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典型氧化沟污水处理厂进水水质与运行工艺优化研究
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典型氧化沟污水处理厂进水水质与运行工艺优化研究
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高浓度中药废水处理工程设计
发布时间： 9:15:35&&中国污水处理工程网
某中药厂是生产中药抗病毒冲剂为主的高科技企业，其污水主要由生产废水和少量生活污水组成。生产废水主要来自药材洗涤、蒸煮、设备清洗等工序，废水中含有大量细小药渣、植物纤维和洗涤剂，因此废水COD高，色度大，是中药行业中最难处理废水之一。另外该企业没有污水处理规划用地，仅有200m2空地供污水处理使用。为此，笔者在小试研究的基础上设计了一套一体化污水处理设施，大大提高了废水处理能力和抗冲击负荷能力。通过近一年的运行，工艺处理效果好，出水稳定达标，部分废水实现了直接回用，取得了良好的经济和社会效益。
1设计水质和水量
设计水量为400m3/d。构筑物流量20.0m3/h（以20h计算），设计水质见表1。
2.1工艺流程的选择
从废水水质分析来看，该厂废水具有可以生化性，适合于生物法处理，但废水中悬浮物和洗涤剂含量较高，在小试研究中发现若不加预处理,生化处理时会产生大量泡沫，而且废水色度很高，常规生物处理脱色效果十分有限，因此需要采用物化-生化组合处理工艺。鉴于污水处理用地面积十分有限，而且场地原来是一个深4m的泥塘，为了减少地基处理费用，污水处理设施池底标高需放在地下5m深处，所以选择的处理工艺必须处理效率高，占地面积小，适宜建于地下，能够连续出水且便于回用。综合以上因素，结合小试研究结果，设计了一套一体化的污水处理设施，该设施将调节池、气浮池、UASB池、MBR池巧妙地组合在一起，大大节约了土建工程量和地基处理费用，减少了占地面积，提高了处理效率。
2.2工艺流程
工艺流程如图1所示。废水经机械格栅去除大块杂物和悬浮物，然后进入调节池，调节水质和水量。废水调节后用离心泵提升进入气浮系统，同时向离心泵进水管加入高效脱色混凝剂和助凝剂PAM，通过水泵叶轮实现高效混合。在气浮系统内，在微气泡粘附下，废水中大部分细小悬浮物、发色有机物、洗涤剂被去除。经气浮处理后废水自流进入UASB池上方的配水槽,废水经配水管进入UASB池底均匀布水，在该池内废水中大部分有机物被驯化好的厌氧颗粒污泥分解，转化为沼气和水。经UASB厌氧处理后的出水通过三角堰均匀进入出水槽，自流进入MBR池，在MBR池内通过高浓度的好氧菌的降解和定量加入的粉末活性炭的协同吸附作用废水中的有机物被去除，再经微滤膜分离后废水得以净化，最后出水直接由自吸泵打入工厂低水质用水场合和工厂排污口。MBR产生的少量污泥回流进入调节池，回流的活性污泥可以吸附并降解水中的污染物，有利于后续的气浮分离，也降低了气浮系统的加药量，气浮浮渣和UASB剩余污泥自流进入污泥池，经螺杆泵打入板框压虑机脱水后外运。
3主要设备和构筑物
3.1机械格栅
回转式机械格栅，最大处理水量50m3/h，驱动电机功率0.40kW。废水经机械格栅去除部分大的悬浮物和药渣。机械格栅安装在一体化处理设施入口处。
3.2一体化污水处理设施
一体化污水处理设施由调节池、气浮池、UASB池和MBR池构成，钢筋混凝土构筑物，设施池底标高位于地面下5m。
3.2.1调节池
平面尺寸为8m×4m，有效水深4m，总深4.5m，有效容积128m3，池顶覆土500mm，设置两个Φ800mm的检查孔和一个800mm×800mm的离心泵吸水孔，调节池内设置反冲洗水管，防止沉渣淤积。调节池设计流量20m3/h，停留时间6.4h。
3.2.2气浮池
池尺寸长×宽×高=5m×2m×1.8m,有效水深1.5m，有效容积15m3，气浮池位于UASB池池顶，选用上海尼可尼气液混合泵加压溶气气浮系统。溶气泵型号为M50FP-G，产水量8～12m3/h，产生微小气泡在水中释放，将混凝反应后的絮体带出水面，实现固液分离。气浮设计处理水量20m3/h，配套气液分离罐、刮渣机、一体化计量投药箱等。
