高；操作繁瑣、維修困難，一旦濾帶出現(xiàn)跑偏的現(xiàn)象，很難進(jìn)行糾正，并且影響污泥處理

5、運(yùn)行。而如果使用廂式壓濾機(jī)處理剩余污泥，因處理廢水的特殊性，產(chǎn)生的剩余污泥粘度高，進(jìn)入廂式壓濾機(jī)后造成濾布大面積堵塞，無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。2.7.2 為了解決這一難題，我公司經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐，摸索出新的污泥處理方式：將剩余污泥首先排往沉降池，在沉降池中有機(jī)污泥與大量的無(wú)機(jī)物質(zhì)進(jìn)行混合沉淀，混合后的泥渣經(jīng)由專(zhuān)門(mén)的行車(chē)吸泥機(jī)、沉渣泵打入廂式壓濾機(jī)壓濾脫水。這種污泥處理方式存在以下優(yōu)點(diǎn)：因沉降池中的廢水懸浮物含量高，有機(jī)污泥進(jìn)入后對(duì)部分懸浮物產(chǎn)生了絮凝吸附作用，大大降低了廢水的懸浮物含量。有機(jī)污泥與無(wú)機(jī)物質(zhì)混合后的泥渣經(jīng)廂式壓濾機(jī)壓濾后處理效果良好，避免了單純使用帶式壓濾機(jī)或廂式壓濾機(jī)處理有機(jī)污泥所產(chǎn)生

6、的一系列問(wèn)題，如費(fèi)用高，操作繁瑣，操作人員人數(shù)多等。廂式壓濾機(jī)的濾布可以反復(fù)使用，濾布使用一段時(shí)間后將其反用或沖洗后再次使用，皆可以延長(zhǎng)濾布的使用壽命，同時(shí)就在某一程度上降低了污水的處理費(fèi)用。 濾餅送堆場(chǎng)存放圖1 生化處理工藝流程圖 3 鼓風(fēng)曝氣池運(yùn)行情況該曝氣活性污泥法設(shè)計(jì)廢水流量為1000 m3/h。設(shè)計(jì)進(jìn)水COD 為1000 mg/L， 該處理裝置自投產(chǎn)以來(lái)運(yùn)行較穩(wěn)定，處理效果達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，操作簡(jiǎn)便，具有多方面的優(yōu)點(diǎn)。具體可概括如下。3.1 出水水質(zhì)情況在實(shí)際運(yùn)行中該工藝處理的水量為950 m3/h，經(jīng)過(guò)曝氣池生化處理系統(tǒng)后COD 的去除率約為70%，其處理污水水質(zhì)指標(biāo)變化如表1表1

7、 曝氣活性污泥法處理污水水質(zhì)指標(biāo)變化情況 3.2 沖擊負(fù)荷的影響在該工藝中進(jìn)水COD 濃度通常在800 mg/L 左右，該系統(tǒng)不僅能夠在此條件下正常處理，而且在發(fā)生異常情況有沖擊負(fù)荷時(shí)，污水COD 濃度在2000 mg/L 以上，也能夠適應(yīng)沖擊負(fù)荷，達(dá)到較好的處理效果，其原因分析有三：一是在預(yù)處理工序做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作如廢水水質(zhì)異?？山档脱b置進(jìn)水量進(jìn)入應(yīng)急池，增加稀釋水量，將高濃度皂化廢水與稀釋廢水充分長(zhǎng)時(shí)間混和，然后可以小流量的逐步進(jìn)入污泥系統(tǒng)進(jìn)行處理等；二是曝氣池中溶解氧濃度能夠充分維持微生物的活性，該曝氣池具備完善的曝氣系統(tǒng)，一旦有機(jī)負(fù)荷高大量消耗溶解氧，則可以調(diào)整風(fēng)管閥門(mén)或調(diào)整風(fēng)機(jī)負(fù)荷以

8、提高曝氣量；三是微生物本身具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，能在一定時(shí)間內(nèi)保持其活性，當(dāng)污泥遭受沖擊時(shí)可加大污泥回流量或者從備用池中提取新鮮的污泥進(jìn)行補(bǔ)充。3.3 氣溫的影響一般的活性污泥法在寒冷季節(jié)處理效果通常下降，其主要原因是低溫影響了微生物的活性。該裝置曝氣處理工藝在低溫時(shí)仍然能夠有效運(yùn)行，這應(yīng)歸功于以下兩個(gè)原因：一是皂化廢水本身水溫很高，且流量較大，正常處理尚需通過(guò)冷卻塔降溫，而在冬季恰好可以省去冷卻塔這一環(huán)節(jié)其溫度完全滿(mǎn)足微生物活性的需要；二是皂化廢水有機(jī)物濃度高，且降解率也高，在微生物降解有機(jī)物的過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，這些熱量將作用于曝氣池內(nèi)水體而使其升溫。3.4 污泥的沉降性能曝氣池內(nèi)的污

9、水水流紊動(dòng)強(qiáng)度較大，溶解氧濃度高，對(duì)污泥的絲狀菌產(chǎn)生明顯的抑制作用，所以在實(shí)際運(yùn)行中污泥的膨脹或流失現(xiàn)象發(fā)生較少，污泥的泡沫產(chǎn)生情況不很明顯，上清液的污泥濃度很低，二沉池和終沉池的污泥沉降性能都較好。在裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)（即不遭受外力異常廢水沖擊）的情況下，基本上不會(huì)出現(xiàn)污泥上浮或污泥死亡的現(xiàn)象。4 接觸氧化池運(yùn)行情況在氧化池內(nèi)設(shè)置填料，讓充氧的廢水以一定的速度流經(jīng)長(zhǎng)滿(mǎn)生物膜的填料。在生物膜相微生物的同化和異化作用下，有機(jī)物被降解，從而凈化廢水。廢水經(jīng)曝氣活性污泥法處理后進(jìn)入接觸氧化池進(jìn)行二次生化處理，進(jìn)一步降解廢水中的有機(jī)物，使最終處理效果達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。4.1 出水水質(zhì)情況在實(shí)際運(yùn)行中該工藝處

