化纖污水生化處理的分析與控制

李清雷

(中國(guó)石化 洛陽(yáng)分公司 ， 河南 洛陽(yáng)471012)

摘要：介紹了化纖污水生化處理工藝，對(duì)影響生化處理的環(huán)境影響因素進(jìn)行了分析，提出了控制措施，對(duì)污水處理達(dá)標(biāo)回用具有重要的作用。

關(guān)鍵詞：化纖污水 ； 生化處理 ； 控制措施

中圖分類(lèi)號(hào)：X783.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

收稿日期：2014-11-15

作者簡(jiǎn)介：李清雷(1975-)，男，工程師，從事污水處理工作，電話：18695997340。

中石化洛陽(yáng)分公司是中原地區(qū)重要煉油化工生產(chǎn)企業(yè)，化纖污水合格處理是中石化洛陽(yáng)分公司化纖各車(chē)間順利生產(chǎn)的重要保障，同時(shí)也不污染黃河，保證下游人民健康正常生活。化纖污水處理匯集洛陽(yáng)石化化纖廠PTA裝置、PET裝置及其配套設(shè)施所產(chǎn)生的連續(xù)、間斷污水、生產(chǎn)生活污水，化纖污水處理包括預(yù)處理和生化、MBR污水回用部分，生化處理效果好壞對(duì)出水是否達(dá)標(biāo)回用有重要的影響，為洛陽(yáng)分公司的生產(chǎn)及發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1化纖污水生化處理工藝簡(jiǎn)介

污水的生化處理法主要為活性污泥法，即以活性污泥為主體的污水生物處理技術(shù)，它的主要構(gòu)筑物是曝氣池和沉淀池。工藝流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

圖1　工藝流程簡(jiǎn)圖

經(jīng)過(guò)預(yù)處理均質(zhì)調(diào)節(jié)池處理后的污水不斷進(jìn)入曝氣池，曝氣池中的混合液不斷排入沉淀池進(jìn)行泥水分離，沉淀下來(lái)的活性污泥部分回流至曝氣池，部分作為剩余污泥排出。生產(chǎn)生活污水來(lái)水量為60～80 t/h，含有較多油劑和表面活性物質(zhì)，采取經(jīng)渦凹?xì)飧≡倭魅脒M(jìn)行接觸氧化處理的方法。生化處理后的澄清水排入MBR(活性污泥法和超濾相結(jié)合的方法)后，流入監(jiān)測(cè)池，經(jīng)過(guò)活性炭過(guò)濾后回用。

2水處理主要影響因素分析與控制措施

生化處理活性污泥法對(duì)來(lái)水的COD及對(duì)苯二甲酸(TA)等污染物質(zhì)具有很高的去除效果， COD平均去除率可達(dá)95%左右，TA平均去除率約為99%。為提供良好的進(jìn)水水質(zhì)，生化處理主要依靠活性污泥微生物對(duì)污染物降解，和所有的生物相同，活性污泥微生物只有在它適宜的環(huán)境條件下生活，它的生理活動(dòng)才能得到正常的進(jìn)行。當(dāng)生化微生物受到?jīng)_擊后，則污泥絮凝沉淀性能變差，污泥指數(shù)會(huì)變得很高，沉淀池易于出現(xiàn)污泥流失現(xiàn)象，影響出水水質(zhì)。能夠影響微生物生理活動(dòng)的因素較多，其中主要有：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、溶解氧、水溫、pH值以及有毒有害物質(zhì)等[1]。

2.1　營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

參與活性污泥處理的微生物，在其生命活動(dòng)過(guò)程中，需要不斷地從其周?chē)h(huán)境的污水中吸取其所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這里包括：碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽類(lèi)及某些生長(zhǎng)素等。如圖2所示。

圖2　污水好氧生物處理過(guò)程示意圖

原先定期投加尿素及磷鹽來(lái)滿(mǎn)足生化的需要，為了節(jié)能降耗，降低成本，又由于氨水中的氮可不經(jīng)分解就被微生物直接利用來(lái)合成自身的物質(zhì)，而尿素投加后有一個(gè)水解的過(guò)程，易造成曝氣池前端氮源的缺乏，不利于微生物的生長(zhǎng)合成。來(lái)自四聯(lián)合被稀釋過(guò)的濃度約為10%的氨水進(jìn)氨水罐后，經(jīng)定量調(diào)節(jié)進(jìn)調(diào)節(jié)均質(zhì)池，再流入Ⅰ級(jí)曝氣池，供給其微生物氮源。投用氨水前后生化進(jìn)出水CODCr值見(jiàn)表1。在其它影響因素變化不大的情況下，由表1數(shù)據(jù)可知，改用氨水后，進(jìn)水污染物CODCr升高的情況下，生化對(duì)污染物的去除率提高，外排污水水質(zhì)CODCr明顯好于投用前。