3.2.3UASB池
池尺寸长×宽×高=8m×8m×6.8m,有效容积为416m3，停留时间为20.8h，设计容积负荷为2.45kgCOD/m3•d。三相分离器采用钢筋混凝土机构，沼气收集后通过水封罐高空排放。池底配水系统采用UPVC穿孔管均匀布水,孔径Φ20mm，流速2m/s，排泥用UPVC管从池中部排泥。
3.2.4MBR池
池尺寸长×宽×高=8×4×5.5m,有效水深为5.0m，有效容积为160m3，停留时间8h，容积负荷为0.75kgCOD/m3•d，污泥浓度6000mg/L～10000mg/L。池内安装聚偏氟乙烯中空纤维微滤膜，每25片膜组成一个膜组件，共设置4个膜组件，利用4台自吸泵（两用两备）间歇抽水，运行时间为抽吸7min，停止2min，利用恒流变频器保持自吸泵出水恒定。曝气采用两台低噪音罗茨鼓风机SSR125供气，设计气水比25：1。膜组件根据真空表压力变化，定期用手动葫芦从MBR池中取出化学清洗。
气浮池浮渣和UASB池剩余污泥直接排入污泥池，污泥池尺寸长×宽×高=4m×3.6m×2.5m,砖混结构，有效水深2.0m，有效容积28.8m3。
4调试与运行
该污水处理装置于2004年2月投入开车试运行，同时取城市污水处理厂脱水污泥作为菌种，分别投入UASB池和MBR池进行驯化和培养。调试的重点是UASB池和MBR池，气浮池加药和MBR池粉末活性炭投加量根据小试研究结果确定。
UASB池调试初期先放入50m3污水，然后每天加入50m3污水直到加满水池，然后逐渐加大进水量，并定期投加尿素和磷肥补充氮、磷，由于水温较高，所以在调试过程中没有受到气候的太大影响，约90d后，水量达到满负荷值。UASB池运行一月后，启动MBR池，MBR池先加入少量污水，再加入适量的污泥使污泥浓度达到6000mg/L，而后加入一定比例的营养物质，闷曝，直到污泥颜色由黑色变为黄褐色，然后逐渐增加处理量，调试期间严格控制好进水COD和出水流量，约30d后镜检可以发现污泥中出现大量原生动物，表明好氧活性污泥已经成熟，但废水脱色效率不高，出水仍然有点黄，后来每天投加粉末活性炭后，脱色效率逐渐提高，约50d后MBR池中活性炭浓度达到450mg/L，出水开始透明。整个工程调试累计102d。
4.2运行及测试结果
调试完成后，经过连续多次测试，结果表明，该污水经调节池均化后COD值为mg/L、色度500～1000倍时，出水COD平均值为50mg/L，色度30倍左右，其它污染指标均达到国家规定的《污水综合排放标准》GB中的一级标准。运行结果见表2。
5经济效益分析
本工程设计水量为400m3/d,工程总投资95万元，占地200O，运行费用主要为电费、投药费（含粉末活性炭）和膜折旧费用，电费平均216元/d,药剂费224元/d，膜折旧费164元/d，再将人工费叠加，单位处理废水成本需1.76元/m3。而原厂区地面冲洗和绿化用水均使用自来水，水价为1.5元/m3，采取排水回用后，按每天回用水量50m3,则每年节约经费27375元。具体参见更多相关技术文档。
（1）使用气浮-UASB-MBR工艺处理高浓度中药废水，排水水质好，排水可以直接回用，能在较小面积内达到高效处理的目的，实践证明该工艺是可行的，可以在该类型工厂推广应用。
（2）实践证明，在MBR池内添加粉末活性炭可以提高MBR对色度和COD的去除率，减缓膜的污染，对废水中的中药气味也有一定的吸附作用。
（3）将调节池、气浮池、UASB池和MBR池巧妙地组合在一起，气浮池和部分设备置于UASB池顶，部分池壁公用，可以减少土建费用，大大降低工程占地面积。
（4）UASB三相分离器采用钢筋混凝土结构，既降低了工程造价，又避免了钢设备三相分离器的定期保养维护，实践证明钢筋混凝土型式的三相分离器也能达到满意的效果。
（5）MBR池定期补充粉末活性炭，增加了工程的运行成本，采用该厂锅炉炭渣（过滤160目），并用酸性烟道淋水改性，来代替粉末活性炭，是否可行，有待于今后的研究。(中国石化股份公司西南分公司勘探开发研究院 成都理工大学材料与生物工程学院)微生物菌剂对污水处理厂污泥减量的影响研究
