山東省某阿膠廠是福膠集團設(shè)于平陰縣東阿鎮(zhèn)的老廠,主要生產(chǎn)傳統(tǒng)阿膠及阿膠保健品的原料—清膠,生產(chǎn)過程排放的污水中污染物主要有驢毛、驢皮碎塊等不溶物和溶解性、膠狀蛋折質(zhì)等有機污物,具有濃度較大、有機物含量高、可生化性好等特點,直接排放將嚴(yán)重污染環(huán)境。該廠污水治理被列為濟南市重點污染限期治理項目。該污水治理工程采用調(diào)節(jié)+SBR法污水處理工藝,經(jīng)過1個半月的調(diào)試運行后通過監(jiān)測驗收。監(jiān)測結(jié)果表明該工藝設(shè)計合理、處理效果良好、出水穩(wěn)定,出水水質(zhì)符合GB8979--1996《國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。
二 . 設(shè)計簡介:
1 . 設(shè)計水質(zhì)、水量的確定
、 生產(chǎn)工藝簡介及污水來源
阿膠的生產(chǎn)工藝是先將原料—干驢毛浸泡、清洗,清除驢皮上沾染的污物,再經(jīng)高壓熔化,而后添加黃酒等輔料熬制成膠。泡皮、洗皮過程排放的污水量約占污水總量的1/3,水中主要污染物是泥砂、驢毛、驢皮碎塊等不溶物。驢皮溶化、熬膠過程所排放的污水中主要是溶解的或膠狀的蛋白質(zhì)等有機污染物。阿膠廠污水還包括該廠附近宿舍區(qū)排放的生活污水。全廠污水經(jīng)蓋板渠匯合后進入污水處理站集中處理;旌衔鬯俑泻懿,并有很重的氣味。
、谠O(shè)計水質(zhì)、水量的確定
根據(jù)廠方提供的日排放污水量資料,設(shè)計處理規(guī)模:800m3/d。
根據(jù)廠方的提供有關(guān)水質(zhì)資料,原水水質(zhì)見表1。經(jīng)過實測,混合污水水質(zhì)具體數(shù)據(jù)詳見表3。處理要求:經(jīng)處理達到國家規(guī)定的二級排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-96)。
表1 原污水水質(zhì)與排放標(biāo)準(zhǔn)對照表
水質(zhì)指標(biāo) |
污水水質(zhì) |
允許排放標(biāo)準(zhǔn) |
COD(mg/1) |
1800mg/1 |
1500mg/1 |
BOD5(mg/1) |
1200mg/1 |
60mg/1 |
SS(mg/1) |
1000mg/1 |
200mg/1 |
PH值 |
6-- |
6-9 |
色度(倍數(shù)) |
500 |
80 |
2.污水處理工藝設(shè)計
、俟に囘x擇與確定
從水質(zhì)情況來看,本工程污水屬高濃度有機污水,污水可生化性好。從投資情況來看,廠方提供污水處理用地少,經(jīng)費少。由于有機物濃度高,采用傳統(tǒng)的物理化學(xué)法和生物處理法將對于秦效;采用物化法+生物法,將增加工程投資和日常處理費用,所以工藝選擇以高效生化法為主,經(jīng)技術(shù)比選二級處理工藝采用SBR法。
SBR法(間歇式活性污泥法)是一種處理高濃度有機污水行之有效的生物處理技術(shù)。SBR法是對傳統(tǒng)活性污泥法的改進,具有工藝系統(tǒng)組成簡單,一池多用,無須高污泥回流設(shè)備、二沉池,建設(shè)費用都較低等特點。在運行時,一般不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象,管理較簡單。并且通過對運行方式的調(diào)節(jié),在單一的曝氣池內(nèi)能進行脫氮和除磷,運行管理得當(dāng),處理水質(zhì)優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法。該法相對于傳統(tǒng)活性污泥法具有工藝結(jié)構(gòu)與形式簡單、占地少、處理效率高、投資省、省處理費用低、對沖擊負(fù)荷適應(yīng)能力強等特點,并且具有運行方式靈活多變、空間上完全混合、時間上理想推流等獨特優(yōu)點。
