污水处理站改扩建工程的设计及运行

摘 要:随着公司生产能力的进一步扩大,原有的污水处理站将不能满足需要,因此要对其进行改扩建。本方案设计了一座由三种生化工艺组合在一起的复合生化反应池,包括水解酸化段、SBR段和BAF段。运行结果表明,该工艺对COD、BOD、SS等均有很好的去除效果,去除率分别达到90%,95%,98%,使生产污水经综合处理后达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)的二级排放标准,运行效果稳定。

关键词:序批式混凝沉淀池;SBR;BAF;水解酸化

1 前言

本污水治理设施为新建工程,拟在规划用地范围内进行。本着技术先进,运行可靠,操作管理简单的原则选择污水处理工艺,使灵活性、先进性和可靠性有机地结合起来,强化除臭和噪音防治措施,避免二次污染。主要设备国产化,采用目前国内成熟先进技术装备,尽量降低工程投资和运行费用,平面布置和工程设计时,结合现状,布局力求紧凑、简洁,工艺流程合理通畅,节省地。

技术方案包括污水处理的治理工艺、土建工程、管道工程、设备及安装工程、电气工程、自控工程及给水排水工程等:污泥浓缩及污泥脱水。

参照乳胶漆生产废水特性分析,物化与生化相结合的方法技术路线合理、成熟,投资和运行费用也较为经济,工程设计的关键在于具体工艺选择和细节设计。随着近几年水处理技术的发展,许多新的工艺和水处理药刑都可以考虑使用。

2 工程概况

2.1 废水水质和水量

该厂生产污水排放量达100m3/d,废水的污染物特性可概括如下:

a、废水中的有机污染物主要为苯乙烯、丙烯酸(酯)以及其聚合反应过程中生成的半聚合体等,不易于生物降解。

b、废水中含有微量的有机助剂,但其物质结构复杂,难降解,部分对微生物生长有抑制作用,需在工艺设计中有所注意。

c、各种颜填料带来的大量无机悬浮物,粒径很小,呈乳化状态。

根据处理站进水取样化验结果,考虑最不利因素后确定本工程设计废水的水质如表1所示:

2.2 工艺流程

根据乳胶漆废水处理的技术资料及其具体特点,结合乳胶漆废水处理最新的研究成果,同时考虑到工程投资和运行管理费用,确定如下工艺流程,如图1。

污水处理站总占地面积约230m2,长18m,宽13m。

废水处理站的主要设备见表3。

2.3 主要处理构筑物(见表2)与工艺说明

2.3.1 格栅车间来的生产废水首先经格栅去除漂浮物和大颗粒悬浮物,以保障提升泵的安全稳定运行。

2.3.2 混凝沉淀混凝沉淀工艺分为反应池和序批式沉淀池两部分。反应池配套有加药设备和搅拌设备。废水在此与混凝剂、絮凝剂混合反应后,自流进入两座序批式混凝沉淀池。序批式沉淀池采用24h一个周期,其中进水段为12h,沉淀2h,排泥段为4h,排水6h。废水中形成的絮体汇集至混凝沉淀池的污泥斗,最终由螺杆泵送至污泥长径比卧螺式离心机进行脱水。污水中大部分悬浮物和胶体态物质通过混凝沉淀过程被去除,同时由于混凝沉淀池采用序批式运行,污水的水质水量在此得到调节,削弱来水波动对后续处理效果带来的影响。

2.3.3 过滤器 沉淀池出水自流进入过滤器。通过滤料层物理截留部分剩余悬浮物质,进一步降低污染物浓度,保障后续生化过程进水。过滤器出水自流入复合生化反应池。过滤器滤料选用不易阻塞、易于再生的陶粒滤料。通过定期气水反冲去除滤料层内截留的污染物,恢复其过滤能力。

