UASB二级SBR处理皮革废水工程实例江清源

广东化工2011年第6期·160·二级SBR处理皮革废水工程实例江清源(广东丰鑫环保投资有限公司，广东广州510060)[摘要]采用UASB+二级SBR工艺处理皮革废水，在进水COD为8256mg/L，BOD5为858mg/L，SS为389mg/L时，经该工艺处理后的废水能达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的Ⅰ级标准，COD、BOD5和SS的去除率分别为99%、98.6%和97.4%。[关键词]UASB；SBR；皮革废水[中图分类号]X5[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2011)06-0160-02ProjectofLeatherWastewaterTreatmentbyUASBandTwoStageSBRJiangQingyuan(GuangdongFengXinEnvironmentalProtectionInvestmentLimitedCompany,Guangzhou510060,China)Abstract:UASBandtwostageSBRwasadoptedtotreatleatherwastewater.WithinfluentCOD8256mg/L,BOD5858mg/L,SS389mg/L,throughtheprocesstreatment,thewastewaterreachedtheⅠclassstandardof“IntegratedWastewaterDischargeStandard”(GB8978-1996).TheremovalofCOD,BOD5andSSwere99%,98.6%and97.4%.Keywords:UASB；SBR；leatherwastewater广州某皮革公司，是国内规模较大的国有人造革股份公司，公司以生产各种中高档合成革、超细纤维革系列产品为主，生产废水中含有大量的DMF和PVA。废水主要具有如下特点：(1)生产周期和产品种类变化大，水量随时间波动大、废水中污染物组成变化大，增加了污水调试的难度。(2)废水中由于含有大量PVA和DMF，有机物含量高，但可生化性差，增加了处理的难度。污水处理一期工程设计处理水量为200t/d，车间生产废水水质见表1。设计出水水质须达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的Ⅰ级标准：COD≤100mg/L，BOD≤20mg/L，SS≤70mg/L，pH6~9。综合考虑该废水中污染物的成分和设计出水水质要求，初步确定先采用厌氧反应器预处理难降解的DMF和PVA，使之降解成好氧微生物易降解的小分子有机物；DMF厌氧氧化分解将产生大量的氨氮，厌氧出水中氨氮浓度较高，不处理将影响后续好氧处理，所以厌氧出水后应先经过一除氨氮工序，除去氨氮到合适浓度；由于出水必须达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的Ⅰ级标准，所以后续必须还要进行好氧处理，以进一步除去污水中的有机物和氨氮物质，以达到设计排放要求。表1废水水质Tab.1Wastewaterqualitymg·L-1指标范围平均值COD4000~120008000BOD5650~1200925SS180~600390pH7.5~98.251处理工艺设计综合考虑公司废水水质水量情况，出水水质达标标准以及土建运行费用等情况，最终确定选用如图1所示的工艺处理该公司废水。生活废水格栅DMF废水调节池UASB池MAP反应沉淀池一级SBR二级SBR中间池终沉池排放PAC污泥浓缩池压滤机泥饼外运磷酸盐、镁盐、碱鼓风机综合废水综合废水调节池图1废水处理工艺Fig.1Wastewatertreatmentprocess2工艺流程说明及各构筑物规格车间生产废水先经过格栅(分为两级，粗格栅和细格栅)，拦截水中较大的颗粒和飘浮物，然后由管道自流进入DMF废水调节池均合水质。