多段A/O工艺在聚酯化纤废水回用中的设计与运行

       

针对聚酯化纤废水的特性,采用预处理—多段A/O—深度处理工艺,出水水质达到《循环冷却水用再生水水质标准》(HG/T 3923—2007)。工程实践表明,多段生化池中微生物的数量及形态保持相对独立,具有处理效果好、运行稳定、投资少等优点。

宁波某化纤股份有限公司,系一家以较大规模聚酯熔体直纺技术生产涤纶化纤产品的新型现代化企业。其生产废水主要来自聚酯生产中的酯化、缩聚过程、纺丝过程、生产装置组件清洗过程及厂区生活排水。聚酯废水中主要污染物为乙二酯、乙二醇、乙酸乙甘醇、对苯二甲酸及其中间产物和低聚物,具有成分复杂、浓度较高、水质不稳定、有时夹带有油剂和浆料及重油等成分、水体氮和磷成分含量少、可生化性较差的特点,特别是生产过程中的不稳定因素,如果没有进行有效的控制和调节,容易给系统造成负荷冲击。在中试基础上,该厂采用预处理—多段生化—深度处理工艺,达到了较好效果。

1 废水水质、水量

该厂生产废水量为600 m3/ d,其中聚酯气提废水为200 m3/ d,其他废水量为400 m3/ d,该废水生化性较差,BOD5/ COD为0. 27。废水水质指标如下: COD为3 700 mg /L、BOD5为1 000 mg /L、SS为300 mg / L、石油类为53 mg / L,p H值为4 ~ 7。出水执行的回用标准如下: COD≤80 mg/L,BOD5≤5 mg/L,SS≤20 mg / L,石油类≤0. 5 mg / L,p H值为6 ~ 9。

2 废水处理工程2. 1 工艺流程

针对废水水质特点,确定采用预处理—多段A/O—深度处理工艺。其中多段A / O均可看作是一个完全混合反应器,具有AB工艺容积利用率高等一系列特点,其原因可归结为[1]: ①不存在污泥回流的影响,各段好氧池内固着型微生物形态保持相对独立。在工程实际运行时观察到,各段好氧池内生物膜表观形态有较大差别,第一级内生物膜较厚,镜检发现钟虫类指示性生物数量较多; 第二级生物膜内的微生物数量显著减少。由此看出,微生物的数量分布较为合理。②剩余污泥产量同池内的生物膜量相比可忽略不计,对池内固着型微生物的数量及影响甚微。废水处理流程见图1。

2. 2 主要构筑物及设备参数① 高浓度调节池、综合调节池及加药初沉池

高浓度调节池设计水量为8. 3 m3/ h,半地下式,尺寸为12 m × 6 m × 4. 0 m,有效水深为3. 5 m,钢筋混凝土结构,内壁防腐。配污水泵( Q = 10 m3/h,H = 120 k Pa,P = 1. 5 k W) 2 台( 1 用1 备) 。综合调节池设计水量为25 m3/ h,半地下式,HRT = 28. 8h,尺寸为20 m × 6 m × 6. 5 m,有效水深为6. 0 m,钢筋混凝土结构,内壁防腐。内设格栅渠和隔油区,尺寸为20 m × 6 m × 6. 5 m。配1 台人工细格栅( SUS304 材质,栅隙为5 mm) ; 污水泵( Q = 30 m3/h,H = 100 k Pa,P = 3 k W) 2 台( 1 用1 备) ; 电磁流量计1 台; 微孔曝气管DN40,109 m; 风机与生化池合用。加药初沉池设计水量为25 m3/ h,半地下式。反应区HRT = 61 min,尺寸为4 m × 2 m × 3. 5 m,有效水深为3. 2 m; 沉淀区HRT = 4. 8 h,表面负荷为0. 63 m3/ ( m2·h) ,尺寸为10 m × 4 m × 6. 5 m( 含泥斗) ,有效水深为3. 0 m; 钢筋混凝土结构,内壁防腐。配搅拌机( 40 r/min,P = 0. 75 k W) 2 台; 斜管填料( PP材质,50 mm) 40 m3; 加药系统( 含加药泵、加药槽、搅拌机、电气等) 1 套( 与加药终沉池合用) 。