②工藝流程
污水處理選擇以SBR法為體的二級生物處理工藝,其流程如圖1。
污水經(jīng)格柵攔截水中大塊污物、驢毛后進入調(diào)節(jié)沉淀池,并由潛污泵將污水抽入SBR反應(yīng)池,經(jīng)過曝氣反應(yīng)、沉淀,完成水質(zhì)凈化后排放
。SBR池中剩余污泥重力排至污泥濃縮池,重力分離后再由污泥泵提升至污泥干化場,半干污泥比較后用作農(nóng)肥。
、跾BR運行周期設(shè)計
SBR生化系統(tǒng)運行過程以進水、曝氣反應(yīng)、沉淀、潷水和閑置(排泥)5個階段為一個運行周期。污水進入系統(tǒng)前,反應(yīng)器內(nèi)已存在高濃度的活性污泥混合液,進水后活性污泥與污水互相混合、充分接觸,進水達到一定高度即停止進水,并且向池內(nèi)曝氣供氧(或進水的同時曝氣)進行生物降解,發(fā)生有機物的去除、硝化、磷的吸收等反應(yīng),然后停止曝氣和攪拌,混合液處于靜止沉淀狀態(tài),泥水分離,上清液通過潷水器排放,而污泥存留在SBR池內(nèi),作為種泥時入系統(tǒng)的下一個周期,剩余污泥則需要定期排放。
SBR池典型的運行模式如下:
3.主要構(gòu)筑物設(shè)計簡介
、俑駯
包括車間出口的格柵和處理站的兩道格柵。由于污水中攜有大量驢毛,限于投資,采用簡單格柵層層加以攔截,各主要排放含驢毛的車間出水口、浸皮池放水口等處均設(shè)格柵。全廠污水匯合進入污水處理站后,再安置粗、細(xì)兩道格柵。
粗細(xì)柵間隙:20mm,細(xì)格柵間隙:10 mm,傾角60o。人工清除污物。
、谡{(diào)節(jié)池
鑒于車間生產(chǎn)污水間隙式排放,排水很不均勻,水量水質(zhì)波動大,為保證生物處理設(shè)施進水的均衡,需要設(shè)置有足夠調(diào)節(jié)容積的調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池前端設(shè)整流板和較大泥斗,使污水中懸浮物和不溶有機物在此沉淀,并設(shè)污泥泵定期將沉泥抽入污泥濃縮池。在調(diào)節(jié)池的后端設(shè)離心式潛污泵,將污水按SBR運行要求提升至SBR系統(tǒng)進行處理。調(diào)節(jié)池中存活的厭氧及兼氣微生物也能分解有機物,使大分子有機物分解成小分子,提高可生化性,也將影響有機物的總?cè)コ。考慮到調(diào)節(jié)池應(yīng)定期清理,為了使清理期不導(dǎo)致系統(tǒng)停運,調(diào)節(jié)池分2格,分格清理,清理時維持系統(tǒng)的正常運行。
工藝系統(tǒng)設(shè)計流量按40T/h,表面負(fù)荷2m3/m2.h。
、跾BR反應(yīng)池
SBR反應(yīng)池為本工程主體構(gòu)筑物,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一體。SBR反應(yīng)器的運行操作由進水、反應(yīng)、沉淀、排水、閑置五個工序組成,這五個工序在SBR池內(nèi)分時段進行。
采用2格反應(yīng)池,兩上池子交替運行,以使整個系統(tǒng)能接納連續(xù)的進水。對每格來說,運行操作按序間歇進行。
設(shè)計一周期8小時。每周期SBR運行程序安排如下:
表2 SBR系統(tǒng)運行周期時間表
階段 |
進水 |
曝氣 |
沉淀 |
潷水 |
閑置(排泥) |
時間 |
1.5h |
4h |