表1　投用氨水前后生化進(jìn)出水COD Cr值(月平均值)

投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，盡量使BOD5∶N∶P=100∶5∶1，另外，在Ⅱ級(jí)曝氣池出現(xiàn)碳源或營(yíng)養(yǎng)不足時(shí)，生產(chǎn)生活污水可分流部分水入Ⅱ級(jí)曝氣池補(bǔ)充其不足。

2.2　溶解氧

參與污水活性污泥處理的菌種是以好氧呼吸的好氧菌為主體的微生物種群。因此，在曝氣池內(nèi)必須有足夠的溶解氧。如果溶解氧不足，將對(duì)微生物的生理活動(dòng)產(chǎn)生不利的影響，降低新陳代謝的能力，從而影響污水處理進(jìn)程，甚至遭到破壞。但在曝氣池內(nèi)溶解氧也不宜過(guò)高，否則會(huì)導(dǎo)致有機(jī)污染物分解過(guò)快，從而使微生物缺乏營(yíng)養(yǎng)，活性污泥易于老化，結(jié)構(gòu)松散。此外，溶解氧過(guò)高，會(huì)造成耗能增大，這在經(jīng)濟(jì)上也是不適宜的[2]。Ⅰ級(jí)曝氣池、Ⅱ級(jí)曝氣池溶解氧控制指標(biāo)≥2，溶解氧量可由風(fēng)機(jī)風(fēng)量控制，如果溶解氧量偏低則可提升風(fēng)機(jī)風(fēng)量，偏高則可降低風(fēng)機(jī)風(fēng)量。在曝氣池當(dāng)中，空氣以微小氣泡形式逸出，在混合液中擴(kuò)散，氣泡在混合液中強(qiáng)烈擴(kuò)散、攪動(dòng)，使混合液處于劇烈混合攪拌狀態(tài)。

為使溶解氧供應(yīng)充足，主要采取了以下措施：①對(duì)風(fēng)機(jī)、風(fēng)線、法蘭泄漏部位進(jìn)行了檢修。②應(yīng)用新式空氣過(guò)濾器濾網(wǎng)。③解決風(fēng)機(jī)葉輪級(jí)間密封因磨損而泄漏風(fēng)量的問(wèn)題，改善了風(fēng)機(jī)性能。④通過(guò)檢修曝氣池里部分破損曝氣頭，提高充氧效率。⑤均勻調(diào)節(jié)各間曝氣池的供風(fēng)量，而不使有的曝氣池供風(fēng)量過(guò)少，有的曝氣池供風(fēng)量過(guò)多，導(dǎo)致溶解氧量偏低或偏高。⑥控制來(lái)水水溫不過(guò)高，來(lái)水水溫高會(huì)降低水中的飽和溶解氧濃度。通過(guò)以上措施節(jié)約了成本，而處理污水的效果大為提高。

2.3　水溫

在影響微生物生理活動(dòng)的各項(xiàng)因素中，溫度的作用非常重要。溫度適宜，能夠促進(jìn)、強(qiáng)化微生物的生理活動(dòng)；溫度不適宜，會(huì)減弱甚至破壞微生物的生理活動(dòng)，甚至可能使微生物死亡。參與活性污泥處理的微生物，多屬嗜溫菌，其適宜溫度在10～45 ℃。過(guò)高、過(guò)低的溫度都將對(duì)微生物有強(qiáng)烈的抑制作用。由于微生物氧化分解有機(jī)污染物要產(chǎn)生熱量，生化進(jìn)水量大且含有有機(jī)污染物濃度高時(shí)，產(chǎn)生的熱量就多。加之鼓風(fēng)機(jī)鼓出的風(fēng)溫度高(尤其在夏季，可達(dá)80～90 ℃)，對(duì)水有一定的傳熱量，因此會(huì)致使曝氣池溫度升高5～6 ℃。為防止水溫過(guò)高，使微生物在適宜溫度下生長(zhǎng)，主要采取如下主要措施：①?gòu)脑搭^上對(duì)水溫進(jìn)行控制，上游加強(qiáng)了冷卻器的維護(hù)和運(yùn)行，以2014年11月為例，實(shí)際進(jìn)水溫度見(jiàn)表2。調(diào)節(jié)均質(zhì)池出水溫度指標(biāo)要求小于50 ℃，實(shí)際溫度39 ℃，溫度可滿(mǎn)足要求。②生化增上了涼水塔設(shè)施，若Ⅰ級(jí)曝氣池進(jìn)水溫度超過(guò)50 ℃時(shí)，將B104池水打入涼水塔后，通過(guò)泵打入Ⅰ級(jí)曝氣池，降低Ⅰ級(jí)曝氣池中水溫。③使化纖來(lái)水污染物濃度控制在規(guī)定范圍內(nèi)，加強(qiáng)預(yù)處理操作調(diào)節(jié)，降低進(jìn)生化污染物濃度。同時(shí)控制好進(jìn)生化處理水量，降低生化反應(yīng)產(chǎn)熱量。④在曝氣池溶解氧富余條件下，減少鼓風(fēng)量，從而降低傳熱量。⑤監(jiān)測(cè)池水經(jīng)冷卻塔冷卻后噴灑于Ⅰ級(jí)曝氣池內(nèi)，或使冷卻水直接噴灑于曝氣池內(nèi)，也可降低水溫5～6 ℃。以2014年11月為例，Ⅰ級(jí)曝氣池的溫度約36 ℃，Ⅱ級(jí)曝氣池的溫度約28 ℃，基本上達(dá)到了要求。