② 一段兼氧池、一段好氧池③ 二段兼氧池、二段好氧池④ 深度兼氧池、深度好氧池及加药终沉池⑤ 过滤+ 活性炭+ 软化器及消毒回用水池

石英砂过滤器: 钢结构,滤速为10 m/h,水反冲洗强度为17 L/( m2·s) ,直径为2. 0 m,1 套; 活性炭过滤器: 钢结构,滤速为10 m/h,水反冲洗强度为17 L / ( m2·s) ,直径为2. 0 m,1 套; 树脂软化器: 钢结构,滤速为14 m/h,直径为1. 5 m,含732 软化树脂与垫层,再生装置,1 套; 配反冲洗泵( Q = 170 m3/h,H = 230 k Pa,P = 18. 5 k W) 1 台。

消毒回用池设计水量为25 m3/ h,地下式。反应区二氧化氯投加量为8 mg /L,尺寸为2 m × 6 m ×5. 0 m,有效水深为4. 5 m; 回用区尺寸为7 m × 6 m× 5. 0 m,有效水深为4. 5 m; 钢筋混凝土结构。配二氧化氯发生器( 有效氯产量为200 g /h) 1 套; 动力水泵( Q = 7. 5 m3/ h,H = 340 k Pa,P = 3 k W) 2 台( 1用1 备) ; 回用水泵( Q = 25 m3/ h,H = 320 k Pa,P = 4k W) 2 台( 1 用1 备) 。

⑥ 污泥贮池

产泥量按废水量的5% 设计,为30 m3湿污泥/d,含水率为99. 6% ,通过压滤后含水率为80% ,产生泥饼约0. 6 m3。污泥贮池尺寸为8 m × 4 m × 4. 0m,有效水深为3. 5 m; 半地下式钢筋混凝土结构。配厢式压滤机( 过滤面积为100 m2,滤室容量为1. 0m3,1. 5 k W) 1 台; 气动隔膜泵( Q = 15 m3/ h,H = 800k Pa) 2 台( 1 用1 备) ; 空压机( 0. 47 m3/ min,0. 8MPa,3 k W) 1 台。

3 处理效果3. 1 运行情况

该废水处理站于2011 年12 月竣工,并进入调试阶段。由于调试处于冬季,因此历时较长。至2012 年5 月中旬出水水质已能达到回用标准,同年6 月进行验收监测。结果表明,监测期间车间生产已基本稳定,实际产生废水量为24 m3/ h,废水处理设施负荷率为96% 。其最终出水COD为34. 5 mg /L、BOD5为4. 5 mg /L、SS为9 mg /L、浊度为2. 84NTU、全盐量为948 mg / L、氯化物为228 mg / L、含油量为0. 1 mg /L、细菌总数为82 个/m L,合格率达100% 。

3. 2 经济分析

该工程占地1 722 m2,总投资441. 5 万元,单位投资为7 358. 3 元/m3,装机容量为221. 62 k W,运行功率为99. 44 k W,电耗为3. 98 k W·h /m3,运行费用为3. 35 元/m3( 其中电费为2. 59 元/m3、人工费为0. 33 元/m3、药剂费为0. 43 元/m3) 。

4 结论

①采用预处理—多段A /O—深度处理工艺处理聚酯化纤废水是切实可行的,出水水质达到《循环冷却水用再生水水质标准》( HG/T 3923—2007) 。多段A / O法在运行过程中应注意在低、中、高负荷时,DO控制不当均有可能发生生物膜的过分生长与脱落,故应控制污泥负荷在0. 2 ~ 0. 3 kgBOD5/ ( kg MLSS·d) 。

② 培菌初期,曝气池会出现大量白色泡沫,严重时会堆积在整个生化池走道板,这是培菌初期的正常现象,只要控制好DO和采取适当的消泡措施就可以解决。