1h |
0.5h |
|
兩格SBR反應(yīng)池運行周期如下表反示:
表3 SBR池周期運行控制
時段(h) |
SBR池1 |
SBR池2 |
1 |
進水 |
曝氣 |
2 |
沉淀 |
|
曝氣 |
||
3 |
潷水 |
|
4 |
閑置 |
|
5 |
沉淀 |
進水 |
6 |
曝氣 |
|
潷水 |
||
7 |
||
閑置 |
||
8 |
反應(yīng)池體積采用350m3每格,總?cè)莘e為700m3。
采用鋼筋砼結(jié)構(gòu),半地下式。
、芪勰酀饪s池 選用φ5×5m,鋼筋砼圓形池。
、菸勰喔苫瘓 選用13.22m×6.15m,三格,磚砌。
表4 主要構(gòu)筑物及其設(shè)計參數(shù)
構(gòu)筑物 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量 |
設(shè)計及運行參數(shù) |
格柵 |
粗、細(xì)兩道, |
2座 |
隨時巡視,清撈雜物 |
調(diào)節(jié)沉淀池 |
鋼砼 12×3×4.2m |
2格 |
有效容積:150m3 |
SBR池 |
鋼砼14×5.6×4.5m |
2格 |
一個運行周期8小時 |
污泥濃縮池 |
鋼砼 φ5×5m |
1座 |
初沉、生化污泥混合沉淀 |
污泥干化場 |
磚砌11.32×6.15m |
3格 |
|
4.SBR系統(tǒng)主要設(shè)備:
、贁嚢柙O(shè)備
選用潛水?dāng)嚢铏C,設(shè)在SBR池前端,固定在池壁上。1格1臺,共2臺。
②曝氣設(shè)備
選用離心式潛水曝氣機,對混合液起曝氣和攪拌作用,效果好,性能穩(wěn)定。免除了鼓風(fēng)設(shè)備、曝氣管路系統(tǒng)、閘閥、曝氣器等一系列設(shè)備。1格3臺,共6臺!
③潷水器
采用自行研制的機械式潷水器,由潷水槽、傳動裝置、排水管等組成。潷水槽是四周帶有三角堰的不銹鋼槽,并帶有擋浮渣的擋板,保證浮渣不被排走。傳動裝置上下運動,下降速度與水位下降同步,排水平穩(wěn)。1格1臺,共2臺。
④計量設(shè)備
水量計量設(shè)備采用超聲波流量計,由換能器發(fā)射或接收超聲波脈沖信信號,然后根據(jù)水位差由微計算機自動算出管道中的流量,可以連續(xù)自動顯示瞬時流量和累計流量。該設(shè)備安裝時注意流槽內(nèi)不可積水,否則會造成誤差,顯示瞬時流量,并使累計流量偏大。這就需要流槽后保持一定的坡度,保證排水通暢。
、軵LC自動控制系統(tǒng)
污水處理系統(tǒng)中所有電氣設(shè)備的控制采用集中控制與現(xiàn)場手動控制相結(jié)合。采用PLC可編程序控制嚦嚦與各設(shè)備電控聯(lián)合,實現(xiàn)自動控制。SBR反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的啟停,按設(shè)定的運行程序,根據(jù)水位和設(shè)定時間,由PLC控制。電控系統(tǒng)達到了較高自動化水平,減輕了工人的勞動強度。
三.調(diào)試、進行極驗收情況
1.污泥接種
菌種取自市政污水處理廠的濃縮污泥,泥種用量30t。
2.調(diào)試
①污泥馴化期
引進菌種之后,即進入量污水和清水,清水:污水=2:1,連續(xù)曝氣約20個小時,然后再進少量污水和清水,曝氣直至混合液顏色變淺,之后,不再進清水,逐漸增加污水進水時間和頻率,縮短進水的時間間隔,進水量可按10%遞增,20天后完成污泥馴化。同步監(jiān)測出水CODcr濃度等指標(biāo),并觀察混合液污泥性狀。在污泥馴化期還要適時排放代謝產(chǎn)物,即泥水分離后上清液。
②滿負(fù)荷運行期