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微生物菌剂对污水处理厂污泥减量的影响研究
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高浓度丙烯酸生产废水如何处理
发布时间： 14:21:51&&中国污水处理工程网
丙烯酸是一种重要的石油化工产品。生产1 t丙烯酸及其酯类产品可产生约1.2 t废水。废水中主要含有乙酸和丙烯酸等有机酸、甲醛等小分子醛类以及少量丙烯酸酯类，具有显著微生物毒性，废水COD为20~90 g/L。丙烯酸生产废水污染物浓度高、降解难度大、环境危害性强，该废水的有效治理对节能减排及可持续发展具有重要意义。目前，国内外处理高浓度丙烯酸生产废水的方法主要为焚烧法，但焚烧时需要添加辅助燃料，导致焚烧法的能耗和运行费用高。因此，国内外学者对以厌氧工艺为主的生物处理方法进行了一系列研究，但均为单相厌氧工艺。而两相厌氧工艺通过实现相分离，使发酵水解类细菌群和产甲烷菌群分别处于更适生存环境，更有利于提高处理效果及稳定性。
本工作采用自制两相厌氧反应装置处理高浓度丙烯酸生产废水。通过对活性污泥的驯化和系统运行参数的调节控制，考察了反应系统在较高进水COD和容积负荷下的运行情况。
1 实验部分
1.1 实验材料
丙烯酸生产废水为某化工厂采用丙烯氧化工艺制取丙烯酸过程中的生产废水。为了弥补营养物质的缺乏，将生活污水与丙烯酸生产废水按照一定的体积比（稀释比）混合，并以该混合水作为实验进水。丙烯酸生产废水及生活污水的水质见表1。加入无水Na2CO3调节进水pH为6.8~7.2。加入氮、磷等营养元素。启动初期，适当加入葡萄糖作为补充碳源。
接种污泥为某处理啤酒废水UASB反应器的颗粒污泥，MLSS=15 300 mg/L，MLVSS=6 830 mg/L。
&1.2 实验装置及流程
两相厌氧工艺处理高浓度丙烯酸生产废水的实验流程见图1。反应装置材质为有机玻璃。水解酸化相反应器有效高度780 mm，内径80 mm，有效容积3.6 L；产甲烷相反应器高度1 060 mm，内径80mm，有效容积5.3 L。通过进水泵及回流泵调节进水流速及上升流速。进水水箱设置电加热装置，对进水进行预加热。反应器内温度为34~37 ℃。
&1.3 实验方法
装置总运行时间110 d，分启动阶段（1~15d）、负荷提高及稳定运行阶段（16~91 d）、恶化及恢复阶段（92~110 d）3个阶段。采用减小稀释比和提高进水流速的方式，逐步提高进水COD和容积负荷，实现污泥的驯化和反应器在高负荷下稳定运行的目的。运行第1 d时，水解酸化相反应器的稀释比为25∶1，经3 d循环运行后将稀释比调整为20∶1，并连续进水，容积负荷由0.5 kg/（m3?d）逐渐提高至4.1 kg/（m3?d），运行至15 d反应器内污泥沉降性良好，至此认为反应器启动完成。在负荷提高及稳定运行阶段将稀释比逐渐降至5∶1，容积负荷最大提高至12.3 kg/（m3?d）。在恶化及恢复阶段水解酸化相反应器出水有明显酸化迹象，部分污泥上浮且污泥床底部呈灰褐色，系统出水恶化，经参数调节后恢复稳定。
为避免水解酸化相反应器循环流量过大，导致瞬时有机物负荷过度增加，水解酸化相反应器上升流速控制在0.15~0.30 m/h。当反应器上升流速大于等于0.3 m/h时，有利于形成颗粒污泥。产甲烷相反应器稳定后保持上升流速为0.30~0.40 m/h。
启动阶段，水解酸化反应器的HRT由15.0 h降至5.8 h，负荷提高及稳定运行阶段HRT继续降至4.4 h；产甲烷相反应器的HRT在启动阶段由24.0 h降至17.5h，负荷提高及稳定运行阶段HRT逐步降至6.6 h。
1.4 分析方法
采用德国NOVI公司生产的ET99732型多参数水质分析仪测定废水COD和总碱度；采用台湾SUNTEX公司生产的S-100型pH计测定废水pH；采用乙酰丙酮光度法测定甲醛质量浓度。
