各类废水处理工程的工艺设计及调试

制衣废水处理工程的工艺设计及调试一、绪论天津某制衣公司是一家专营制衣的民营企业，产品有牛仔服、西装、各式工作服等，产品远销美国等地。该厂在生产过程中产生洗衣废水、冲洗地面水及生活污水，日产污水约400m3/d，这些污水如直接排放，将严重污染环境。另外，在天津，还有众多这样的制衣行业，均没有建设污水处理设施，因此当地环保局要求该公司建设污水处理站，并结合当地的实际的情况，提出了要采用先进成熟的处理工艺，最低的工程投资及运行费用，易于操作管理等多项要求。该污水处理工程于2003年下半年动工，2004年3月份竣工，2004年6月验收监测。水质监测结果表明：处理后出水达到GB8978-1996中二级标准。目前，该污水处理站正常运行，出水水质达标排放，已成为当地制衣行业或相关行业的示范工程，具有显著的环境效益及社会效益。二、工艺设计2.1、设计水量设计处理水量：400m3/d2.2、设计进水水质CODcr：1000mg/L；BOD5：300mg/L；SS：800mg/L；色度：800倍；P：4.5mg/L2.3、设计出水水质符合《污水综合排放标准》GB8978-1996中的二级排放标准，主要指标如下：CODcr≤150mg/L；BOD5≤30mg/L；SS≤150mg/L；色度≤80倍；P≤1.0mg/L；PH：6－92.4、处理工艺流程及说明2.4.1、原水水质特点及分析（1）水质波动范围较大：根据该厂产品品种较多，而且随着季节的变化制作的服装类型也随之变化。因而导致水质有较大的波动。为此要求处理工艺有较强的适应性。（2）污水中色度及含磷量较高，工艺流程中应设计去除色度及磷的有效措施。（3）有机污染物浓度较高，COD达1000mg/l。生物处理是去除有机污染物的高效经济的处理方法，为此生物处理应成为处理工艺中的核心单元。（4）从原水水质数据可以看出，BOD/COD=0.3,污水的可生化性较差，为此需在生物处理单元之前增设水解酸化处理单元，以提高污水的可生化性。2.4.2、处理工艺流程根据原水色度及含磷量较高，有机污染较严重，可生化性较差的特点，经过工艺选择，确定采用如下的处理工艺：2.4.3、工艺流程说明污水经汇集管道汇集后，经格栅去除飘浮物、悬浮物等杂质后自流入调节池。调节池设一级潜污提升泵两台，将污水提升入混凝沉淀池，废水在该池内经过与药剂混合反应，然后沉淀，上清液出水进入水解酸化池，通过厌氧和兼氧微生物的作用，将大分子的污染物转化或降解成小分子的物质，难生物降解的有机物转化为易生物降解的有机物，以提高废水的可生化性能。水解酸化池的出水自流入生物接触池,通过好氧微生物的作用，将废水中的污染物分解、转化为H2O、CO2、NH3等物质，大幅度去除废水中COD、BOD。接触氧化池出水进入沉淀池进行泥水分离，二沉池出水各项污染指标达到规定的排放标准。2.4.4、重点技术应用介绍生物接触氧化是一种好氧生物膜法工艺，池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长在填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中。该工艺兼有活性污泥法与生物膜法二者的特点，其优点有：（1）处理能力大（与活性污泥法比较），因而可以节省用地；（2）对冲击负荷有较强的适应性；（3）污泥成量少，不产生污泥膨胀的危害，能够保证出水水质；（4）勿需污泥回流，易于维护管理，不产生滤池灰蝇①。该工艺成熟稳定，占地面积省，设备国产化，在运行管理上更具优势，在废水处理工程中得到了广泛的应用。值得提出的是，当接触氧化池体积较大时，很难实现完全混合的水力流态，因此需要在池型结构上进行考虑，为此提出二级接触氧化池的概念。由于填料比表面积大，接触氧化池内生物固体量多，水流实现完全混合，因此可提高生物接触氧化池对水质水量的骤变的适应能力。通过对池型结构的改变，完全可以克服诸如短流，水和填料接触不佳等缺点，从而达到了相应的处理效果。