1分流處理及技術介紹
根據廢水處理裝置廢水來源、汙染物種類、汙染物含量的不同,工業園運行兩套廢水處理係統,一套為150m3/h高濃度廢水處理裝置,另一套為360m3/h綜合廢水處理裝置。高濃度廢水處理裝置主要用於處理來自硝基苯裝置、MDI(異氰酸酯)裝置廢水,綜合廢水處理裝置用於處理高濃度廢水處理裝置產水、煤氣化裝置廢水、苯胺裝置廢水。
高濃度廢水處理裝置采用固定化高效微生物處理方式,來水經過混合、均質、pH調節、混凝沉澱後,去除來水中的懸浮物,提高廢水可生化性。通過自流,廢水進入生化係統,生化係統分為厭氧段和好氧段,在厭氧段,通過微生物的水解、酸化、發酵等作用,對自來水中的有機雜化類有機物進行開環作用,提高廢水可生化性。
在好氧段,通過好氧微生物的氧化作用,將廢水中的有機物降解為二氧化碳和水,同時,在好氧段後端,通過硝化作用,將來水中的氨氮氧化為硝酸根和亞硝酸根。在好氧段後端,加入碳酸鈉為硝化反應提供無機碳源。處理合格的廢水通過廢水提升泵輸送至園區綜合廢水處理單元進行進一步深度處理。
高濃度廢水處理裝置生化池裝填有有機填料,為微生物生長、繁殖提供空間,廢水處理裝置產生的所有廢氣統一收集後進行活性炭吸附處理。高濃度廢水處理裝置COD去除率能夠達到80%以上,氨氮去除率能夠達到90%。並且對硝基苯、硝基苯酚、氯苯等有機物具有一定的處理能力。
綜合廢水處理裝置采用活性汙泥+MBR處理方式,來水經過混合、均值、PH調節和混凝沉澱後,進入水解酸化池,以提高廢水可生化性。然後進入缺氧池,在缺氧段去除大部分的COD,之後,廢水進入好氧段,去除氨氮和剩餘的有機物,並通過MBR實現廢水分離。膜池廢水通過汙泥回流泵,以3倍回流比回流至缺氧段前端,進行反硝化反應。由於來水中的COD濃度較低,為確保係統反硝化徹底性,缺氧段進水段根據來水碳氮比投加園區副產甲醇。
綜合廢水處理裝置產水能夠達到國家一級排放標準,COD及氨氮去除率達到95%以上。廢水處理裝置產水直接輸送至回用水處理裝置,經超濾、反滲透處理後,產水輸送至循環水裝置作為補水,濃水排放至市政汙水處理廠。
2技術改造及設施升級
由於設計不合理、運行管理等原因,高濃度廢水處理裝置和綜合廢水處理裝置在運行過程中均出現了各種問題,在實際運營過程中,各廢水處理裝置不斷通過技術改造和設施升級,以滿足產水的達標排放。
2.1填料安裝方式改造
高濃度廢水處理裝置初始設計底部裝填火山岩無機填料,上部以散裝方式裝填有機填料。在運行過程中發現,生物池經常發生堵塞,單條處理線處理能力設計37.5m3/h,實際流量達到30m3/h時,由於底部無機填料被生化反應產生汙泥堵塞,上部無機填料受水利擠壓,生物池通量不足,重力流不能克服池體內填料阻力,生物池發生溢流。
確認溢流原因後,首先對生物池有機填料進行改造,將有機填料直接堆積的方式改為有機填料裝填至球形骨架填料內,再堆積至池內。球形骨架堆積時,周圍形成流道,減少了直接堆積擠壓對自下而上廢水流的阻塞。
改造過程,首先選取兩個生化池,在進水穩定時,持續跟蹤其處理效果,後將該生化池底部火山岩填料移除,並更換為球形骨架有機填料,經馴化後,跟蹤處理效果,火山岩移除後,處理效果變化不大,而曝氣能夠持續。

2.2增加生化係統停留時間
高濃度廢水處理係統設計停留時間為35小時,生化處理係統共7級,經過測定,前四級填料降解COD負荷為0.83kgCOD/m3(填料)·d,後三級的脫氮負荷為0.30kgNH3-N/m3(填料)·d。在該處理效率下,廢水係統出水指標無法達到要求。經過改造,將原四個廢棄的活性炭池改造為好氧生物池[2],改造後,停留時間增加3小時,COD去除率提高至80%,氨氮去除率提高至85%。
