生物膜法与活性污泥法复合工艺处理化工污水中试研究

收稿日期:2007211219.
作者简介:朱晓玫(19702),女,四川金堂人,高级工程师,主要从事环保管理工作.
文章编号:16722691X(2008)0120069205
生物膜法与活性污泥法复合工艺
处理化工污水中试研究
朱晓玫1,刘柏智2,朱晓青3
(1.兰州石化聚烯烃事业部,甘肃兰州730060;
2.兰州石化污水处理厂,甘肃兰州730060;
3.兰州石化化工储运厂,甘肃兰州730060)
摘 要:主要论述了利用生物膜法与活性污泥法复合技术对兰州石化污水处理厂现有污水进行中试试验,通过该中试试验处理后的污水完全可以达到国家一级排放标准,建议可将此技术用于今后大生产运行.关键词:生物膜;化工污水;中试试验中图分类号:X703.1 文献标识码:A
0 引言
移动床生物膜反应器(Moving 2bed Biofilm Reactor,MBBR)是1988年由挪威Kaldnes Milij O teknologi(KMT )公司与SINT EF 研究机构联合开发并申请专利(NO 172687,PCT /NO 91/0007)
[1]
的一种新型高效低能耗的生物废水处理
装置.移动床生物膜反应器又称悬浮填料移动床
工艺,其主要原理就是以比重接近水的悬浮填料直接投加到曝气池中作为微生物生长附着的载体,漂浮的载体在反应器内随着混合液的回旋翻转作用而自由移动.通常,好氧反应器依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用在反应器内自由流动;在缺氧和厌氧反应器中则是通过机械搅拌或者沼气搅拌使填料呈现流化状.此法不需反冲洗和污泥回流,而且水头损失小,是悬浮生长的活性污泥法与附着生长的生物膜法相结合的一种工艺
[2,3]
,兼有完全混合式活性污泥法均匀接触所
形成的高效率和生物膜法能承受高负荷冲击的双
重优点.
中国石油兰州石化公司化工污水处理装置始建于50年代,主要承担着兰州石化公司化工生产装置及西固区部分企业和生活污水的处理.分别于上世纪90年代未和2002年进行过两次大规模的技术改造,现采用传统的/水解、A/O 法、生物曝气0等处理工艺,处理能力为55000吨/日.工艺流程如下:
经上述工艺处理后排放水基本可以达标排放.目前出水执行CODCr [120mg #L -1、N H 3-N [15mg #L
-1
、SS [70mg #L
-1
的污水的排
放标准.由于化工生产是连续性的,化工污水也是不间断排放.在生产装置无故障生产条件下,排放污水水质相对比较稳定.但在生产装置出现事故及进行检修、大修期间,生产装置排放的污水水质会有很大变化;其次,各一级污水处理装置出现故障或运行不正常时,进入污水处理厂的污水也会出现较大波动,会超过污水处理装置的处理能力,出现排放污水COD 超标现象.
兰州石化公司处于黄河上游,是黄河水源地的水质敏感区域.兰州石化公司排放的污水量比较大,排放污水的水质好坏,会直接影响到黄河水质的质量.随着国家环保部门对河水水质要求的逐渐提高,排放到黄河中的污水的水质指标也要相应提高.因此中石油股份公司兰州石化公司对污水处理工作提出越来越严格的要求,污水处理排放标准要逐渐达到COD Cr [60mg #L -1、N H 3-N [5mg #L -1
以下,并在可能的情况下将部分
污水进行回用.
1 中试试验思路
为达到改善出水水质的目的,采用最佳方案
第22卷第1期甘肃联合大学学报(自然科学版)
Vol.22No.1 2008年1月Journal of Gansu Lianhe University (Natural Sciences)Jan.2008
是在现有处理系统基础上进行简单改进,提高处理系统处理效果,提升处理系统的处理负荷,使其出水能达到更高标准的排放要求.
在现有处理系统上进行技术改造,其建设成本低、不增加占地面积、操作管理难度及运行费用等也不会增加.此种方法比较适合于原处理装置的技术改造项目.
改造的关键在于选用稳定、高效、适用的处理技术,在有时水质水量波动的情况下,保持良好的处理效果,并很好的适应现有处理系统.为此选用/活性污泥与生物膜复合工艺0技术.具体改造流程如下:
化工污水与生活污水y 水解池y 厌氧生物膜池y 活性污泥池y 好氧生物膜池y 沉淀池
通过应用CBR 技术对部分缺氧A 池和部分曝气活性污泥池进行改造,提升系统对COD 和氨氮的去除率,使出水达到COD [60mg #L -1
、氨氮[15mg #L -1的排放标准.该改造方案的最大优势在于:在不新增处理构筑物、不增加运行能耗和维护的条件下,提升出水水质,相应的改造成本和占地面积都不会做大的投入.
