丙酸廢水處理工藝

李漢榮

(江西世龍實(shí)業(yè)股份有限公司，江西 樂(lè)平 333300)

引言

國(guó)內(nèi)處理高濃度有機(jī)廢水，主要有鐵碳微電解+混凝沉淀+UASB +A2/O+二沉池處理工藝及Fenton法+絮凝沉淀預(yù)處理+生化工藝。雖然該廢水生化處理工藝較成熟，能達(dá)到納管標(biāo)準(zhǔn)，但是該工藝處理成本高，60t/d處理池產(chǎn)生污泥每天約1.0噸，好氧階段泡沫多，經(jīng)常溢出池外，產(chǎn)生二次污染，鐵碳參與了反應(yīng)，出水顏色較深。進(jìn)生化池前甲醛含量<100ppm，否則細(xì)菌失效，進(jìn)水要求較苛刻。

上述工藝難以處理丙酸廢水，因丙酸生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的高COD有機(jī)廢水，含有甲酸25000-30000mg/L、甲醛類(lèi)3000mg/L等成分，有很強(qiáng)的生物毒性，pH值很低(pH=1～2左右)，生化處理很困難，在環(huán)保治理要求必須合格情況下，為解決丙酸生產(chǎn)廢水處理等問(wèn)題，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，降低因高COD有機(jī)廢水造成的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，公司經(jīng)過(guò)招標(biāo)，反復(fù)摸索比較，引進(jìn)了浙江某環(huán)保公司的廢水處理工藝，較好地解決了這些問(wèn)題。

一、HBR+UASB丙酸廢水處理工藝

丙酸生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的有機(jī)廢水，含有高濃度甲酸、甲醛類(lèi)等物質(zhì)，其污染物主要有pH、COD、NH3-N、甲酸、甲醛等，其中甲酸含量達(dá)到25000-30000mg/L，醛類(lèi)含量達(dá)到3000mg/L，總COD達(dá)到25000～35000mg/L，屬于典型的高COD有機(jī)廢水，pH值很低(pH=1～2左右)因生產(chǎn)廢水中的甲酸、醛類(lèi)等成分，有很強(qiáng)的生物毒性。

為此生產(chǎn)廢水經(jīng)收集管網(wǎng)匯流進(jìn)入廢水調(diào)節(jié)池，考慮原水時(shí)變性大，污水組成及污染物指標(biāo)影響很大，故設(shè)置調(diào)節(jié)池，用于均化水質(zhì)，應(yīng)對(duì)污水水質(zhì)、水量的波動(dòng)對(duì)污水生化處理系統(tǒng)的沖擊，要求COD<30000mg/l甲醛類(lèi)含量<<3000mg/L。

HBR生化池是介于厭氧和好氧之間的一種生化處理工藝，通過(guò)添加活性堿，控制溫度在40℃以下，控制微生物生存環(huán)境因素，維持細(xì)菌的活性，確保有機(jī)物的分解。該工藝具有容積負(fù)荷高、耐沖擊負(fù)荷、COD去除效率高的特點(diǎn)。HBR段還有脫色作用，經(jīng)過(guò)HBR工藝處理后COD的去除率可達(dá)到80%左右。

采用UASB反應(yīng)器(即升流式厭氧污泥床)，在厭氧生化過(guò)程大致可分為水解酸化階段和產(chǎn)甲烷階段，而這兩個(gè)階段的反應(yīng)條件有一定的差異(主要是溫度和pH值)。當(dāng)污水中C、N比大于20：1時(shí)，在厭氧條件下產(chǎn)生的NH3可以中和產(chǎn)酸過(guò)中產(chǎn)生的H+，能夠確保產(chǎn)甲烷階段順利進(jìn)行。高效厭氧工藝具有容積負(fù)荷高、COD去除效率高、耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)，大幅度地消減COD。

好氧池是通過(guò)好氧微生物大幅去除廢水中的有機(jī)污染物，并脫除氨氮，使出水達(dá)標(biāo)。采用微孔曝氣器，提高了氧的傳質(zhì)系數(shù)，加快了好氧速率。通過(guò)介質(zhì)混合器(噴頭)和循環(huán)流動(dòng)使空氣被剪切分散成微小的氣泡，并與污水充分混合，反復(fù)充氧，足夠的溶解氧保證了好氧生物處理系統(tǒng)的高負(fù)荷運(yùn)行。

活性污泥濃度高，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，能適合各種水質(zhì)的有機(jī)廢水處理。微孔曝氣方式可以提高細(xì)菌和微生物的繁殖、更新、變異的能力，使MLSS上升。當(dāng)負(fù)荷變小時(shí)，因細(xì)菌、微生物得不到充分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而總量減少，從而達(dá)到自我調(diào)節(jié)的目的。曝氣方式融合了全新高效曝氣方式、物相強(qiáng)化傳質(zhì)、紊流剪切等技術(shù)，因此，其空氣中氧的轉(zhuǎn)化率高，氧利用率也高，反應(yīng)器容積負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短。

