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化工生產(chǎn)污水的高鹽生物強(qiáng)化處置技術(shù) 常寧廢水處理公司

文章出處:未知發(fā)表時(shí)間:2022-05-09 13:15:32

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  環(huán)氧丙烷是一種重要的根本有機(jī)化工原料。氯醇法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝是目前國(guó)內(nèi)外環(huán)氧丙烷生產(chǎn)的主要辦法,其生產(chǎn)廢水具有高溫、高SS、高pH值、高鹽(4%6%CaCl2)、高CODCr等特征,且含有大量難生化降解的有機(jī)氯化物,如氯丙醇、氯丙烷、二氯異丙醚、二氯丙烷等。該類(lèi)廢水不只腐蝕設(shè)備,同時(shí)處置難度高。生物法是目前環(huán)氧丙烷生產(chǎn)廢水的主要處置方式,且主要為好氧工藝,但是高含鹽量和有機(jī)氯化物的生物毒性大大抑止了常規(guī)微生物的活性及代謝才能,因而,傳統(tǒng)的生物法很難完成環(huán)氧丙烷廢水的高效處置。目前,多數(shù)企業(yè)經(jīng)過(guò)鹽度馴化或外加菌劑等方式,來(lái)提升環(huán)氧丙烷廢水的高鹽生化處置效果,但仍暴露諸多問(wèn)題,國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的工程案例標(biāo)明:高鹽生化系統(tǒng)處置效能不高、負(fù)荷低且運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定,抗鹽度動(dòng)搖及負(fù)荷沖擊才能缺乏,高鹽微生物競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)弱,系統(tǒng)難以維持持久、穩(wěn)定及高效的處置程度。

 

  某企業(yè)工業(yè)污水處理站主要處置環(huán)氧丙烷生產(chǎn)廢水,此外還包括一些聚醚廢水,處置范圍約為30000m3/d。污水站采用初沉-好氧活性污泥-接觸氧化-混凝沉淀工藝,現(xiàn)階段存在污泥無(wú)機(jī)化嚴(yán)重、曝氣能耗高、CODCr處置才能缺乏且效果不穩(wěn)定、系統(tǒng)抗鹽度動(dòng)搖及負(fù)荷沖擊性差等問(wèn)題。與此同時(shí),企業(yè)面臨提標(biāo)改造(當(dāng)前執(zhí)行規(guī)范ρ(CODCr)≤100mg/L),請(qǐng)求外排水質(zhì)需滿(mǎn)足ρ(CODCr)≤50mg/L(ρ(TOC)≤20mg/L)?;诖耍?jīng)過(guò)污水站現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、現(xiàn)有工藝剖析、小實(shí)驗(yàn)證及同類(lèi)工程案例調(diào)查,本研討采用水解酸化-好氧-接觸氧化工藝對(duì)該廢水實(shí)施高鹽生化中試研討,調(diào)查該工藝處置環(huán)氧丙烷生產(chǎn)廢水的可行性,為企業(yè)后期提標(biāo)工程改造提供技術(shù)依托。

 

  1、資料與辦法

 

  1.1 實(shí)驗(yàn)用水

 

  中試實(shí)驗(yàn)用水取自企業(yè)污水站初沉池,為高CaCl2型工業(yè)廢水,主要成分為環(huán)氧丙烷生產(chǎn)廢水,水質(zhì)如表1所示。

 

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  1.2 中試設(shè)備及流程

 

  中試設(shè)備處置范圍為10m3/h,24h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),采用水解酸化-好氧-接觸氧化工藝,中試系統(tǒng)由調(diào)理池、水解酸化池、好氧池、接觸氧化池及出水沉淀池組成。有效容積分別為120、60160、10040m3。調(diào)理池主要用于進(jìn)水冷卻、pH值調(diào)理、氮磷營(yíng)養(yǎng)液投加等,保證高鹽生化進(jìn)水水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定;高鹽生化段依據(jù)功用設(shè)置請(qǐng)求及詳細(xì)水質(zhì)特征,投加相應(yīng)的耐鹽微生物菌劑予以強(qiáng)化;接觸氧化段投加生物填料,填充率為60%,實(shí)施高鹽生物膜培育,工藝流程如圖1所示。

