蒙維科技PVA廢水處理與回用工程設(shè)計(jì)

辛紅香，張正和，胡俊騰，張緒俊，李建軍，鄭梅，張勇，姜安平（.北京桑德環(huán)境工程有限公司，北京00；.內(nèi)蒙古蒙維科技有限公司，內(nèi)蒙古烏蘭察布0400）

蒙維科技PVA廢水處理與回用工程設(shè)計(jì)

辛紅香1，張正和2，胡俊騰2，張緒俊2，李建軍1，鄭梅1，張勇1，姜安平1
（1.北京桑德環(huán)境工程有限公司，北京101102；2.內(nèi)蒙古蒙維科技有限公司，內(nèi)蒙古烏蘭察布012400）

內(nèi)蒙古蒙維科技有限公司廢水處理工程設(shè)計(jì)規(guī)模為200m3/h，采用帶選擇器的活性污泥法作為廢水處理的核心工藝。介紹了廢水的水質(zhì)水量、處理工藝流程和各處理單元設(shè)計(jì)參數(shù)，并對(duì)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。運(yùn)行實(shí)踐表明，該廢水處理工程運(yùn)行良好，處理效果穩(wěn)定，處理出水達(dá)到《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50335—2002）中“再生水用作冷卻用水的水質(zhì)控制指標(biāo)”，全部回用作循環(huán)冷卻水。

PVA廢水；帶選擇器的活性污泥法；回用

內(nèi)蒙古蒙維科技有限公司是安徽皖維集團(tuán)有限責(zé)任公司與內(nèi)蒙古白雁湖化工股份有限公司共同投資建立的公司，公司總投資約14億元，是目前國(guó)內(nèi)一次性投資產(chǎn)能最大的PVA公司。配套的PVA廢水處理與回用工程于2011年建成投產(chǎn)，處理規(guī)模200m3/h，廢水經(jīng)處理后用作冷卻循環(huán)用水。

1　進(jìn)出水水質(zhì)及處理工藝流程

本工程處理出水全部回用作為冷卻循環(huán)用水，其回用水水質(zhì)要求達(dá)到《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50335—2002）中“再生水用作冷卻用水的水質(zhì)控制指標(biāo)”。本工程進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示。

表1　設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

PVA生產(chǎn)廢水是可生化性較好的廢水，通常含有甲醛（有的高達(dá)150～200mg/L）、氰化物（20～50 mg/L）、腈醇（20～50mg/L）、硫化物、硫酸（1 700～2 000 mg/L）、Na2SO3（2 000～2 300mg/L）以及PVA（可達(dá)40 mg/L）等物質(zhì)，其pH波動(dòng)較大，結(jié)合回用需求，確定采用“中和+帶選擇器的活性污泥反應(yīng)池+曝氣生物濾池+過濾”的主體處理工藝。經(jīng)實(shí)踐證明，該處理工藝具有良好的處理效果，處理效率高且出水水質(zhì)穩(wěn)定。處理工藝流程見圖1。

2　工程設(shè)計(jì)

2.1預(yù)處理單元

2.1.1格柵間及進(jìn)水泵房

格柵渠1座，尺寸7m×0.6m×3.5 m，全地下式結(jié)構(gòu)。內(nèi)設(shè)機(jī)械格柵1套，柵寬0.5m，柵隙3mm。

進(jìn)水泵房1座，尺寸8.4m×6.6m×6m，全地下式結(jié)構(gòu)。內(nèi)設(shè)干式污水提升泵3臺(tái)，2用1備，流量110m3/h，揚(yáng)程10m，功率15 kW。

圖1　工藝流程示意

2.1.2調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池2座，尺寸15m×20m×4.5m，半地下式結(jié)構(gòu)。采用機(jī)械攪拌，每池配套潛水?dāng)嚢铏C(jī)2臺(tái)，功率7.5 kW。

2.1.3事故池

事故池主要承接生產(chǎn)事故水。事故池3座，尺寸18m×20m×4.5m，半地下式結(jié)構(gòu)。內(nèi)設(shè)干式污水提升泵2臺(tái)，1用1備，流量20m3/h，揚(yáng)程10m，功率2.2 kW。

2.1.4中和池

中和池起酸堿中和的作用，采用人工投加小蘇打調(diào)節(jié)pH。中和池2座，尺寸6m×6m×4.5m，半地下式結(jié)構(gòu)。采用機(jī)械攪拌，配套平槳式攪拌機(jī)2臺(tái)，功率2.2 kW；出水通過泵提升至活性污泥反應(yīng)池，設(shè)干式污水提升泵3臺(tái)，2用1備，流量110m3/h，揚(yáng)程10m，功率15 kW。