COR工藝屬于高級(jí)氧化工藝中的一種，廢水中含有大量難以生物降解的有機(jī)污染物，因此我們采用COR工藝，去除廢水中難以生物降解的污染物。該工藝采用氧化劑與催化劑聯(lián)用，提高·OH的生成量和生成速率，加速反應(yīng)過(guò)程，提高處理效率和出水水質(zhì)。

通過(guò)提升泵將高級(jí)氧化沉淀池的上清液輸送至曝氣生物濾池處理，濾池內(nèi)備有高比表面積的顆粒填料，以提供微生物膜生長(zhǎng)的載體，并根據(jù)廢水流向不同分為下向流或上向流，廢水由上向下或由下向上流過(guò)濾料層，在濾料層下部鼓風(fēng)曝氣，使空氣與污水逆向或同向接觸，使污水中的有機(jī)物與填料表面生物膜通過(guò)生化反應(yīng)得到降解，填料同時(shí)起到物理過(guò)濾作用。

濾池在運(yùn)行時(shí)生物濾料層截留部分懸浮物、生物絮凝吸附的部分膠體顆粒和微生物膜在新陳代謝過(guò)程中增殖老化脫落的微生物膜，這些物質(zhì)的過(guò)多存在顯著地增加了曝氣生物濾池的過(guò)濾阻力，會(huì)使處理能力減小和處理出水水質(zhì)下降，所以運(yùn)行一定時(shí)間必須對(duì)濾池進(jìn)行反沖洗.廢水經(jīng)過(guò)曝氣生物濾池處理后COD的去除率可達(dá)到50%左右。

工藝流程如下：

圖 工藝流程

二、HBR+UASB丙酸廢水生化運(yùn)行情況

(一)近十個(gè)月運(yùn)行期間其進(jìn)、出水水質(zhì)情況

處理水量約58t/d。

表1 運(yùn)行期間污水廠進(jìn)水水質(zhì)情況

表2為試運(yùn)行期間出廠水質(zhì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，從中可以看出：出水水質(zhì)穩(wěn)定，達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

(二)能耗情況

配套設(shè)備總?cè)萘繛?3.88kw，正常運(yùn)行負(fù)荷按75%運(yùn)行，全運(yùn)行的電機(jī)容量為62.91kW。電費(fèi)按1.0元/(kW·h)計(jì)，則本生化處理站的能耗為：F1=62.91kW×24h×1.0元/kW·h/58噸=26元/噸。

表2 運(yùn)行期間污水廠出水水質(zhì)情況

表3 能耗情況

注、60t/h丙酸廢水處理裝置，鐵碳微電解裝機(jī)容量為132kw

(三)藥劑用量

表4 近十個(gè)月藥劑用量(日平均值)

(四)污泥產(chǎn)量

原水量按60噸計(jì)算，工藝中好氧池產(chǎn)生污泥，設(shè)計(jì)為每日一般廢物產(chǎn)量230kg。實(shí)際運(yùn)行至今，無(wú)污泥產(chǎn)出。

三、結(jié)果與討論

HBR+UASB廢水處理工藝，能確保高分子有機(jī)物的分解和降解，大幅降低COD濃度的同時(shí)，為好氧段處理提供便利。因此HBR一方面減輕了后續(xù)處理工藝的負(fù)荷，提高后續(xù)綜合生化處理的效率，另一方面降低廢水處理成本。因采用生化工藝，運(yùn)行負(fù)荷約為其它工藝的70%，運(yùn)行近十個(gè)月來(lái)，藥劑成本約鐵碳微電解或Fenton法的1/2，至目前為此沒(méi)有產(chǎn)出生化污泥，降低了固廢處理成本。

為了保證污水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行，加強(qiáng)了日常的水質(zhì)檢測(cè)。尤其污水處理過(guò)程中HBR、UASB等出水指標(biāo)控制：TSS，COD，溶解氧，pH，溫度，流量等。

調(diào)節(jié)池至HBR池廢水中甲醛類(lèi)濃度務(wù)必≤3000mg/L，否則極大地影響生化池的穩(wěn)定運(yùn)行。

夏季天氣炎熱，室外溫度高，對(duì)HBR運(yùn)行時(shí)要嚴(yán)控溫度，液體溫度高于45℃時(shí)極大地影響產(chǎn)水量，細(xì)菌易死亡，必要時(shí)采取降溫措施。

四、結(jié)論

近十個(gè)月來(lái)運(yùn)行情況表明該生化處理工藝在處理甲酸濃度達(dá)25000-30000mg/L、甲醛類(lèi)濃度達(dá)3000mg/L、COD達(dá)25000～35000mg/L有機(jī)廢水方面，能滿(mǎn)足生產(chǎn)所需，做到達(dá)標(biāo)排放，該工藝具有較寬的適應(yīng)性及運(yùn)行穩(wěn)定性，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，容積負(fù)荷高，COD去除效率高，運(yùn)行成本低。