其废水处理设施,也就是BAF系统自投入运行以来,出水COD值指标一直无法满足《广东省地方标准电镀水污染物排放标准DB44/1597-2015》表1规定的COD高限值80mg/L的要求。该公司委托广州桑尼环保科技有限公司负责对该公司废水处理设施进行技术升级改造。
1、废水水质特点
综合废水的可生化性指标B/C≈0.12,属于可生化性较差的废水。综合废水如果不进行预处理,tigao其B/C值,直接进入生化处理系统,简单的后果是导致出水的COD值无法达标。综合废水中的Ni2+含量虽然不高,但是,对于BAF系统而言,Ni2+是有毒的。如果前处理工艺条件合适,也就是进入BAF系统之前的絮凝沉淀步骤严格控制工艺条件,总磷是可以降低到足够低的值的(TP<0.5mg/L)。但是,其重金 属离子Ni2+仅仅通过絮凝沉淀过程的简单处理,是很难降低 到足够低的。
2、广州桑尼环保科技有限公司FCM-Ⅳ铁碳微电解材料的特点
FCM-Ⅳ铁碳微电解材料的特点FCM-Ⅳ铁碳微电解材料具有高效、不板结不钝化的特点。其在生产过程中添加特殊催化剂材料,再高温烧结成球状。使用过程中,在水中与污染物反应后缓慢溶解直至消失,不会出现碎裂、粉化板结的现象,也不会出现钝化现象。
基于以上特点以及使用特性,FCM-Ⅳ铁碳微电解材料在使用过程中球状的铁碳材料随着时间的延长而逐渐变小直至消失,只要维持一定的材料保有量,就能确保污染物的去除率,不会发生市场上常规产品存在的处理效率降低、钝化板结等问题。
3、终工艺的确定
根据公司所做的项目以及类似废水处理工程的经验,拟定采用在废水进入BAF生化处理之前进行FCM-IV催化微电解预处理的方案。
为了验证工艺的可行性,现场抽取综合废水试验。先调节废水的pH值至3~4之间,再将废水倒入微电解实验装置中,实验装置按照中试或者实际生产设备结构布局设定。在曝气的搅拌条件下,观察时间对终结果的影响。实验结束后,将
膜生物反应器(MBR)采用膜组件代替二沉池进行固液分离,污泥浓度可高达普通活性污泥法的3~4倍,污泥龄长,污泥负荷低,有利于降解废水中各类有机污染物和氨氮,近年来被广泛应用于有机废水处理、有机废水脱氮等方面。
不同类型的膜组件处理印染等废水的对比研究已有报道,但多为实验室研究,应用于煤化工废水实际项目的案例较少。笔者以陕西某煤化工废水处理项目为例,介绍了MBR工艺在煤间接液化废水处理项目中的应用情况,并对比了传统帘式和海藻式膜生物反应器的设计与运行参数,以期为同类工程提供参考。
1、工程概况
陕西某煤间接液化工业示范装置以煤为
池底设置旋流式曝气器。
一级A池停留时间67h,分2格,每格尺寸68.0m×60.0m×7.0m,有效水深6.2m,设置推流式搅拌器共16台,设2台一级A池至一级O池的混合液回流泵,回流比200%。
二级A池停留时间12h,分2格,每格尺寸32.0m×22.0m×7.0m,有效水深6.2m,设置推流式搅拌器共4台。
二级O池停留时间7h,分2格,每格尺寸20m×22m×7.0m,有效水深6.2m,污泥质量浓度4g/L,池底设置旋流式曝气器,配6台从二级O池回流至一级A池的硝化液回流泵,回流比800%。
3.2 MBR设备间
为方便设备维护、管理,MBR池设置在MBR设备间内。MBR设备间内设置产水泵、反洗泵、污泥回流泵、曝气风机及膜清洗设备等。
膜池共设8格,其中海藻式MBR和传统帘式MBR各设4组规格相同的膜池。单组膜池尺寸11.0m×3.2m×4.3m,有效水深3.4m。每组膜池安装膜组件5套,共40套。每套膜组件过滤面积1500m2,总过滤面积30000m2。膜池设计平均膜通量13L/(m2·h),大时膜通量15L/(m2·h),设计污泥质量浓度8.0g/L。2套MBR系统共用1座产水池,尺寸16.0m×11.0m×4.3m,有效水深3.8m,停留时间0.9h。
每套膜池对应1台产水泵及污泥回流泵。其中产水泵采用卧式离心泵,变频控制,以实现不同工况下产水量的灵活控制。海藻式MBR系统的产水泵liuliang比传统帘式MBR系统大1倍,以实现定期大liuliang抽吸,去除膜丝顶部积累的空气。与膜池一对一的污泥回流泵可以灵活控制各组膜池的回liuliang,以保证污泥浓度均匀,污泥回流比为400%。
传统帘式和海藻式MBR各设1套反洗泵,变频控制,反洗水采用产水池出水,反冲洗通量30~34L/(m2·h)。