公司DMF回收工艺废水，锅炉废水、生活污水及其他洗涤用水等经过格栅自流入综合废水调节池，均合水质，调节后的废水经潜污泵提升后进入废水调节池稀释车间生产废水，稀释DMF废水调节池废水COD至3000~4000左右，剩余废水在后续处理过程中直接进入一级SBR池进行处理。DMF废水调节池废水经潜污泵提升后进入UASB厌氧反应池，大部分难降解的DMF和PVA在此被微生物降解成小分子有机物和甲烷等，同时氨氮浓度有一定的增加。厌氧池出水后流入MAP反应池，在此通过加药间计量泵向废水中投加碱、镁盐和磷酸盐，废水中氨氮与之反应生成磷酸铵镁，从而除去废水中大部分氨氮，废水经溢流堰出水进入MAP沉淀池，磷酸铵镁在此沉淀，该池溢流出水后直接进入一级SBR池，调节池综合废水经潜污泵提升后与沉淀池溢流出水在一级SBR混合。[收稿日期]2011-01-05[作者简介]江清源(1980-)，男，广东人，本科，经理，主要研究方向为环境工程。2011年第6期广东化工第38卷总第218期·161·表2构筑物规格Tab.2Structurespecification名称尺寸大小/m有效体积/m3DMF废水调节池6.5×12.5×4300综合废水调节池6.5×20×4500UASB厌氧池4.5×9×6200MAP反应池1.5×1.5×36.5MAP沉淀池3×1.5×312.5SBR池5×20×3275中间池5×8×3110终沉池5×5×370污泥浓缩池4.5×5×360一级SBR池前后分为两段，通过底部相连，中间上面部分用一道水泥墙隔开，前段保持缺氧状态，后段控制溶解氧浓度在2~3mg/L左右，废水中的氨氮，有机物在此进一步被氧化分解，SBR池出水进入一沉池沉淀，污泥经污泥泵回流到一级SBR池，剩余污泥排放到污泥浓缩池，废水进入二级SBR池，该池构造与一级SBR池相同，废水在此进一步进行好氧生物处理，二沉池废水进入中间池，该池废水经潜污泵提升后由中部进入终沉池，在此加入絮凝剂聚合氯化铝，废水得到进一步澄清，最后出水排放。MAP反应池沉淀、一沉池和二沉池剩余污泥经污泥泵送入污泥浓缩池进行浓缩，浓缩后的浮渣和污泥经厢式压滤机处理后进行泥饼处理。污水处理所有构筑物均为钢筋混凝土结构，其规格见表2。3主要反应器的启动3.1UASB的启动3.1.1接种污泥污泥接种的过程比较简单，种泥中的兼性厌氧菌快速地将水中的溶解氧消耗殆尽，从而形成严格的厌氧条件，所以厌氧反应器启动时不需要控制严格的厌氧条件。当没有颗粒污泥时，一般采用投加污水处理厂的消化污泥。稠的消化污泥对污泥颗粒化的形成较为有利，因而可以加快初次启动的速度。除消化污泥外，也可采用牛粪和各类粪肥，下水道污泥等接种，一些污水沟的沉淀物和富含微生物的河泥也可用于接种，但应剔除掉其中的砂子。污泥的接种质量浓度至少不低于10kgVSS/m3反应器容积，接种污泥的填充量应不超过反应器容积的60%。当用非颗粒污泥接种时，特别要注意反应器的操作，为避免絮状污泥在反应器内大量生长而妨碍颗粒污泥的形成，需要把絮状污泥及分散的细小污泥从反应器中洗出，这是反应器完成颗粒化的首要条件，但是洗出应逐步缓慢的进行，过快将造成反应器内污泥量急剧减少，从而导致厌氧反应器启动失败。3.1.2接种污泥启动通常把UASB反应器的启动和颗粒化可分为三个阶段，即启动与提高污泥活性阶段、形成颗粒污泥阶段和逐渐形成颗粒污泥床阶段。3.1.2.1启动的初始阶段反应池容积负荷从0.5~1.0kgCOD/m3·d或污泥负荷0.05~0.1kgCOD/kgVSS·d开始，进入厌氧池的废水COD应不大于5000mg/L，并按要求控制进水，最低应控制进水COD在1000mg/L以上，进液浓度不符合此范围的应进行调节稀释。3.1.2.2启动第二阶段启动的第二阶段为提高反应器负荷上升至2~5kgCOD/m3·d这一阶段。在这一阶段反应器内污泥的洗出量有所增大，其中多为絮状的污泥。