表2　源頭進(jìn)水水溫

2.4　pH值

微生物的生理活動(dòng)與環(huán)境的酸堿度(氫離子濃度)密切相關(guān)，只有在適宜的酸堿度條件下，微生物才能進(jìn)行正常的生理活動(dòng)。以pH值表示的氫離子濃度能夠影響微生物細(xì)胞質(zhì)膜上的電荷性質(zhì)。電荷性質(zhì)改變，微生物細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的功能也會(huì)發(fā)生變化，從而對(duì)微生物生理活動(dòng)產(chǎn)生不良影響。工藝條件是：Ⅰ級(jí)曝氣池進(jìn)水pH值控制指標(biāo)為4.2～5.5。污泥經(jīng)過(guò)多年馴化也逐漸適應(yīng)了來(lái)水水質(zhì)，來(lái)水中對(duì)苯二甲酸等酸性物質(zhì)的不斷降解，以及硝化、反硝化的作用，使得生化處理后，pH值升高。為控制好pH值，當(dāng)pH值低時(shí)，采取的主要措施：①可適當(dāng)加大投加氨水來(lái)提高污水的pH值(此時(shí)，Ⅰ級(jí)曝氣池中氮的含量不是很高)。由于氨水呈堿性，投加氨水可以節(jié)約堿的消耗量。氨水投加設(shè)施投用前后生化進(jìn)出水pH值(月平均值)對(duì)比如表3所示。

表3　投用氨水前后生化進(jìn)出水pH值(月平均值)

由表3可知，氨水投加設(shè)施投用前后其pH值變化不大。②也可通過(guò)加NaOH調(diào)節(jié)。③提升事故池B102/1池放空到提升池內(nèi)的PTA堿性水入調(diào)節(jié)均質(zhì)池(此時(shí)，B102/1池的堿性水COD值及TA含量不是很高)。

當(dāng)pH值高時(shí)，采取的主要措施：①減少氨水投加量(此時(shí)，Ⅰ級(jí)曝氣池中氮的含量較高)。②減少事故池B102/1池內(nèi)堿性水的處理量(此時(shí)，事故池B102/1池能較充分接收上游來(lái)的PTA堿性水)。③可通過(guò)加HNO3調(diào)節(jié)。④特殊情況下，可使水力旋流沉淀器出水部分或全部直接入Ⅰ級(jí)曝氣池進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.5　有毒物質(zhì)

某些無(wú)機(jī)物質(zhì)及有機(jī)物質(zhì)對(duì)微生物生理活動(dòng)具有抑制作用，如重金屬離子、酚、氰等。重金屬離子(鉛、鎘、鉻、鐵、銅、鋅等)對(duì)微生物都產(chǎn)生毒害作用，它們能夠和細(xì)胞的蛋白質(zhì)相結(jié)合，使其變性或沉淀。但是，有毒物質(zhì)對(duì)微生物的毒害作用有一個(gè)量的概念，即只有有毒物質(zhì)在環(huán)境中達(dá)到某一濃度時(shí)，毒害與抑制作用才顯露出來(lái)。如果污水中的各種有毒物質(zhì)低于極限允許濃度，則微生物的生理功能不受影響。PTA含有少量鈷等催化劑的水，經(jīng)過(guò)提取后的澄清液，排入裝置，進(jìn)行再處理，經(jīng)過(guò)處理， 微生物活性不受影響。

3處理效果

表4　化纖污水回用情況

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)化纖污水生化處理主要環(huán)境影響因素分析，采取有效措施加以控制，從而保證了生化裝置正常運(yùn)行，使處理后的污水達(dá)到中石化行業(yè)內(nèi)循環(huán)冷卻水補(bǔ)水標(biāo)準(zhǔn)，年回用量50萬(wàn)t，減少了污染物排放總量，同時(shí)，減少了新鮮水消耗50萬(wàn)t，保護(hù)黃河的水環(huán)境，保障了公司的順利生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張自杰，林榮忱，金儒霖.排水工程下[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000：101-105.

[2]李亞新.活性污泥法理論與技術(shù)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000：80-90.

綠色化工節(jié)能減排