10、理的水量為950 m 3/h左右，經(jīng)過(guò)氧化池生化處理系統(tǒng)后COD 的去除率約為35%，其處理污水水質(zhì)指標(biāo)變化如表2表2 接觸氧化法處理污水水質(zhì)指標(biāo)變化情況 4.2 運(yùn)行特點(diǎn)在接觸氧化池中，廢水與生物膜的接觸時(shí)間長(zhǎng)。微生物棲息在填料上，因此不需回流污泥，不產(chǎn)生污泥膨脹問(wèn)題，對(duì)沖擊負(fù)荷的適應(yīng)能力較強(qiáng)。但是生物接觸氧化法的填料易于堵塞，且填料價(jià)格昂貴。當(dāng)填料堵塞時(shí)，生物膜厭氧層加厚會(huì)影響處理效果，需要人工定期清理。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)行實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，每個(gè)月對(duì)生物膜進(jìn)行一次高壓風(fēng)吹掃清理可以使生物膜保持良好的處理效果。在全年不間斷運(yùn)行的情況下，一套氧化池填料可維持5年，5年后填料部分結(jié)垢易碎，難于掛膜，處理效果大

11、幅度下降。同時(shí)碳鋼材質(zhì)的框架使用5年后防腐層已被大面積腐蝕，不能繼續(xù)使用，必須進(jìn)行全面的檢修防腐處理。5 存在的問(wèn)題該套污水處理系統(tǒng)雖然具有上述優(yōu)點(diǎn)，但仍存在一些工藝流程和處理能力方面的問(wèn)題，影響了該裝置的處理效果。具體如下：5.1 皂化廢水的預(yù)處理系統(tǒng)預(yù)處理工藝流程簡(jiǎn)單，裝置結(jié)構(gòu)功能單一。這樣造成的后果是經(jīng)過(guò)預(yù)處理后廢水中懸浮物含量仍然較高，對(duì)隨后的生化處理產(chǎn)生了不利影響，既不能保證生化處理后出水懸浮物達(dá)標(biāo)，又使COD 的去除能力下降，并且使曝氣池容積相對(duì)變小，縮短了廢水在曝氣池的停留時(shí)間，從而影響了污水的處理效果。5.2 曝氣池及接觸氧化池的污泥易產(chǎn)生白色泡沫通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)在曝氣池和接觸氧化

12、池有時(shí)會(huì)出現(xiàn)白色泡沫，研究其泡沫現(xiàn)象的產(chǎn)生主要是與氣候、氣溫、水溫和大氣壓力有關(guān)。較嚴(yán)重的泡沫現(xiàn)象每年都出現(xiàn)在春夏、秋冬換季時(shí)，即發(fā)生在氣溫、水溫和氣壓交變的環(huán)境。因?yàn)樯锱菽瓕?duì)污水處理裝置的運(yùn)行是非常不利的，目前裝置對(duì)生物泡沫的控制方法主要是通過(guò)投加消泡劑進(jìn)行控制，效果不錯(cuò)，但是成本較高。鑒于生物泡沫形成的因素有污泥停留時(shí)間、pH 值、溶解氧、溫度、憎水性物質(zhì)、曝氣方式等多方面的原因，想要從根源上對(duì)生物泡沫進(jìn)行控制仍需進(jìn)一步的探索研究。6 結(jié)論從技術(shù)上看，曝氣活性污泥法+接觸氧化法工藝出水水質(zhì)好，具備能夠用于處理不易生化降解及高濃度有機(jī)污水，耐沖擊負(fù)荷，冬季不受低溫的影響，氧利用率高，能耗少

13、等優(yōu)點(diǎn)，并且容積負(fù)荷高，運(yùn)行穩(wěn)定，剩余污泥少，進(jìn)而還可以降低污泥的處理費(fèi)用；從經(jīng)濟(jì)上看，曝氣活性污泥法+接觸氧化法工藝具有投資省，運(yùn)行費(fèi)用低優(yōu)點(diǎn)，其次根據(jù)經(jīng)驗(yàn)摸索改變剩余污泥處理方式，將傳統(tǒng)的帶式壓濾機(jī)處理污泥改變?yōu)檫M(jìn)入廂式壓濾機(jī)處理，從而大大節(jié)省了污泥處理費(fèi)用；從工藝流程上看，只要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況對(duì)工藝流程加以完善，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高濃度有機(jī)污水的有效處理；從處理能力和處理效果上看，該工藝可對(duì)較大流量的污水進(jìn)行處理，并且實(shí)現(xiàn)出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。總之，曝氣活性污泥法+接觸氧化法工藝既有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，又有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，將會(huì)在處理不易生化降解及有機(jī)高濃度污水中得到廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)1 張力桅，赫春玲. 廢水中懸浮物對(duì)生化處理的影響及其控制措施J.化工環(huán)保1997 17（6）：367-369.2 張利，王文蘭. 深井曝氣生化法處理環(huán)氧丙烷皂化污水J.工業(yè)水處理2001 21（2）：35-37.3 任雁靜，張明友. 深井曝氣法處理環(huán)氧丙烷皂化廢水J