关于工业污水处理的分析研究

关于工业污水处理的研究 摘要:随着城市化进程的加快和经济建设的飞速发展,工业污水排放量也迅速增长,不少工厂为了经济利益偷排未经处理的污水的任意排放,不仅造成城市及水环境的污染,更加危害百姓身体健康,同时额制约了城市各方面的发展速度。在城市污水处理厂建设中,工艺的优化选择除其直接影响整个工程的投资,还对后续设计工作的开展和污水处理厂建成后合理有效地运行起着决定性的影响本文以 工程实例分析物化处理+生化处理系统在工业园区污水处 理厂设计中的实际应用。 关键词:工业污水;污水处理;CASS工艺 Abstract: with the acceleration of urbanization and the rapid development of economy, the industrial wastewater rapidly, many factories to economic interests to steal row of untreated sewage discharge of any, not only in cities and water pollution, more harm people healthy body, at the same time, the forehead restricted the city all aspects of development speed. In the construction of urban sewage treatment plants, and process the optimal choice of its direct influence the whole project in the investment, also on subsequent design work development and sewage treatment plants after the completion of the reasonable to run effectively plays a decisive impact based on the engineering example analysis physico-chemical treatment biochemical treatment system in + industrial park in the practical application of sewage treatment plant design. Keywords: industrial wastewater; Sewage treatment; CASS process 中图分类号:F4文献标识码:A 文章编号: 1 引言 在全球经济快速发展的今天,环保问,特别是工业污水处理已成为各国研究的热点。目前国内多数工业园区污水都采用了集中处理方式进行处理。该类污水处理厂进水相当复杂,经常含有重金属、铬合物等对微生物有毒害作用的污染物,常规处理工艺无法满足处理要求,给污水处理工艺提出了新的挑战。某市某一经济区内污水主要以工业废水为主,导致原有水质净化厂A污水生化处理系统经常中毒瘫痪,污水只有直排河道,对当地水环境造成了较大的影响。改造设计时,出水须满足《城镇污水处理厂污染物排放》(GB18918-2002)一级A标准及省标DB44/26-2001一级标准 (第二时段)二者之间较严者。进水水质差,出水要求非常严格,给污水处理工艺提出了新的挑战。在设计本污水处理厂的过程中,采用了物化处理+常规生化系统处理的新型工艺。 2 确定工艺流程 水质净化厂A进水水质十分复杂,除含有BOD5、CODcr、SS、NH3-N(TN)、PO3-P(TP)等常规污染物之外,其进水中还含有重金属、铬合物、油污、表面活性剂、难降解有机物等难以为常规生物方法所能处理的污染物。而且由于部分企业偷排、发生事故时直排,致使进厂污水指标经常超标,严重影响污水厂A的正常运行。一年内受有毒物质、强酸、强碱、高含磷污水影响很大,共计10多次,共影响污水处理30天,造成约20万吨污水直排河涌。集中处理率只有90%,超标进水主要影响物质为: PH偏酸或偏碱(甚至强酸性、强碱性) 磷酸含量高 表面活性剂含量偏高 油污含量偏高 重金属特别是铜和铬离子浓度偏高 其它未知明确成分的毒性物质。 针对水质净化厂A进水水质的实际情况以及排水系统管理的现状,污水厂工艺必须采用物化预处理与常规生化处 理相结合的工艺路线,即在物化预处理阶段,对进水的pH 值进行调整,撇除油污,同时采用化学方法去除水中的重金属、铬合物等对微生物有毒害作用的污染物,使后续生化处理设施能够达正常运行,确保出水达标排放。 3 进行物化试验,确保工艺的有效性和可行性 为了验证物化工艺的处理效果,本工程在设计前做了大量的实验工作,确保工艺的有效性和可行性。 试验过程采用实际调研、理论分析研究、实验室静态试验、现场实际模拟中试试验、CASS中试模型试验等相结合的研究方法,进行研究。 试验方案:采用催化氧化絮凝沉淀技术进行物化预处理。通过催化氧化絮凝沉淀方法,将超标排放污水中的对微生物有毒有害物质进行氧化、沉淀或者转化去除,降低污染物对微生物的毒性,确保污水生物处理的良好运行。 