2.2二級(jí)處理單元

2.2.1帶選擇器的活性污泥反應(yīng)池

帶選擇器的活性污泥法是在普通活性污泥池前設(shè)置一座小型的前置曝氣選擇池，實(shí)際上是一種改良的活性污泥法，其目的是為了提高曝氣池首端的BOD，促進(jìn)絮凝體形成菌的增殖，抑制絲狀細(xì)菌的生長(zhǎng)，從而有效地抑制活性污泥膨脹，增加活性污泥法的運(yùn)行可靠性。

帶選擇器的活性污泥反應(yīng)池2座，單座尺寸36m×18m×6m，半地下式結(jié)構(gòu)?？傆行Ａ魰r(shí)間32 h，其中選擇區(qū)停留時(shí)間4 h；污泥質(zhì)量濃度2～3 g/L，污泥負(fù)荷為0.08～0.12 kg/（kg·d）。

活性污泥反應(yīng)池供氧采用3臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，2用1備，風(fēng)量35m3/min，風(fēng)壓73.5 kPa，功率75 kW。

2.2.2二沉池

中心進(jìn)水周邊出水輻流式二沉池1座，直徑24m，水深4.5m，表面負(fù)荷0.5m3/（m2·h）。半橋式周邊傳動(dòng)刮吸泥機(jī)1套，驅(qū)動(dòng)功率0.37 kW。

2.2.3污泥泵房

污泥泵房1座，尺寸4.6m×4m×4m，用于暫存污泥。設(shè)污泥回流泵3臺(tái)，流量100m3/h，揚(yáng)程8m，功率5.5 kW，回流比50%～150%；剩余污泥泵2臺(tái)，1用1備，流量7m3/h，揚(yáng)程20m，功率1.5 kW。

2.3深度處理單元

2.3.1深度處理提升泵站

深度處理提升泵站1座，尺寸7m×1.8m×3.3m。設(shè)干式污水提升泵2臺(tái)，流量200m3/h，揚(yáng)程12.5m，功率15 kW。

2.3.2曝氣生物濾池

曝氣生物濾池2座，單座尺寸7m×7m×6.7m。采用球形輕質(zhì)多孔陶粒生物濾料，小阻力配水系統(tǒng)，水力負(fù)荷2m3/（m2·h），曝氣強(qiáng)度3.5 L/（m2·s）。采用氣洗-氣水洗-水洗的反沖洗順序，氣洗強(qiáng)度10~15 L/（m2·s），水洗強(qiáng)度6~8 L/（m2·s），整個(gè)反洗過程中水洗強(qiáng)度不變。

配套2臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)量20m3/min，風(fēng)壓73.5 kPa，功率45 kW，曝氣時(shí)開1臺(tái)，反洗時(shí)2臺(tái)同時(shí)運(yùn)行，水洗采用回用水。

2.3.3過濾設(shè)備間

過濾設(shè)備間1座，尺寸15.6m×7.2m。內(nèi)設(shè)中間水箱1個(gè)，過濾提升水泵3臺(tái)，2用1備，流量100 m3/h，揚(yáng)程18m，功率18.5 kW；纖維束過濾器3個(gè)，直徑2m，濾速22m/h，處理能力70m3/h。采用氣洗-水洗的反沖洗順序，氣洗強(qiáng)度40～50 L/（m2·s），水洗強(qiáng)度6～8 L/（m2·s）。配套羅茨鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)，1用1備，風(fēng)量10m3/min，風(fēng)壓63.7 kPa，功率22 kW，水洗采用回用水。

2.4消毒及回用水單元

2.4.1回用水池

過濾器出水自流進(jìn)入回用水池，在回用水池進(jìn)水管前端接入加氯管，對(duì)回用水進(jìn)行加氯消毒?；赜盟?座，尺寸10m×10m×4.4m。出水用泵送至各用水點(diǎn)。

