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A/O+MBR工藝對鹽化城污水廠提標改造的中試研究

時間:2020-01-22 09:31

來源:工業水處理

作者:肖磊 等

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通過采用A/O+MBR工藝對某鹽化工業城污水處理廠水解酸化池出水進行處理,與現有生化工藝進行對比。實驗證明,A/O+MBR可以有效提高系統對TN和TP的去除率,均能達到72%左右,出水TN滿足提標要求;出水TP進一步降低,減少后續化學除磷的成本。該工藝具有自動化程度高,出水水質好且穩定等優點,具有良好的應用前景。

某鹽化工業城是以鹽化工為基礎,以化工、農藥、醫藥中間體等產品為主體的化工園區。鹽化工業城污水處理廠主要采用“一級多元催化氧化池+水解酸化池+A/O+二沉池+二級多元催化氧化池”的處理工藝,其中廢水經處理后達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)一級B標準,目前運行穩定,各項指標均能達到排放標準。但考慮到遠期發展,排放標準會提高至《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)一級A標準,而現有處理工藝無法保證出水各項指標穩定達標。

因此在針對現有工藝段分析后發現,目前工藝對于TN和TP的去除存在一定問題:(1)由于現有缺氧池的不穩定性,反硝化效果不穩定,導致出水TN不穩定,超出GB18918—2002一級A標準的情況時有發生;(2)來水水質變化較大,二沉池偶爾會出現較多浮渣隨出水流入下級處理單元的情況,且二沉池出水TP偏高,絮凝終沉池雖可通過物化反應保證最終出水達標,但TP偏高會增加運行費用。

現采用“A/O+MBR”工藝進行中試,研究并論證該工藝在鹽化工廢水處理中應用的可行性。生物反應器(MBR)是高效膜分離技術與活性污泥法相結合的新型水處理技術,在混合液中膜的應用取代活性污泥法中的二沉池,內置的膜組件對污泥具有高效截留作用,微濾甚至超濾膜對廢水中大分子難降解有機物具有攔截作用,提高了其生化反應水力停留時間。

1 實驗方法

01 實驗進水水質

以該鹽化城綜合污水處理廠水解酸化池出水作為本中試實驗的進水,由于園區來水水質波動較大,故水解酸化池出水水質波動也較大,其中COD 50~330 mg/L、NH3-N 11~120 mg/L、TN 25~140 mg/L、TP 1.1~9.0 mg/L。本項目原水中含有大量難降解物質,同時企業排放的廢水均經過預處理,可生化性差。綜合污水處理廠前處理工藝采用“多元催化氧化+水解酸化”,降解部分難降解物質的同時提高廢水的可生化性。

02 實驗裝置

實驗裝置平面圖見圖1,剖面圖見圖2。


本中試裝置為“A/O+MBR”一體化設備,設計處理水量為1 m3/h。總水力停留時間(HRT)為14 h,其中缺氧段2.8 h,好氧+MBR段11.2 h;好氧池氣水比為20:1,混合液回流比控制在300%~400%,實驗過程中根據實際情況補充一定量的外加碳源,保證脫氮效果。好氧池曝氣量通過在線溶解氧儀控制。

池體采用304不銹鋼焊接制成,缺氧池安裝攪拌機,好氧池安裝可提升式硬連接微孔曝氣器,好氧池后端安裝MBR,代替傳統二沉池,能保證好氧池較高的活性污泥濃度,大幅度提高有機負荷。MBR采用浸沒式平板膜,有效膜面積90 m2,膜孔徑0.1 μm,膜材質為聚偏氟乙烯(PVDF)。

03 水質分析方法

在中試過程中主要對廢水中的COD、NH3-N、TN、TP、溶解氧、pH等進行檢測,每天1次定時取樣,溶解氧及pH通過在線溶解氧儀和在線pH計進行實時檢測,COD采用重鉻酸鉀法,NH3-N采用納氏試劑法,TN采用堿性過硫酸鉀消解法,TP采用鉬酸銨分光光度法。

2 中試運行結果及分析

01 啟動與調試

實驗裝置(A/O+MBR)置于水解酸化池池頂,利用自吸泵提升水解酸化池出水至實驗裝置,2017年4月20日至6月13日期間測得實際進水COD、NH3-N、TN、TP分別為50~330、11~120、25~140、1.1~9.0 mg/L。該廢水屬于鹽化工廢水,B/C < 0.3,C/N < 2.0,而實際工程中C/N≥3.5時才能進行有效脫氮,因此實驗過程中通過補充外加碳源來保證進水C/N維持在3.5~5.0,利于系統的脫氮反應。活性污泥采用污水廠好氧池活性污泥。

由于進水水質波動較大,經35 d調試后系統處理情況基本趨于穩定。

02 COD中試結果與分析

中試結果選取了實驗裝置運行穩定后的實驗數據(6月1日—6月13日),并與污水廠同步運行結果進行對比。實驗裝置進出水COD、去除率,以及污水廠正常運行二沉池出水COD如圖3所示。

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從圖3可以看出,進水COD波動較大,變化范圍在50~93 mg/L,導致出水COD波動也較大,中試出水平均COD在46.9 mg/L,平均去除率在65%左右,但由于實驗中每天會補充碳源,約200mg/L,因此實際去除率高于檢測值。而污水廠二沉池出水平均COD在63 mg/L左右,實際去除率較低。

MBR可以保證生化系統有較高的污泥濃度,更有利于污染物的去除。

03 NH3-N及TN中試結果與分析

實驗過程中為了強化總氮去除,主要采取兩個措施:一是補充反硝化所需碳源,以提高C/N;二是將回流比調整至300%~400%。

研究表明,甲醇、乙醇、乙酸鈉、葡萄糖作為反硝化碳源時,均可獲得較高的硝酸鹽氮去除率。綜合外加碳源強化反硝化速率及運行成本,本實驗采用工業葡萄糖作為外加碳源,每日補充至缺氧池,保證C/N在3.5~5.0。

實驗裝置進出水NH3-N、TN及去除率,以及污水廠正常運行二沉池出水NH3-N、TN如圖4、圖5所示.


編輯:王媛媛

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