在這個階段,由于池中已培養(yǎng)和保持了高濃度、高活性的足夠數(shù)量的活性污泥,池中曝氣后混合液的MLSS達到5000mg/1,污泥負(fù)荷在0.4kgBOD5/MLVSS.d,COD的去除率達到90%-95%,SBR法充分發(fā)揮作用。此過程同步監(jiān)測溶解氧,控制曝氣機的運行,并進行污泥的生物相鏡檢,共歷時10天左右。
從2000年6月下旬開始污泥接種進行調(diào)試,出水水質(zhì)逐漸好轉(zhuǎn),并趨于穩(wěn)定,7月下旬運行趨于正常,各項指標(biāo)達到或超過國標(biāo)要求。
3.調(diào)試期間的監(jiān)測和控制
在調(diào)試及運行過程中有許多影響處理效果的因素,主要有進水CODcr濃度、pH值溫度、溶解氧等,所以對整個系統(tǒng)通過感官判斷和化學(xué)分析方法進行監(jiān)測是必不可少的。根據(jù)監(jiān)測分析的結(jié)果對影響因素進行調(diào)整,使處理達到比較佳效果。
、贉囟
溫度是影響整個工藝處理的主要環(huán)境因素,各種微生物都在特定范圍的溫度內(nèi)生長。生化處理的溫度范圍在10--40℃,比較佳溫度在20--30℃。該工程調(diào)試運行期間正值盛夏,進水溫度在26--29℃,SBR池內(nèi)平均水溫27--32℃。
、趐H值
pH值也是影響因素之一。阿膠污水的pH值使用電極式測量儀測定,范圍較窄,進水pH值在6.5--7.5之間,混合液pH值在7.0--7.5之間,而且SBR反應(yīng)系統(tǒng)也具有較大的緩沖能力,所以對處理效果沒有明顯地影響。
、蹱I養(yǎng)物質(zhì)
良好的營養(yǎng)條件是產(chǎn)甲烷菌和有關(guān)菌群代謝、生長的前提。阿膠污水中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),生化處理系統(tǒng)不需添加營養(yǎng)物質(zhì)。
、軕腋∥镔|(zhì)SS:
阿膠污水中含有大量的懸浮物,通過預(yù)處理懸浮物已大部分去除,但也有部分不有降解的SS進入SBR池,曝氣時會形成浮渣層,但不影響SBR系統(tǒng)對污水的處理。
、萑芙庋趿緿O:
通過溶解氧測定儀測出混合液溶解氧濃度,控制適當(dāng)?shù)墓┭,提高氧的利用率,保證生化過程需要的氧量。是工藝控制的主要指標(biāo)。本工程曝氣時,DO控制在0.3--1.5mg/1。
、藁旌弦簼舛萂LSS:
微生物是生物污泥中有活性的部分,也是有機物代謝的主體,在生物處理工藝中起主要作用,而混合液污泥濃度MLSS的數(shù)值即大概能表示活性部分的多少。對高濃度有機污水的生物處理一般均需保持較高污泥濃度,本工程調(diào)試運行期間MLSS范圍在:4.4--5.6g/1之間,比較佳值為4.8g/1左右。
、哌M水CODcr濃度 進水中有機物濃度對SBR處理影響很大,詳見“分析”部分。
、辔勰嗟纳锵噻R檢
活性污泥處于不同的生長階段,各類微生物也呈現(xiàn)出不同的比例。細(xì)菌承擔(dān)著分解有機物的基本和基礎(chǔ)的代謝作用,而原生動物(也包括后生動物)則吞食游離細(xì)菌。阿膠污水調(diào)試運行期間出現(xiàn)的微生物種類繁多,有細(xì)菌、綠藻等藻類、原生動物和后生動物,原生動物有太陽蟲、蓋纖蟲、累枝蟲等,后生動物出現(xiàn)了線蟲。調(diào)試運行后期SBR池混合液中固著型纖毛蟲,如累枝蟲的大量存在,說明處理系統(tǒng)有良好的出水水質(zhì)。
、嵛勰嘀笖(shù)SVI 正常運行時污泥指數(shù)在801/mg左右。
下表列出調(diào)試運行期間一些天的記錄:
表5 調(diào)試運行記錄表
日期 |
SBR池反應(yīng)水量 |
進水水質(zhì) |
30分鐘沉降比SV |
污泥指數(shù) |
MLSS |