2.4.2加氯間及綜合泵房

加氯間1座，尺寸16.5m×7.5m。設(shè)2 kg/h真空加氯機(jī)1臺(tái)，為回用水消毒，加氯量10mg/L。

綜合泵房1座，尺寸12m×7.5m。設(shè)曝氣生物濾池反洗泵2臺(tái)，1用1備，流量1100m3/h，揚(yáng)程17m，功率90 kW；過濾器氣洗泵2臺(tái)，1用1備，流量94 m3/h，揚(yáng)程28m，功率11 kW；加氯動(dòng)力水泵2臺(tái)，1用1備，流量7m3/h，揚(yáng)程35m，功率2.2 kW；回用水泵2臺(tái)，1用1備，流量200m3/h，揚(yáng)程15m，功率15 kW。

2.5污泥處理單元

污泥濃縮脫水間1座，尺寸24m×7.2m。設(shè)帶式濃縮脫水一體機(jī)1臺(tái)，帶寬1m，處理量（以干泥計(jì)）150～180 kg/h。

3　運(yùn)行調(diào)試與處理效果

3.1運(yùn)行調(diào)試

廢水處理設(shè)備經(jīng)單機(jī)調(diào)試，清水聯(lián)動(dòng)試車正常后，開始接種污泥進(jìn)行生化階段的調(diào)試。生化調(diào)試主要包括污泥接種、活性污泥培養(yǎng)馴化及負(fù)荷提升。

3.1.1污泥接種

調(diào)試時(shí)先對(duì)1組生化池進(jìn)行污泥接種，接種污泥來自烏蘭察布市某污水廠的脫水污泥，污泥含水率約80%。先排出一半的生化池聯(lián)動(dòng)試車后的清水，然后投加篩洗后的種泥，投加量為5 g/L，同時(shí)加入少量預(yù)處理合格后的污水（保證混合后的pH為6~9），加水量約為200m3。經(jīng)過連續(xù)5 d的悶曝后，有明顯的絮體菌膠團(tuán)生成，鏡檢發(fā)現(xiàn)有較多的鞭毛蟲和少量的累枝蟲，說明污泥初期接種效果良好〔1〕。

3.1.2活性污泥培養(yǎng)馴化及負(fù)荷提升

污泥接種完成后，開始對(duì)生化系統(tǒng)進(jìn)行污泥培養(yǎng)馴化，這個(gè)過程分為2個(gè)階段，單格啟動(dòng)階段和系統(tǒng)全部啟動(dòng)階段。

首先單格間歇進(jìn)水，第1次進(jìn)水量為正常處理水量的10%，系統(tǒng)穩(wěn)定后（系統(tǒng)穩(wěn)定判斷指標(biāo)為COD去除率達(dá)80%），按照20%的進(jìn)水提升比例逐步增加負(fù)荷至設(shè)計(jì)處理能力。此過程中，均在系統(tǒng)穩(wěn)定1周后再進(jìn)行下次負(fù)荷提升，同時(shí)采用臨時(shí)泵每天排出進(jìn)水量的50%至下一處理單元。

待單格池內(nèi)注滿水，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計(jì)處理能力的60%以上時(shí)，開始啟動(dòng)另外一格，進(jìn)入系統(tǒng)全部啟動(dòng)階段。先啟動(dòng)的一格采用臨時(shí)泵每天提升進(jìn)水量的50%至另一格，同時(shí)另一格每天間歇進(jìn)預(yù)處理合格后的污水，仍按照20%的進(jìn)水提升比例逐步增加負(fù)荷。每一個(gè)負(fù)荷提升階段穩(wěn)定時(shí)間縮短至4~6 d，逐步提升進(jìn)水負(fù)荷直至達(dá)到設(shè)計(jì)處理能力。污泥培養(yǎng)馴化及負(fù)荷提升共用90 d時(shí)間。

3.2處理效果

本工程自2011年至今運(yùn)行良好，出水得到全部回用，良好的出水水質(zhì)保證了生產(chǎn)的正常運(yùn)行，并節(jié)約了寶貴的水資源。實(shí)際出水水質(zhì)如表2所示。

表2　實(shí)際出水水質(zhì)

3.3處理成本

廢水處理的直接成本主要包括水、電、藥劑及人工費(fèi)等，各計(jì)價(jià)依據(jù)如下：自來水費(fèi)3.3元/t，電費(fèi)0.4元/（kW·h），人工工資36 000元/（人·a），藥劑費(fèi)PAM 30 000元/t、NaOH 2 000元/t。經(jīng)計(jì)算直接處理成本約為1.1~1.3元/t，噸水處理成本大大低于自來水價(jià)格，處理出水回用實(shí)現(xiàn)了變廢為寶。

4　設(shè)計(jì)總結(jié)