传统帘式MBR采用常规的连续曝气,曝气风机采用2台单级高速离心风机(1用1备),单台风机Q=141m3/min,p=50kPa,P=220kW。海藻式MBR采用间歇曝气,即4组膜池依次曝气,曝气量占总风量的25%,曝气风机采用2台罗茨风机(1用1备),单台风机Q=83m3/min,p=50kPa,P=110kW。通过管路上设置的电动蝶阀控制每组膜池曝气开闭。为避免曝气管道上的锈渣进入膜池损坏膜丝,MBR曝气管道均采用不锈钢材质,另风机均采用无油风机,避免带入油分。
由于产水抽吸时会有空气进入膜丝中,2套MBR系统在产水管顶部设置真空水射器定期抽吸去除积累的空气,抽吸工况在每个产水周期前进行1次,持续时间10~30s。
采用柠檬酸和次氯酸钠作为化学清洗剂,清洗方式均采用清水+化学药剂,不同的是,传统帘式MBR采用反洗泵作为清洗泵,而海藻式MBR单独设置清洗水泵。2套膜系统分别设置柠檬酸及次氯酸钠的清洗装置各1套,分别供维护性清洗及恢复性清洗使用。所有清洗装置单独放置在MBR加药间内。恢复性清洗在膜池中进行,无需将膜组件吊出,减少了人工工作量。
MBR产水管均采用UPVC管,MBR曝气管道采用不锈钢(SS304)材质,避免锈渣等杂质进入系统,损坏膜丝。
4、运行效果
4.1 MBR的启动调试
MBR系统正常运行的前提是前端A/O池活性污泥系统的成功启动,一般建议膜池污泥质量浓度>3g/L时再启动产水程序。该装置自2016年初开始调试运行,在A/O池分次投加某市政污水厂活性污泥,同时逐渐增加废水比例,直至污泥质量浓度增加至3g/L左右,废水进入MBR系统并开始正常产水。
由于进水不含生活污水,因此工艺前端未设计配置膜格栅。运行一段时间后发现传统帘式MBR的膜丝尤其是上部出水端缠绕了部分丝状纤维等杂质,分析原因认为,由于生化池调试时采用市政污水厂污泥作为接种污泥,其中混有较多丝状物,缠绕在膜丝上难以分离。另外,由于生化池露天设计,池面漂浮的杂质也会进入膜池,影响膜组件的运行。后期在生化池出水口设置1~2mm的人工筛网,并定期打捞生化池表面的杂物,并对膜组件进行离线人工清理,缠绕物的影响得以消除。而海藻式MBR的膜丝上未发现明显的缠绕物,也体现了该膜结构的优势。
原料,生产液化油品。该项目排放的生产、生活废水经污水处理装置集中处理后再进行深度处理,大部分产水作为循环水站补水回用,深度处理产生的浓盐水排入浓水处理装置的蒸发结晶单元进行终处理。
污水处理装置主工艺采用多级A/O+MBR组合工艺,其中MBR单元分别采用传统帘式和海藻式MBR系统,2套系统独立运行,各占50%处理能力,处理水量均为370m3/h。
2、工程设计
2.1 进、出水水质
装置污水主要由气化污水、合成高浓度污水、含硫污水等组成,废水水质、水量波动大,氨氮、有机物浓度高,并含有一定浓度的油、硫化物等。根据分质分流的处理原则,各股废水分别经预处理后汇入调节池,后经多级A/O+MBR工艺处理,出水进入回用水装置进行软化脱盐。本项目污水出水要求在《黄河流域(陕西段)污水综合排放标准》(DB61/224—2011)一级标准基础上执行更严格的控制指标。进、出水设计水质见表1
废水倒出,然后调节pH值至8~9之间进行曝气1h。曝气结束后,分别投加少量的PAC和PAM进行絮凝沉淀。后,分别测定上清液的COD值。
终工艺的确定:由于废水A的浓度较高,污染物含量相对废水B较多。加上废水A本身所含有的SS等较多,所以终确定的工艺是将A与B分开预处理。经过预处理后的A重新进入该公司原有的废水调节池与B进行混合,再进行二次的预处理,后,经过预处理后的废水进入原有的BAF系统。
4、运行效果及成本分析
经过上述改造后,该公司的BAF系统运行正常。经过BAF处理后,进水水质波动的情况下,BAF出水的COD值维持在40mg/L以下。其余各项指标,诸如SS和色度等指标也都满足《广东省地方标准电镀水污染物排放标准DB44/1597-2015》表3的规定。
经过系统改造升级后,在满足进水总COD值不高于400mg/L的设计进水要求下,BAF出水可以稳定满足《广东省地方标准电镀水污染物排放标准DB44/1597-2015》表3规定的各项指标限值要求。出水COD值已经低于40mg/L,废水中难去除的Ni2+,含量也已经低于mg/L。其余污染物指标,如总磷也都可以满足标准规定的严限值要求。