2 试验介绍
2.1 试验目的
现场试验模拟装置是在现有处理工艺的缺氧池A 段和生物曝气池后段投加流化床填料,改造成/缺氧载体流化床(CBR)+活性污泥池+好氧载体流化床(CBR)0工艺后,提高出水水质指标、达到一级排放标准的技术可行性和经济性.
试验以化工生产污水的水解池出水做为进水,经过处理后出水达到如下指标:
表1 污水排放指标
监测项目指标(m g #L -1)
COD [60
NH +4-N [15石油类[5SS
[70
2.2 试验设计
(1)
工艺流程示意图
(2)设计参数
表2 试验设计参
数
2.3 试验方法
2.3.1 启动试验
首次进自来水充满设备.每日定
量(约100L)添加污水处理场A/O 池出水混合
液,加大回流,使污泥沉降比达到50%左右.控制
70
甘肃联合大学学报(自然科学版) 第22卷
较小的供风量,维持系统溶解氧2~3mg#L-1.
原水进水量从设计负荷的20%(30L/h)开始,在出水达标的前提下,逐步增大进水量.
系统启动初期需要添加一定量的BOD碳源,以减少污水毒性、加速污泥驯化和生长.实验中添加蔗糖,使B/C达到0.5~0.7.系统稳定之后,填料上长出一定厚度生物膜,停止外加BOD5碳源.
污水中磷元素缺乏,运行中需要添加一定量的磷酸盐.试验中添加KH2PO4,使COD/P在200~300B1左右.
污水中氮元素较高,氨氮在40mg#L-1以上,无需添加氮肥.
2.3.2温度控制为保持试验系统温度达到25 ~30e,与污水场生化系统温度一致,在反应池安装潜水加热器加热.
2.3.3曝气量及溶解氧控制系统启动初期及挂膜期间,控制较小的曝气量,维持系统溶解氧2 ~3mg#L-1.当进水负荷提升到设计负荷时,开始加大曝气量,维持系统溶解氧3~6mg#L-1. 2.3.4pH值及碱度控制由于来水氨氮含量较高(达到50mg#L-1以上),在缺氧CBR池及好氧AS池内进行硝化与反硝化反应.致使好氧A S池及好氧CBR池内pH值较低(在7以下),利用pH在线监测仪控制加药泵投加纯碱(Na2CO3)量,控制pH在7.2~7.6之间.投加纯碱同时能补充碱度.
2.3.5污泥回流比控制系统启动初期,填料表面生物膜较薄,系统内生物量少,需要100%的污泥回流量;系统稳定运行后,填料表面生物膜较厚,可以减小污泥回流比到30~50%;
2.3.6泥龄控制由于系统需要维持一定量的硝化菌群,泥龄至少控制在硝化菌最小世代时间的2倍以上,即安全系数应大于2.为保证活性污泥中硝化细菌的正常生长繁殖,泥龄一般应控制在10天以上(通过剩余污泥排放量控制).
2.4试验过程
表3试验过程
时间试验阶段阶段目标主要工作阶段成果备注
2006.9.3~ 2006.9.8设备安装
完成设备安装、配
管、配线;使设备控
制点便于以后操作
调整.
1、购买材料和工具;
2、设备就位与内部管线连接;
3、外围水、电、气管线连接;
4、填料装填.
设备清水运行成功.
2006.9.9~
2006.9.15污泥接种使实验系统内污泥
微生物菌群适合处
理兰化化工污水.
1、添加兰化化工污水生化A池
混合液5m3;
2、维持合适的营养比例(添加蔗
糖及磷酸盐)和工艺条件.
系统内污泥浓度较
高(SV=50%),性
状良好.
每天测量污泥
沉降比,观察污
泥性状.
2006.9.16~ 2006.10.15填料挂膜
使微生物附着到填
料表面上,提高系统
内微生物污泥浓度.
1、小流量进水,加大回流;
2、维持合适的营养比例(添加蔗
糖及磷酸盐)和工艺条件.
填料表面上附着较
厚的生物膜.
1、经常观察污
泥性状;
2、定期显微镜
检测微生物状
况;
3、数据见附表.
2006.10.16~ 2006.11.30低负荷运行
较低负荷下运行,进
一步增加生物膜厚
度.