 

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  1.3 接種菌劑

 

  接種菌劑是應(yīng)用企業(yè)污水站二沉池污泥、曝氣池污泥及鹽堿地土壤,采用限制性培育技術(shù)定向挑選、培育及馴化所制備的耐鹽微生物菌劑。菌劑制備過(guò)程中逐漸提升培育基質(zhì)中環(huán)氧丙烷廢水比例,加強(qiáng)菌劑對(duì)實(shí)踐廢水的順應(yīng)性。菌劑形態(tài)為活性污泥,在中試啟動(dòng)期一次性投加。

 

  1.4 實(shí)驗(yàn)辦法

 

  中試實(shí)驗(yàn)分2個(gè)階段啟動(dòng),逐漸完成串聯(lián)連續(xù)及穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

 

  第1階段為高鹽生化工藝的快速啟動(dòng)。高鹽生化啟動(dòng)初期,分別向水解酸化池、好氧池、接觸氧化池投加耐鹽微生物菌劑,投加量分別為5000、2000、2000mg/L;水解酸化池采用變速可調(diào)攪拌機(jī)攪拌,好氧池及接觸氧化池采用微孔曝氣管供氧,各工段單獨(dú)、同步運(yùn)轉(zhuǎn),分別實(shí)施微生物活性恢復(fù)及生物填料初步掛膜,各工段溶解氧的質(zhì)量濃度分別為0.30.5、35、35mg/L,pH值均控制在6.57.5;待接觸氧化池污泥根本附著于填料后(出水ρ(SS)≤50mg/L),將各工段串聯(lián)起來(lái),連續(xù)進(jìn)出水,進(jìn)水負(fù)荷分離處置效果(初始進(jìn)水負(fù)荷為設(shè)計(jì)值的20%),依照10%20%比例逐漸提升,完成活性污泥馴化與生物膜穩(wěn)定、成熟;待系統(tǒng)CODCr整體去除率超越80%,且接觸氧化池出水SS的質(zhì)量濃度小于或等于20mg/L時(shí),高鹽生化段完成啟動(dòng)。

 

  第2階段為水解酸化池、好氧池及接觸氧化池各工段串聯(lián)連續(xù)及穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),進(jìn)水量逐漸提升至設(shè)計(jì)目的10m3/h,并保證出水ρ(CODCr)<50mg/L,優(yōu)化過(guò)程控制參數(shù),并調(diào)查整體工藝運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性及處置效果。

 

  1.5 剖析辦法

 

  TOC:熄滅氧化-非分散紅外吸收法;CODCr:氯氣校正法、低濃度重鉻酸鉀法;NH3-N:納氏試劑分光光度法;TP:鉬銻抗分光光度法;Cl-:硝酸銀滴定法;總鹽:重量法;DO、pH值及水溫采用便攜式儀器測(cè)定。其中,關(guān)于高氯低CODCr廢水的測(cè)定應(yīng)留意消弭高濃度Cl-的影響,采用低濃度重鉻酸鉀實(shí)施氧化,并同步測(cè)定TOC實(shí)施校準(zhǔn)。

 

  2、結(jié)果與討論

 

  2.1 高鹽生化系統(tǒng)啟動(dòng)狀況

 

  高鹽生化分為啟動(dòng)階段、參數(shù)優(yōu)化及穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段,整個(gè)高鹽生化系統(tǒng)可以在20d內(nèi)順利完成鹽度4%6%條件下水解酸化池、好氧池及接觸氧化池的污泥馴化及掛膜啟動(dòng)。啟動(dòng)階段各工段CODCr去除狀況如圖2所示。