出水水質(zhì) |
簡介 |
||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CODcr(mg/1) |
ss(mg/1) |
CODcr |
SS |
||||||
6.26 |
150 |
|
|
1 |
|
|
|
|
進泥種15t,溶液渾濁、色黑、臭味漸散 |
6.27 |
180 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
6.28 |
210 |
|
|
1 |
|
|
|
|
泥水分離不明顯 |
6.29 |
240 |
|
|
1.5 |
|
|
|
|
顏色由黑變淺,見到較多絮狀物 |
6.30 |
240 |
|
|
2 |
|
|
|
|
絮狀物較大,上清液透明度漸好 |
7.8 |
300 |
839 |
646 |
11 |
|
|
169 |
54 |
兩周期,微生物鏡檢見累枝蟲、污鐘蟲,擬加大負(fù)荷 |
7.10 |
300 |
1161 |
739 |
12 |
82.2 |
1.46 |
161 |
42 |
兩周期,電磁閥壞 |
7.11 |
300 |
|
|
14 |
76.9 |
1.82 |
137 |
49 |
兩周期,上清液較清、懸浮物少 |
7.12 |
300 |
3446 |
1718 |
18 |
76.6 |
2.35 |
179 |
38 |
兩周期 |
7.13 |
300 |
1008 |
324 |
14 |
67.6 |
2.07 |
171 |
44 |
三周期,加大負(fù)荷,促進污泥生長 |
7.21 |
300 |
1159 |
202 |
35 |
81.0 |
4.32 |
167 |
46 |
三周期,水體發(fā)黑、出水發(fā)黃、浮渣較多 |
7.22 |
300 |
1206 |
232 |
|
|
|
|
|
三周期,鏡檢見累枝蟲、線蟲,排泥約10t |
7.26 |
滿池 |
878 |
232 |
38 |
71.4 |
5.32 |
137 |
48 |
三周期,污泥凝聚性好,上清液清亮透明,鏡檢生物相豐富 |
7.27 |
滿池 |
1254 |
444 |
|
|
|
137 |
55 |
三周期 |
7.28 |
滿池 |
847 |
162 |
39 |
83.3 |
4.44 |
122 |
50 |
三周期 |
7.29 |
滿池 |
1260 |
153 |
36 |
77.8 |
4.63 |
117 |
54 |
三周期,排泥約10t |
7.30 |
滿池 |
|
|
40 |
80.6 |
4.96 |
105 |
45 |
三周期 |
7.31 |
滿池 |
|
|
40 |
83.2 |
4.81 |
97 |
52 |
三周期 |
8.2 |
滿池 |
830 |
310 |
36 |
72.7 |
4.95 |
96 |
44 |
三周期 |
8.3 |
滿池 |
734 |
|
44 |
|
|
76 |
|
三周期 |
8.4 |
滿池 |
1086 |
218 |
50 |
86.2 |
5.80 |
116 |
57 |
三周期,排泥約10t |
4.運行結(jié)果與分析
運行結(jié)果及運行數(shù)據(jù)平均值如下表:
表6 處理工藝運行結(jié)果及去除效果
項目 |
CODcr/(mg.1-1) |
去除率/% |
SS/(mg.1-1) |
去除率/% |
|
原污水 |
比較大值 |
3446 |
|
1718 |
|
比較小值 |
839 |
|
202 |
|
|
平均值 |
1445 |
|
598 |
|
|
調(diào)節(jié)池出水 |
比較大值 |
1333 |
|
311 |
|
比較小值 |
830 |
|
153 |
|
|
平均值 |