1、按设计流量(140l/h)进水,
50%回流比;
2、维持合适的工艺条件,添加一
定的磷酸盐.
出水COD很低,
COD除去率高.生
物膜厚度增加.
2006.12.1~ 2006.12.31提升负荷
逐步提高负荷,考察
系统在现有水质条
件下能获得的最大
负荷.
1、逐步提高水量到设计值的高
限(180l/h);
2、维持合适的工艺条件,添加一
定的磷酸盐.
在较低的出水
COD、很高的除去率
下,达到很高的负
荷.
2007.1.1~
2007.2.7高负荷运行在高负荷运行状态
下,考察系统能否达
到稳定的试验效果.
1、按设计高限流量(180l/h)进
水,40%回流比;
2、维持合适的工艺条件,添加一
定的磷酸盐.
在较低的出水
COD、较高的除去率
下,达到较高的负
荷.
2007.2.8~ 2007.2.12标定验收
考核装置在现有运
行负高荷、低负荷条
件下的运行效果.
1、在二种运行负荷下考核出水
水质是否达标;
2、在二种运行负荷下考核系统
运行参数是否合理.
71
第1期朱晓玫等:生物膜法与活性污泥法复合工艺处理化工污水中试研究
3 试验结果及结论
3.1 中试试验在污泥驯化阶段进出水COD 及NH 3-N 去除情况
在现有进水水质条件下,进水量在80L/h 逐渐提高到120L/h 、H RT =30h 左右的运行条件下,考核出水水质COD 、NH +4-N 的变化.
(1)进出水COD
的变化
图1 污泥驯化阶段进出水COD 值
中试设备内接种化工污水厂的活性污泥后,经过短期的适应,进入污泥驯化阶段.在驯化阶段后期水力停留时间30小时,出水COD 值在100mg #L -1以下.
(2)进出水NH 3-N
的变化
图2 污泥驯化阶段进出水NH 3-N 值
从图2可看出,在污泥驯化阶段进水的NH 3
-N 值变化较大,但出水的NH 3-N 值逐渐降低,并降到5mg #L -1
以下.
3.2 中试试验在污泥成熟阶段出水COD 和NH 3-N 去除情况
在污泥驯化成熟后,进水量提高到180L/h,水力停留时间18h 左右,中试试验出水COD 、NH 3-N 值及COD 、NH 3-N 去除率分别见下图.
(1)进出水COD
值
图3 污泥成熟阶段进出水COD 值
从图3看出,试验出水COD 值在60毫克/升以下数据占87.5%,平均出水COD 为52.9mg #
L -1,尤其是在20天以后,出水COD 在32-50mg #L -1之间.
(2)进出水NH 3-N
值
从图5看出,COD 去除率在79%-92%之间,NH 3-N 去除率在84%-97%之间,运行比较稳定.
3 结论
(1)本次中试试验针对污水处理厂化工污水
出水COD 、氨氮不能稳定达标的问题,采用了/活性污泥与生物膜法复合工艺0,中试结果证明该工艺使出水COD 及氨氮有了大幅度的下降,能够达到污水处理厂出水COD [60和NH 3-N [15目标,并在一定的高浓度污水冲击时,仍能达标排放.
(2)通过中试取得的各项工艺参数,为污水处理场工艺改造设计和运行提供了试验依据.在今后的实际生产运行中,一定要注意一些关键工艺技术参数(如pH 、溶解氧及有毒物质)的控制,以保证系统的处理效果.
(3)通过7个多月的中试试验证明,经过活性污泥与生物膜复合工艺处理后的化工污水,完全可以将污水处理厂现有化工污水处理达到国家排放标准,并可以在水质良好的时候将部分处理污水进行回用,从而达到节能减排的目的.
(下转第101页)
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甘肃联合大学学报(自然科学版) 第22卷
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1,2
,ZH AO Y ue
1,2
(1.School of Information Science and Engineering,Nor theaster n U niversit y,Shenyang 110004,China;
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Abstr act:Multi 2host mainframe may link multiple networ k interface,and the interconnection can multi 2host mainframe service be easily attacked.Accor ding to r esearch on the multi 2host mainframe between strength and weakness model and analyzing IP communication of multi 2host mainframe in receive and dispatch principle,we may impede effective the attack of potential threat to database.Key words:mainframe model in weakness;mainframe model in strength;multi 2host mainframe
(上接第72页)参考文献:
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nzhou Petr o 2Chemica l Company Waster 2water Treatment P lant;
nzhou P et ro 2chemical Company Chemical T reatment Plant,Lanzhou 730060,China)
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