2 结果与讨论
2.1 COD的去除效果
运行期间的COD去除率见图2。由图2可见：水解酸化相反应器运行的前34 d ，随进水COD和容积负荷的提高，COD去除率呈上升趋势；运行至35 d（稀释比为10∶1）后，原水的微生物毒性有所表现，随进水COD和容积负荷的提高，水解酸化相反应器的COD去除率有明显下降趋势；运行至100 d时，降低稀释比至4∶1，水解酸化相反应器的COD去除率下降至19%，且伴随出水及污泥的恶化。由此可见，为保证两相厌氧反应器的长期稳定运行，调整稀释比大于5∶1较适宜。由图2还可见，在负荷提高及稳定运行阶段，总COD去除率基本维持在90%以上，出水COD小于323 mg/L。
&2.2 甲醛的去除效果
甲醛可与生物体内的DNA和蛋白质发生作用。因此采用生化法处理含甲醛时，甲醛质量浓度过高会破坏微生物细胞，抑制其生化活性。甲醛在以葡萄糖为基质的厌氧降解过程中的半抑制质量浓度为400 mg/L。但研究结果表明，通过对微生物的培养驯化，甲醛可在多种类型厌氧反应器中被生化降解。
运行期间的甲醛去除率见图3。由图3可见：运行1~20 d，进水甲醛质量浓度小于等于645 mg/L时，水解酸化相反应器的甲醛去除率呈上升趋势；运行21 d后，将进水甲醛质量浓度提高为800~1 733mg/L，随进水甲醛质量浓度的提高，水解酸化相反应器的甲醛去除率小幅下降，经3~5 d后逐渐回升，说明反应器内微生物对甲醛的耐受性逐渐增强，在整个负荷提高及稳定运行阶段，总甲醛去除率基本稳定在95.6%~99.3%；在恶化及恢复阶段，当进水甲醛质量浓度为2 080 mg/L时，水解酸化相反应器的甲醛去除率降至66.2%，出水甲醛质量浓度为703 mg/L时，产甲烷相反应器亦伴随出水甲醛质量浓度的升高和甲醛去除率的下降，但降幅较小；运行102 d后，进水甲醛质量浓度调整为1 733mg/L左右，系统经8 d后恢复活性。
两相反应器对甲醛和COD的去除是水解酸化相反应器和产甲烷相反应器协同作用的结果。水解酸化相反应器有效缓冲和减弱了甲醛对产甲烷相反应器内微生物的毒副作用，保障产甲烷相反应器的稳定性和高效性，并使其在污泥恶化后具有较强的恢复能力。
&2.3 出水pH和出水总碱度的变化规律
厌氧生化反应过程的pH和总碱度是系统稳定性的主要表观参数，并且与COD去除率之间存在着密切联系。COD去除率与出水pH和出水总碱度的关系分别见图4和图5。由图4和图5可见：在负荷提高及稳定运行阶段，水解酸化相反应器和产甲烷相反应器的出水pH分别为6.2~7.6和7.6~8.1，出水总碱度分别为1 220~1 820 mg/L和1 800~2 620 mg/L；当水解酸化相反应器的COD去除率达到最高值（63%）时，水解酸化相反应器的出水pH为7.3，出水总碱度为1 730 mg/L；当产甲烷相反应器的COD去除率达到最高值（96%）时，产甲烷相反应器的出水pH为8.0，出水总碱度为2 510 mg/L；在恶化阶段，水解酸化相反应器和产甲烷相反应器的出水pH均有所下降。其中，水解酸化相反应器的出水pH降幅较为明显，同时两相厌氧反应器的出水总碱度均有200~500 mg/L的降幅。
a）采用两相厌氧反应器处理高浓度丙烯酸生产废水。在负荷提高及稳定运行阶段，将稀释比调整为5∶1，容积负荷最大提高至12.3 kg/（m3?d），两相厌氧反应器可长期稳定运行，总COD去除率基本维持在90%以上，出水COD小于323 mg/L。具体参见更多相关技术文档。
b）在负荷提高及稳定运行阶段，当进水甲醛质量浓度为800~1 733 mg/L，总甲醛去除率基本稳定在95.6%~99.3%。
c）在负荷提高及稳定运行阶段，水解酸化相反应器和产甲烷相反应器的出水pH分别为6.2~7.6和7.6~8.1，出水总碱度分别为1 220~1 820 mg/L和1 800~2 620 mg/L。硫化物对污水处理厂硝化菌活性的抑制作用_百度文库
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