 

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  啟動(dòng)3d內(nèi)水解酸化池及好氧池活性污泥絮體增大、沉降性能改善、泥水界面明晰,接觸氧化段懸浮微生物根本完整附著于生物填料,開(kāi)端附著生長(zhǎng),但此時(shí)并不結(jié)實(shí),需進(jìn)一步生長(zhǎng)與馴化。由圖2可知,各工段CODCr去除率在啟動(dòng)階段的前期相對(duì)平穩(wěn),水解酸化池、好氧池、接觸氧化池啟動(dòng)前10天、4天、4天,CODCr去除率根本穩(wěn)定在10%、36%23%左右,隨后CODCr處置程度逐漸提升,污泥絮體及沉降性能進(jìn)一步改善,生物膜逐漸成型并增厚。經(jīng)過(guò)生物相鏡檢可知,各工段高鹽微生物成熟期分別為18、810d,此時(shí)活性污泥及生物膜菌膠團(tuán)致密、尺寸大、絮體交織相生;系統(tǒng)整體CODCr去除率大于80%,且接觸氧化池出水SS的質(zhì)量濃度小于20mg/L,高鹽生化系統(tǒng)啟動(dòng)完成。

 

  2.2 高鹽生化系統(tǒng)對(duì)CODCr去除效果

 

  高鹽生化系統(tǒng)快速啟動(dòng)后,分離出水水質(zhì)逐漸提升進(jìn)水負(fù)荷,實(shí)施工藝參數(shù)優(yōu)化與穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。參數(shù)優(yōu)化及穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段(90d),各工段CODCr去除狀況及接觸氧化池出水CODCr、TOC濃度如圖3、圖4所示。

 

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  由圖3、圖4可知,接觸氧化出水CODCrTOC變化趨向分歧,比例系數(shù)約為2.5(ρ(CODCr)≈ρ(TOC)×2.5)。隨著進(jìn)水CODCr及負(fù)荷提升,高鹽生化系統(tǒng)不斷堅(jiān)持相當(dāng)穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),CODCr去除程度逐漸提升。本階段運(yùn)轉(zhuǎn)前30天,進(jìn)水CODCr的質(zhì)量濃度自632mg/L增至1028mg/L,水解酸化池、好氧池及接觸氧化池CODCr去除率分別由10.28%、37.21%23.88%逐漸提升至29.67%、85.75%、52.43%,出水CODCr的質(zhì)量濃度為4749mg/L且明澈透明(ρ(SS)<20mg/L),活性污泥馴化及生物膜成熟,處置負(fù)荷為0.18kg[CODCr]/(kg[MLVSS]·d)。系統(tǒng)自30d運(yùn)轉(zhuǎn)至60d,進(jìn)一步提升進(jìn)水負(fù)荷,進(jìn)水CODCr的質(zhì)量濃度自1028mg/L增至1400mg/L,系統(tǒng)達(dá)滿(mǎn)負(fù)荷,水解酸化池CODCr的去除率根本穩(wěn)定在30%左右,好氧池及接觸氧化池CODCr去除率進(jìn)一步提升至88.51%、57.66%,出水CODCr的質(zhì)量濃度為4347mg/L,處置負(fù)荷為0.30kg[CODCr]/(kg[MLVSS]·d)。隨后滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)30d,系統(tǒng)不斷堅(jiān)持穩(wěn)定,在進(jìn)水CODCr的質(zhì)量濃度為12001400mg/L、鹽度為4%6%Cl-質(zhì)量濃度為2000030000mg/L條件下,出水CODCr的質(zhì)量濃度穩(wěn)定小于50mg/L(ρ(TOC)<20mg/L),到達(dá)企業(yè)提標(biāo)排放請(qǐng)求。各工段參數(shù)控制如表2所示。

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  2.3 高鹽生化系統(tǒng)抗沖擊性及穩(wěn)定性調(diào)查

 