1022 |
29.3 |
221 |
63.0 |
|
SBR池出水 |
比較大值 |
122 |
|
75 |
|
比較小值 |
76 |
|
40 |
|
|
平均值 |
100 |
90.2 |
55 |
75.1 |
原水的CODcr變化幅度較大,比較高值在3446mg/1,比較小值是839mg/1。說明該處理工藝耐沖擊負(fù)荷能力強,即對進水水質(zhì)急劇變化引起的沖擊負(fù)荷的適應(yīng)能力強。CODcr的去除率在一定范圍內(nèi)會隨進水CODcr濃度的提高而增長,如圖2所示。然而濃度過高,超過微生物的耐受能力時,將導(dǎo)致處理效果的降低。
調(diào)試運行完畢,CODcr濃度的變化對本工藝出水水質(zhì)的影響甚微,無論進水的CODcr突然升高或降低,出水的CODcr值變化不大,能保證出水CODcr值在100mg/1左右,低于國標(biāo)要求的150mg/1。如圖3所示。
5.監(jiān)測驗收情況
系統(tǒng)穩(wěn)定運行半個月后,由市環(huán)保局監(jiān)測站連續(xù)2天跟蹤取樣監(jiān)測,結(jié)果表明,出水完全達到設(shè)計和排放標(biāo)準(zhǔn)要求。詳見表5。
四.總結(jié)
1.工程造價與運行成本
基建投資35萬元,設(shè)備及安裝35.5萬元,工程總投資75萬元。
日耗電量:530kW.h,以每度電0.50元計,則日電費265.00元,噸水電耗費用:W1=0.33元/m3。
設(shè)計操作管理定員5人,人均月工資按450元計,噸水人工費用為:W2=0.09元/m3。
工程折舊費:W3=0.10元/m3。
每噸水處理成本:W=W1+W2+W3=0.52元/m3。
日常處理費用:0.29元/kgCOD。
2.本工程特點
本工程設(shè)計工藝流程簡潔,技術(shù)可靠,高效穩(wěn)定,操作管理靈活簡便,全自動運行,投資省,造價低,運行費用及成本均較低,節(jié)約能源。本工程實踐證明系統(tǒng)設(shè)計先進、工藝合理、SBR法效果顯著,消除了人們對SBR活性泥法的誤解和疑慮。調(diào)節(jié)池設(shè)置合理,為處理成功奠定了基礎(chǔ),確保了出水CODcr、SS值的達標(biāo)。
3.體會
①阿膠污水的特點除驢毛、泥砂含量大外,有些類似于肉類加工廢水,懸浮物和有機污染物濃度高,可生化性好,宜采用完善的預(yù)處理+以生物處理為主體的處理工藝流程。
、谡{(diào)節(jié)+SBR法處理阿膠污水效果十分理想,CODcr、SS等指標(biāo)的去除率均達到90%以上,并且具有剩余污泥少、耐沖擊負(fù)荷、費用低等優(yōu)點,是一種高效、低能耗的污水處理工藝。
、跾BR反應(yīng)池內(nèi)活性污泥馴化后,活性高、沉降性能好、適應(yīng)能力強,通過調(diào)節(jié)曝氣機的運行時間和臺數(shù)、控制混合液溶解氧量、調(diào)節(jié)SBR池剩余活性污泥的排放和沉淀、閑置時間等措施,使有機污染物得到有效去除,能保證SBR系統(tǒng)具有良好的處理效果。
④活性污泥法在調(diào)試運行初期提高有機負(fù)荷應(yīng)該慎重,以免造成超負(fù)荷運行。在高度后期,則需有意加大負(fù)荷,以期促進污泥生長,提高污泥濃度。
⑤本工藝處理流程簡潔、造價低、運行操作靈活簡便、運行費用也較低,特別適合于一般中、小型食品加工廠等有機濃度高、可生化性好且水量不大的工業(yè)廢水處理。SBR法處理高濃度有機污水及工業(yè)污水,經(jīng)濟有效,是一種很具優(yōu)勢的技術(shù),在污水處理中具有較大的推廣應(yīng)用價值。
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