2.3.4 复合生化反应池污水首先进入复合生化反应池的水解酸化段,水解酸化出水自流进入连续进水连续出水SBR段,污水、空气、微生物在反应池内充分接触混合,污水中的大部分有机物在此被去除。SBR段出水自流进入BAF段。污水中残余的难生物降解物质通过滤料及其表层生物膜的截留和吸附作用被分离,出水达标排放,而截留和吸附在滤料层的污染物由滤料表面的生物膜缓慢降解,被最终去除。BAF曝气生物滤池的基本原理是在滤池内填充大量粒径较小、表面粗糙的填料,通过培养和驯化让填料挂上有用的生物膜,利用高浓度生物膜的生物降解和生物絮凝能力处理污水中的有机物,并利用填料的过滤能力截留悬浮物,保证脱落的生物膜不随水流出。此外,BAF曝气生物滤池采用新型滤料,该滤料对废水难生物降解的物质可以发生有效吸附截留,然后由滤料表面的生物膜实现缓慢降解。BAF工艺可以作为SBR工艺的有效补充,保障系统处理出水稳定达标。

2.3.5 污泥处理混凝沉淀池污泥和复合生化反应池剩余污泥均输送至污泥池,经污泥泵输送至卧螺离心机进行脱水处理。脱水后污泥外运安全添埋。离心脱出水返回集水井。

2.3.6 事故池系统设事故池一座,配套有事故泵。事故池设计与混凝沉淀池结构完全相同。当上游发生误排或因操作失误造成混凝沉淀处理无效时,启动事故处理系统,将污水切入事故池。待查明原因后,通过事故泵将污水输送回混凝反应池,增加投药量,事故池作为混凝沉淀区使用,同时调节出水阀,使出水慢慢汇入主流程。这样系统在处理事故排水的同时,将对系统正常运行的影响降至最低。

3 运行效果

通过对原水,混凝沉淀池出水,过滤池出水以及符合生化反应池出水各项指标的检测,运行效果如表4所示:

由表4可以看出,各个阶段对COD、BOD、SS,都有较好的处理效果,其中SBR段对COD和BOD的去除效果最为明显。而SS主要在混凝沉淀阶段得以去除,混凝沉淀是一个十分复杂的过程,混凝剂溶于水后,经过一系列复杂的化学反应形成各种水解聚合物,它们附着在水中悬浮颗粒的周围,改变其表面特性,破坏胶粒的凝聚稳定性。随着凝聚稳定性的破坏,动力稳定性也将随之解体,小颗粒悬浮物便凝聚成大颗粒絮状物而缓慢下沉。在这一阶段,选择更合适的混凝剂和絮凝剂可进一步提高混凝沉淀过程处理效果,使出水COD稳定在1500mg/L以下,同时减少投药量,降低运行成本;选用水解酸化工艺使一些难降解大分子物质被转化为易于降解的小分子物质(如:有机酸),从而使废水的可生化性和降解速度大幅度提高,后续的好氧生物处理可在较短的水力停留时间内达到较高的COD去除率,提高了好氧生化工艺处理效率;连续进水连续出水的SBR工艺能够高效去除污水中有机污染物,同时使系统的厌氧、缺氧及主耗氧区保持连续运行:BAF曝气生物滤池能够高效去除极难生物降解和不能生物降解的有机污染物,从而保证了复合式生物反应池出水水质稳定达标。

4 运行费用估算

4.1 电费

污水处理站总装机为46.04KW,运行34.04KW。不需单独设置变压器。本方案配电从污水处理站的配电柜考虑起。取用电负荷0.8,日耗电量313.57Kwh。若电费以0.5元RMB/度计,日运行电费157元,吨水电费:1.57元。

4.2 药剂费

污水处理站日运行药剂费约80元,吨水药剂费:0.8元

4.3 运行费用

污水处理站日常运行吨水处理费:2.37元

5 结论

本工艺物化预处理工艺采用序批式沉淀池,可以使整个废水处理系统在调试阶段和运行阶段较容易得对废水水量水质的变化进行控制,使混凝沉淀池的实际运行方式更接近实际需要和实际污水的排放情况,避免废水在调节池中发生沉淀,保证泥水完全分离,使混凝沉淀工艺达到理想的状态。

改进后的SBR段,依靠出水水位变化控制进水,将进水与出水统一在一个时段,实现连续进水连续出水。对于每个单元则按照进水(出水)曝气搅拌沉淀过程周期运行,系统交替处于好氧——缺氧状态。连续进水连续出水SBR处理工艺在保持了高池容利用率,占地面积更小,操作方便的前提下,保证了对废水中的COD去除、除磷、脱氮方面的高效去除。出水达到了《污水综合排放标准》(GB8978-96)的二级排放标准。