污泥的洗出的主要原因是产气和上流速度的增加，从而引发污泥床发生膨胀，大量污泥洗出有利于容器内留下的污泥形成颗粒状污泥。由于污泥对废水的驯化过程基本完成，污泥的活性增加，因此这一阶段污泥负荷的增加的比较快。在这一阶段的末期，因颗粒污泥具有的良好沉淀性能，不易被洗出而使其保留在反应器内，所以这一阶段洗出污泥开始减少，反应器内的污泥浓度也因絮状污泥的洗出而降低到最低的程度。3.1.2.3启动的第三阶段第三阶段为容积负荷从50%上升到设计容积负荷，采用逐步增加进料量和缩短进料间隔时间来实现。衡量能否增加进料数量和缩短进料时间，可以通过监测反应器中发挥性脂肪酸(VFA)不大于500mg/L，当VFA浓度为500~1000mg/L时，表明此时厌氧反应器已出现酸化状态，当超过1000mg/L则表明已经酸化，这时需立即采取措施停止进料，再次进行菌种驯化，一般来讲第二段到第三段需30~40d时间。初次启动是用未驯化的非颗粒污泥接种于一个新的UASB系统，逐步使反应器达到设计的负荷和有机物去除率的过程。通常这一过程伴随着颗粒化的的形成，又由于厌氧微生物，特别是甲烷菌增值很慢，所以厌氧反应器的启动需要较长的时间，这是高速厌氧反应器的一个不足之处，但反应器一旦启动完成，在停止运行很长时间后的再次启动可以迅速完成。3.2SBR工艺的启动3.2.1活性污泥接种3.2.1.1接种条件(1)水中碳、氮、磷之比应保持100∶5∶1；(2)调试一般认为，曝气池出口处溶解氧控制在2mg/L较为适宜。(3)温度调节在15~35℃。(4)pH调节在6~9，特殊时，进水最高pH可为10左右，此时，应加酸碱调节。3.2.1.2活性污泥培养方法(1)生活污水培菌法：在温暖季节，先使曝气池充满生活污水，闷曝(即曝气而不进污水)数十小时后，即可开始进水。引进水量由小到大逐渐调节，连续运行数天即可见活性污泥出现，并逐渐增多。为加快培养进程，在培菌初期投加一些浓质粪便水等，以提高营养物浓度。特别注意，培菌时期(尤其初期)由于污泥尚未大量形成，污泥浓度低，故应控制曝气量，应大大低于正常期曝气量。(2)干泥接种培菌法：最好取水质相同已正常运行的污水系统脱水后的干污泥作菌种源进行接种培养一般按曝气池总溶积1%的干泥量，加适量水捣碎，然后再加适量工业废水和浓粪便水。按上述的方法培菌，污泥即可很快形成并增加至所需浓度。(3)数级扩大培菌法：根据微生物生长繁殖快的特点，仿照发酵工业中菌种→种子罐→发酵罐数级扩大培菌工艺，分级扩大培菌。如某工程设计为三级曝气池，此时可先在一个池中培菌，在少量接种条件下，在一个曝气池内培菌，成功后直接扩大至二三级。(4)工业废水直接培菌法：某些工业废水，如罐头食品、豆制品、肉类加工废水，营养成分尚全，但浓度不够，需补充营养物，以加快培养进程。所加营养物品常有淀粉浆料、食堂米水、面汤水碳源或尿素、硫氨、氨水氮源等，具体情况应按不同水质而定。(5)有毒或难降解工业废水培菌：有毒或难降解工业废水，只能先以生活污水培菌，然后再将工业废水逐步引入，逐步驯化的方式进行。(6)直接引进种菌种培菌：有些特殊水质菌种难于培养，还可利用当地科研力量，利用专业的工业微生物研究所培养菌种后再接种培养，如PVA(聚乙烯醇)好氧消化即有专门好氧菌。此法，投资大，周期长，只有特殊情况才用。3.2.2活性污泥驯化在培菌阶段后期，生活污水和外加营养物量逐渐减少，工业废水比例逐渐增加，最后全部转为受纳工业废水，这个过程称为驯化。一般来讲，微生物生长条件不能发生骤然的突出变化，常规讲要有一个适应过程，驯化过程应当与原生长条件尽量一致，当做不到时，一般用常规生活污水作为培养水源，果汁废水因浓度较高不能作为直接培养水，需要加以稀释，一般控制COD负荷不高于1000~1500mg/L为宜，这样需要按1∶1(生活污水∶果汁废水)或2∶1配制作为原始驯化水，驯化时温度不低于20℃，驯化采取连续闷曝3~7d，并在显微镜下检查微生物生长状况，或者依据长期实践经验，按照不同的工艺方法(活性污泥、生物膜等)，观察微生物生长状况，也可用检查进出水COD大小来判断生化作用的