总结起来，这种布置有以下几个方面的优势：（1）避免了单级单段式的短流现象，保证了水和填料的充分混合。（2）每级渐次有一个COD浓度梯度，最大限度地保证了有机物向微生物细胞的传递，从动力学角度保证了去除效果。（3）每级生物均不相同，从而最大程度保证了各自不同的生存环境在一个最佳的位置上。2.5、沿程去除率预测指标构筑物CODcr（mg/l）BOD5(mg/l)色度（mg/l）进水出水去除率进水出水去除率进水出水去除率调节池100010000%3003000%8008000%絮凝沉淀池100060040%30015020%80032060%两级好氧池6009085％1501888%3208075%二沉池90900%18180%806025%出水标准15030802.6、主要处理设施2.6.1、主要构筑物及参数序号名称型号规格单位数量备注1调节池10×8×4m座1有效容积240m32絮凝沉淀池4.5×4.5×5.5m座1内设旋流反应筒3水解酸化池7.5×3×5m座1池内设少量弹性立体填料4一级接触氧化池7.5×4.5×5m座1填料负荷为1.5kgBOD5/m3填料.d5一沉池5×3.6×5m座1表面负荷1.11m3/m2.h6二级接触氧化池7.5×4.5×5m座1容积负荷为1.5kgBOD5/m3填料.d7二沉池5×3.6×5m座1表面负荷1.11m3/m2.h8污泥浓缩池2.5×2.5×2.8m座12.6.2、主要设备材料及规格序号名称型号单位数量1机械格栅栅隙距5mm，有效栅宽300mm,N=0.18kW台12一级提升泵Q=20m3/h，Q=15m,N=1.5kW台23旋流反应中心筒φ1000mm个14水解酸化池布水器DN50套15罗茨鼓风机Q=2.33m3/min,H=6m,N=5.5kW台26立体弹性填料间距200mm方2267中微孔曝气器φ178mm套1688加药装置φ580mm×930mm套22.7、工艺设计特点2.7.1、工艺成熟可靠，出水水质达标有保证(1)对总体水质特点及主要污染物特性进行分析，有针对性地提出相应的处理方法，工艺路线合理，工艺流程顺畅。(2)设计参数的选取参考类似工程的实际经验，能经受得住实践的考验。(3)重视预处理并对核心单元进行精心设计，处理效果好。重视预处理，如污水在进入生物处理系统之前考虑到尽可能将SS、色度及COD较大幅度地去除；核心单元的设计精益求精，如接触氧化池考虑到曝气头及填料分布的均匀性，接触氧化池采用两级考虑到避免水力短流及生物相丰富多样等。2.7.2操作简单方便，易于维护污水处理系统设计自动化程度高，机泵设备的运行实现自动启停，故障时设备报警及备泵自投，操作简单方便，大大地降低人操作工人的劳动程度;另外，选用的产品均是成熟可靠的产品，性能稳定，且易于维护。2.7.3投资省构筑物设计合理，采用半地下的经济结构，且多设计成共壁的型式，建筑物采用一层的砖混结构，易于施工且节省了投资;核心设备采用进口产品或中外合资产品，辅助设备采用国内成熟产品，既可保证系统长期稳定运行，又可将投资控制在合理的范围之内。据核算，设备部分投资为25万元，土建部分15万元，工程总投资仅40万元。2.7.4运行费用低如减少污水提升的次数，尽量采取重力自流的方式，以减少机泵功率;投加药剂选用可靠高效的品牌，降低药剂消耗等。通过以上多种方式，可较大程度地降低污水处理系统的运行费用。运行费用计算如下：（1）电费序号设备名称装机功率(kW)计算功率(kW)每日运行时间(hr)用电量（kW/d）1机械格栅0.180.1840.722一级提升泵数量：2（1用1备）1.5x21.524363加药装置(2套)0.30×20.602414.44鼓风机数量：2台（1用1备）5.5×25.5241325合计18.8310.68183.12电价：0.60元/kW每天实际用电量：183.12kW/d电费为：110元/d（2）药剂费用PAM：20,000元/T优尼克：2000元/TPAM用量：加量2mg/L,0.8kg/d，折算费用为16元/d优尼克用量：加量20mg/L,8kg/d,折算费用为16元/d则加药总费用：32元/d（3）人员工资污水处理站设兼职人员1名，每月工资500元，人员工资为：17元/d。