2.3膜係統清洗方案優化
在園區綜合廢水處理裝置,MBR係統初始設計通量為20L/(㎡·h),在實際運行過程中,運行通量約8L/(㎡·h)。
為保證係統處理能力,優化了膜清洗方案[3],通過分析膜汙染物類型,嚐試不同清洗藥劑、清洗濃度和清洗頻次。從而確定了以酸洗為主,次氯酸鈉清洗為輔的清洗方式,並將鹽酸清洗濃度提升至3000mg/L以上,清洗效果顯著提升。
運行過程中曾出現產水軟管脫落後,膜池生物汙泥通過膜產水管線進入MBR產水池,致使清水池水質汙染,含有生物汙泥的水進而通過膜絲反洗常規操作進入膜絲內部,導致整組膜絲內部汙堵,在線及離線清洗均無法恢複膜通量。後通過實驗測試采用泵抽吸的離線清洗方案,將12個膜組件逐個離線清洗出來,恢複了膜通量。清洗後係統運行超過兩年,未發現明顯的膜通量衰減情況。
2.4膜係統改造
MBR係統初始運行約一年後,由於膜組件積泥嚴重,對膜箱和曝氣方式進行了更改,增加了膜組件周圍圍擋,使曝氣更集中。結合膜係統清洗方案優化,最終,使膜處理能力能夠達到12L/(㎡·h)左右。好文閱讀:汙泥膨脹的機理及影響因素都有哪些?
初始使用膜組件在運行三年後,膜通量進一步衰減,且無法通過清洗方式恢複,通過方案優化,在未停水狀態下,采用其他品牌膜組件對現有係統膜組件進行了更換,且設計膜通量根據實際運行情況進行重新設計。
在運行過程中因膜組件曝氣管線和產水管線采用軟管連接,運行過程中若曝氣管脫落影響膜組件正常曝氣攪動導致膜組件積泥進而影響產水量;運行過程中若膜產水管脫落或者漏氣,一來會影響膜產水質量濁度升高,嚴重的會有汙泥進入MBR產水池,進而影響後續中水回用裝置反滲透膜運行穩定性,二來會導致膜絲內部汙泥汙堵。最終原有裝置改造為金屬軟管連接,新建裝置采用硬管連接,確保了膜運行安全,目前膜係統運行穩定。
3園區廢水管理要點
由於工業園內涉及多個化工單元,包括硝基苯、苯胺生產單元,異氰酸酯生產單元,氨合成單元,甲醇生產單元,甲醛生產單元等,部分工藝在生產過程中能產生有毒害物質。一旦生產過程控製出現異常,可能會對後端廢水處理係統產生衝擊。
在廢水係統啟動初期,為保證係統處理能力,需要對生化係統進行馴化。高濃度廢水處理裝置在啟動時,利用各裝置產品培養微生物對高濃度廢水的處理能力,係統在設計水量下,在苯胺濃度200mg/L,硝基苯濃度100mg/L,氯苯濃度150mg/L時,對各有機物的去除率能夠達到99%以上。
為防止在運行過程中,各有毒害有機物的濃度超標,采取各種管理及技術措施。首先,製定明確的汙染物控製指標,一旦發現超標,及時對來水切斷。同時,為防止係統發生衝擊時,廢水係統不能夠及時啟動,利用來水配製不同汙染物濃度廢水進行連續馴化中試,當係統發生超標時,利用馴化微生物投加,及時啟動係統。
在實際的運行過程中,沒有因廢水係統異常導致前端生產裝置停車或減產運行。
此外,由於工業園廢水來源複雜,來水眾多,且包含廢水處理係統,回用水係統等,係統的平衡和設計至關重要,在廢水裝置設計初期,應充分調研,根據各生產裝置的設計情況,對標類似企業,確定廢水排放量和排放濃度,根據綜合排放表,製定廢水係統的規模和處理能力,防止在實際的處理過程中,發生處理能力受限等問題。
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