  高鹽生化系統(tǒng)滿(mǎn)負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)30d后,調(diào)查鹽度及負(fù)荷動(dòng)搖對(duì)系統(tǒng)CODCr處置效果及運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的影響,連續(xù)調(diào)查20d,結(jié)果如圖5、圖6所示。

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  由圖5可知,外加CaCl2使進(jìn)水鹽度由5%左右驟然提升至6%左右,連續(xù)沖擊3d,CODCr總?cè)コ矢静皇苡绊憽{}度繼續(xù)提升至7%左右,連續(xù)沖擊4d,出水CODCr濃度略微有所上升,CODCr總?cè)コ式德?/span>1%,隨后正常進(jìn)水,3d內(nèi)微生物處置才能即可完整恢復(fù),出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)且穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

 

  由圖6可知,經(jīng)過(guò)提升進(jìn)水流量,進(jìn)水負(fù)荷由0.29kg[CODCr]/(kg[MLVSS]·d)左右驟然提升至0.44kg[CODCr]/(kg[MLVSS]·d)左右,連續(xù)沖擊4dCODCr總?cè)コ式德?/span>1.8%。進(jìn)水負(fù)荷繼續(xù)提升至0.58g[CODCr]/(kg[MLVSS]·d)左右,連續(xù)沖擊3d,CODCr總?cè)コ式德?/span>3.8%,此時(shí)出水稍微變混濁。隨后正常進(jìn)水,7d內(nèi)微生物處置才能即可完整恢復(fù),出水變清、水質(zhì)達(dá)標(biāo)且穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

 

  2.4 活性污泥沉降性能及無(wú)機(jī)化水平剖析

 

  中試期間,對(duì)好氧池活性污泥沉降性能及無(wú)機(jī)化水平實(shí)施調(diào)查,每3天取樣1次,并與現(xiàn)有污水站好氧池污泥實(shí)施比擬,結(jié)果如圖7所示。

 

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  由圖7可知,整個(gè)中試運(yùn)轉(zhuǎn)期間,中試好氧池活性污泥沉降性能逐步變好,SVIρ(MLVSS)/ρ(MLSS)由最初的95mL/g、0.71左右最終穩(wěn)定于85mL/g、0.65左右,污泥有效成分高、沉降性佳,并未呈現(xiàn)無(wú)機(jī)化現(xiàn)象。污水站好氧池活性污泥SVI不斷穩(wěn)定在12mL/g左右且ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)<0.2,無(wú)機(jī)化相當(dāng)嚴(yán)重,大大增加了曝氣能耗。

 

  3、結(jié)論

 

  (1)經(jīng)過(guò)投加耐鹽微生物菌劑和工藝優(yōu)化的雙重強(qiáng)化,可以順利完成4%6%鹽度下,環(huán)氧丙烷生產(chǎn)廢水高鹽生化系統(tǒng)的快速啟動(dòng)和穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。好氧池活性污泥SVIρ(MLVSS)/ρ(MLSS)最終穩(wěn)定于85mL/g、0.65左右,污泥有效成分高、沉降性佳。

 

  (2)水解酸化-好氧-接觸氧化工藝處置環(huán)氧丙烷生產(chǎn)廢水,在進(jìn)水CODCr的質(zhì)量濃度為12001400mg/L、鹽度為4%6%、Cl-的質(zhì)量濃度為2000030000mg/L條件下,水解酸化池、好氧池及接觸氧化池各段CODCr均勻去除率分別為29.86%87.15%、62.17%,最終出水CODCr的質(zhì)量濃度為4349mg/L,到達(dá)企業(yè)提標(biāo)排放請(qǐng)求。

 

  (3)該高鹽生化系統(tǒng)處置效果好,抗鹽及負(fù)荷沖擊才能強(qiáng),恢復(fù)周期短,滿(mǎn)足企業(yè)后期提標(biāo)工程改造的技術(shù)請(qǐng)求。