（4）直接运行费用直接运行费用为：110+32+17=159元/d，折算吨水直接运行费用：0.39元/T。三、工艺调试调试的过程亦是摸索运行参数及规律的过程，根据实际的情况进行调整，为以后的正常运行提供正确的操作方法、运行参数、维护及预防措施。3.1、调试前的准备3.1.1、调试前期主要工作（1）清水试车已经完成。（2）各构筑物及设备已开始正常使用，有一定量的污水产生，能够维持污水处理工序的基本运行。（3）有良好的接种污泥的来源。3.1.2、接种污泥的来源污泥接种可以大大缩短污泥培养驯化的时间。以下污泥可作为接种污泥且按此顺序确定优先级：①同类污水厂的剩余污泥或脱水污泥②城市污水厂的剩余污泥或脱水污泥③其它不同类污水站的剩余污泥或脱水污泥④河流或湖泊底部污泥⑤粪便污泥上清液本次调试采用接种污泥取自市政污水厂脱水后的污泥。3.1.3、接种污泥的数量接种量视污泥种类的不同而不同，一般接种量为3－5g/L干污泥。本次调试向一级接触氧化池和二级接触氧化池分别投入约3t含水率80％的泥饼，投加方式为多点投加。3.2、接触氧化池单元的调试3.2.1污泥的培养污泥的培养有连续培养法和间歇培养法。针对本工程的特点，污泥培养可采用连续培养的方法。（1）向调节池内注入生活污水，并投入一定的营养源。（2）当调节池内液位达到中液位以上时，开启污水提升泵，将污水打入水絮凝沉淀池，絮凝沉淀池水满之后流入水解酸化池，水解酸化池水满之后流入接触氧化池。（3）当一、二级接触氧化池内液位均达到设计液位时，开启鼓风机，同时停止调节池内的提升泵，闷曝1～2天。（4）之后启动一级沉淀池中的污泥回流泵，将污泥回流至水解酸化池，同时开启二级沉淀池中的污泥回流泵，将污泥回流至一级接触氧化池，继续闷曝2～3天，投入适量的养料。闷曝一个星期之后，开启调节池提升泵，将生活污水提升至后续处理单元，水量逐渐增大，通过调节提升泵出水阀门及回流阀进行水量控制。（5）依上述流程连续运行，观察填料上污泥的生长状况。（6）当填料上的生物膜达到1～2mm厚时，且沉淀池的出水较清澈，氧化池进出水去除率＞60％时，可认为生物膜的培养基本结束。此时可关闭沉淀池中的污泥回流泵，不再将污泥回流至接触氧化池。当水质恶化时，可适时开启污泥回流泵，以增强处理效果。3.2.2污泥驯化当污泥培养成功之后，即可进行污泥驯化阶段。本工程调试采用方法属异步驯化。（1）调节池内进入厂区排放废水。（2）开启污水提升泵将污水提升至水解酸化池，水解酸化池污水自流入一级接触氧化池，控制提升泵出水水量约为设计水量的1/4，即提升水量为每天100t。（3）持续运行一段时间之后，观察出水水质情况，当沉淀池的出水较清澈，加大提升泵出水水量，每次增加10－20％（以设计流量为基准），重复以上步骤，直至达到满负荷，当处理水量达到满负荷，水质亦能达标时，驯化阶段结束。进入试运行及稳定运行阶段。3.2.3注意事项（1）接种污泥在投加入反应器前，应以小于0.5mm的沙网滤过，以去除其中尺寸较大的颗粒，防止生物膜通道堵塞。同时应边曝气边投加。（2）加接种污泥时应注意在反应池中先充入一定量的污水，其体积要保证剩余空间可以容纳接种污泥。（3）泥驯化时负荷应由小至大，待运行稳定后逐步增大污水水量，提高污泥有机负荷直至满负荷运转。（4）曝气池水面的漂浮物要定期捞除。定期观察设备运行和处理出水，发现异常情况应即时处理。3.3混凝剂投加单元的调试（1）药品选择：絮凝剂可采用优尼克，优尼克是一种以天矿物原料与聚合氯化铝和有机高分子絮凝剂制成的净水剂，是一种复合型的新产品，外观为灰色粉末。本工程采用优尼克要求产品中氧化铝的含量不小于28%。（2）液浓度：在药桶内将优尼克调配成浓度为5%~10%溶液。（3）配药周期：药箱有效容积200L,约4~6天配一桶药液，具体以实际调试结果为准。（4）配药过程：先打开进