PVA廢水的可生化性較好，要做好該類廢水的處理關(guān)鍵是充分了解原水特性，有針對(duì)性地選擇處理工藝，以及把握好設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)備的選擇。本工程主要在以下方面把握整體設(shè)計(jì)：

（1）工藝流程簡(jiǎn)單，易于操作。不追求冗長(zhǎng)的工藝流程，從類似工程實(shí)際運(yùn)行的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)反算工藝參數(shù)，使得到的參數(shù)經(jīng)濟(jì)可靠，既不造成投資浪費(fèi)，又能確保出水水質(zhì)。

（2）調(diào)節(jié)池?cái)嚢琛Ｓ捎谠|(zhì)水量變化大，攪拌非常關(guān)鍵，否則直接影響后續(xù)生化的穩(wěn)定處理?；诮?jīng)驗(yàn)進(jìn)行攪拌強(qiáng)度計(jì)算。

（3）生化負(fù)荷。PVA是中性混凝劑，易與Ca2+、Mg2+結(jié)塊絮凝，降低污泥的活性。因此，負(fù)荷一定要設(shè)計(jì)合理，這也是該工程的設(shè)計(jì)關(guān)鍵。

（4）pH調(diào)節(jié)。原水pH變化非常大，因此在pH控制上需要非常注意選擇控制點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)放在調(diào)節(jié)池前會(huì)增大中和藥劑量，放在調(diào)節(jié)池之后則可以保證相對(duì)穩(wěn)定的中和效果，并且充分利用原水的堿性水中和，可降低中和藥劑量；此外還需充分考慮中和藥劑的選取。

（5）好氧池污泥膨脹的避免措施。增加生物選擇器，采用合理的回流比。

（6）曝氣生物濾池。在曝氣生物濾池內(nèi)選用合適的填料，采用先進(jìn)的布水、布?xì)庠O(shè)施，保證不產(chǎn)生死角；并在可生化性差的進(jìn)水條件下適當(dāng)調(diào)整碳源的補(bǔ)入，利于填料掛膜，從而最終達(dá)到深度生化處理要求。

5　結(jié)論

內(nèi)蒙古蒙維科技有限公司廢水處理與回用工程的實(shí)踐證明，采用“中和+帶選擇器的活性污泥法+曝氣生物濾池+過濾”的組合工藝處理PVA廢水，處理出水能達(dá)到《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50335—2002）中“再生水用作冷卻用水的水質(zhì)控制指標(biāo)”。該工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，具有抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。此外，該工程的實(shí)施每年可使BOD排放減少15.8 t，COD排放減少39.6 t，且出水全部回用于生產(chǎn)，不僅減小了環(huán)境污染，且大大緩解了當(dāng)?shù)厮Y源緊張的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，為企業(yè)創(chuàng)造了持續(xù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

［1］趙維春，王文喜.煙臺(tái)南郊污水處理廠調(diào)試及污泥接種馴化［J］.中國(guó)市政工程，2014（4）：31-33.

Design of the projecton PVA wastewater treatm entand reuse in Inner Mongolia MengweiTechnology Co.，Ltd.

Xin Hongxiang1，Zhang Zhenghe2，Hu Junteng2，Zhang Xujun2，Li Jianjun1，ZhengMei1，Zhang Yong1，Jiang Anping1
（1.Beijing Sound EnvironmentalEngineering Co.，Ltd.，Beijing101102，China；2.InnerMongoliaMengwei Technology Co.，Ltd.，Ulanqab 012400，China）

The design capacity of Inner Mongolia Mengwei Technology Co.，Ltd.forwastewater treatment project is 200m3/h.Activated sludge treatmentprocesswith a biological selectorhasbeen chosen as the core treatmentprocess. The quality and quantity of the influentwater，the layout of the treatment processes，and the design parameters of every treatmentunitare introduced in detail，and the experiences in the design and operation are summarized.The operation practice shows that thewastewater treatmentproject runswell，treatmenteffectsare stable，and the treated effluent reaches the“controlled targets ofwater quality for the reclaimed water used as cooling water”，specified in the Design Specification ofWastewater Recycling Project（GB 50335—2002）.The effluentcan all be reused as circulating coolingwater successfully.

PVAwastewater；activated sludge processwith selector；reclamation

X703

B

1005-829X（2016）10-0094-04

辛紅香（1979—），工程師。電話：01060598739，E-mail：s60594280@126.com。

2016-06-08（修改稿）