中试结论:中试工艺采用了将絮凝沉淀气浮融为一体的物化处理工艺装置―高效固液分离装置,易于沉淀的污染物用沉淀的方式去除,不易沉淀的用气浮的方式处理,工艺与装置的适应性强。试验过程中,利用难处理的企业生产废水与水质净化厂A正常进水,按照模拟实际超标排放水质情况的比例进行调配。不同时段污水厂与模型出水对比如下表所示: 药剂选用结论:用不同的药剂及药剂组合进行1000多次试验找到技术可行、经济合理的氧化还原絮凝沉淀药剂,并取得良好的试验效果。 对氧化还原絮凝沉淀试验后的上清液进行活性污泥曝气试验,检验反应后的上清液的生物毒性。试验结果显示,反应后的上清液对活性污泥活性几乎无影响。 与小型CASS装置联动试验表明,物化工艺处理效果良好,不会对CASS工艺中微生物构成毒性影响。 4 选择合适的生化工艺 本项目生化阶段工艺选择了氧化沟与CASS工艺进行比较。两者目前在国内运用较多,若是常规污水处理厂,选择氧化沟工艺或者CASS工艺均可以满足要求。但由于本项目处理的是工艺污水,对微生物会有一定的毒性,需要设计一套快速反应及恢复系统。最终选择了CASS工艺作为生化处理工艺,其具有如下优点: (1)各处理单位连接同一个集泥池,当中毒单元抽干后,可迅速从其它CASS单元调用活性污泥,几小时内即可恢复一个单元的生化处理功能。 (2)CASS工艺单元多,非连续进水,一旦发现生物中毒现象,可以迅速关闭该中毒单元,将其混合液抽入事故 池储存,再均匀进入物化系统处理。 氧化沟工艺相对CASS工艺而言,难以组织成一套快速反应系统,因此,本项目生化阶段最终选择了CASS生化处理工艺。 5 确定最终工艺流程 经过物化试验及中试,验证了物化+生化处理工艺处理工业园区污水的可行性。最终确定的工艺流程如图1所示: 图1 工艺流程图 根据进水水质、系统状态,污水厂污水处理系统采用不同的运行模式:正常运行模式、紧急物化处理模式、快速恢复模式、系统维护模式(自动控制系统将设置这些控制模式来进行硬件配置和软件设计)。 5.1 正常运行模式 当进厂原污水pH值不超标、没有大量油污、没有生物毒性物质(重金属、有机毒素、无机毒素)进入时,系统将采用正常运行模式(此时,物化系统的预警系统连续运行),物化系统的除油、pH值中和系统处于待命状态(定期启动自检)。物化反应系统(催化氧化、强化絮凝)处于最低加药量维持运行状态自动加药,保障系统维持运行,确保能快速启动。此时物化反应系统能去处原污水中40%~50%的CODcr,20%~25%的BOD5,70%~80%的SS,能大大降低 生化系统的负荷。 5.2 紧急物化处理模式 当预警系统或操作人员发现进厂原污水pH值超标、有大量油污、有生物毒性物质(重金属、有机毒素、无机毒素)进入时,系统立即启动相应的处理措施(启动pH值中和系统或启动撇油机、启动除油剂投加装置或加大氧化剂、絮凝剂投加剂量),并连续在线监测物化系统出水水质、生化系统运行状态,不断自动调节物化处理工艺参数,保证生化系统正常运行。 5.3 应急处理模式 物化处理系统由预警在线仪表、物化出水水质在线仪表、自动加药装置、自动配药装置、自控系统等部分组成,这些设备可能会出现失灵、故障状态。因此,物化系统并不能100%地保证生化系统不中毒。由于生化系统采用CASS 工艺,该经济区5.5万吨/日的生化处理系统分为8个CASS 生化池,由于采用轮流进水方式,单池进水时间为1―3个小时,即使物工艺段的预警系统瘫痪(极端情况),PLC软件系统根据DO、曝气量分析得出的生化池生物活性(中毒情况)状况(反应时间30―45分钟),并发出报警。此时,系统在人工干预下进入应急处理模式:停止向生化系统进水,人工用手动模式下启动物化系统,调整加药量,使物化系统出水达到生化系统设计出水标准,超越生化系统(西区 至出水消毒系统、至深度处理系统)。在发现进水有毒到物化系统正常运行期间,污水进入事故池暂时存放。 5.4 快速恢复模式 在生化系统某个生物池发生中毒事故后,在物化系统运行正常的情况下,系统进入快速恢复模式。此时正常的生化池继续运行,将中毒的生化池的污泥排放到事故池,之后从正常的生化池调入活性污泥,使该生化池迅速恢复运行。由于CASS池平时MLSS控制得较高(5000mg/l以上),因此,这样的污泥调动,并不会影响调出池的正常运行。 6 方案实施后调试的效果 该项目建成后进行了调试运行,结果显示物化系统能够有效去除各种污染物(包括对微生物活性有影响的污染物),有效降低了生化处理系统的运行负荷。从目前运行来看,该工艺处理工业园区综合工业污水十分有效,运行良好,是大型工业污水处理厂处理工艺的一种创新。 7 结束语 CASS工艺作为配套的后续生化处理工艺,能够形成有效的快速反应系统,在短时间内封闭中毒单元和恢复活性污泥系统。水质净化厂A采用物化预处理+生化处理+深度处理的工艺流程,正常情况下,出水指标完全可以达到设计要求。在运行管理中设计了多种运行模式,满足了各种进水情况的管理需求。密集型工业园区的污水处理存在水质风险― 污水中不时会存在危害污水生化处理正常运行的有毒有害和难生化降解的物质。为此,提出先物化、后生化的工业区综合污水处理技术路线,经过试验研究后推进设计工作,取得了良好的效果。 注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。