【導(dǎo)讀】山西陽(yáng)泉焦化廢水綜合廢。水治理及回用項(xiàng)目

　　

【正文】 項(xiàng)目水質(zhì)的特點(diǎn) 擬采用 網(wǎng)格絮凝反應(yīng)池 集混凝反應(yīng)、 絮凝反應(yīng) 、沉淀為一體的 絮凝沉淀池 。 沉淀池 工藝有 網(wǎng)格絮凝反應(yīng)池、平流沉淀池、 機(jī)械攪拌澄清池 等。各種 沉淀 工藝的比較見(jiàn)下表。 【 山西 陽(yáng)泉焦化廢水綜合治理及回用 項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 】 30 表 51 各種 反應(yīng)沉淀池 工藝比較 對(duì)比 項(xiàng) 目 網(wǎng)格絮凝反應(yīng)池 平流沉淀池 機(jī)械攪拌澄清池 工藝 特點(diǎn) 采用網(wǎng)格絮凝，沉淀區(qū)可根據(jù)出水效果加設(shè)斜管，出水效果好 ； 重力排泥，能耗低 ； 設(shè)備整體性好， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 安裝 檢修 方便； 水力 負(fù)荷 1~ m3/d； 占地面積較小 ； 可分組建設(shè)，改擴(kuò)建方便； 采用長(zhǎng)方形水池，構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，凈水效果穩(wěn)定； 處理水量不限，沉淀效果好； 平面布置緊湊，施工方便，造價(jià)低； 占地面積較大； 多斗排泥時(shí)，需要機(jī)械輔助，工作繁雜，能耗大。 采用機(jī)械攪拌，處理效率高 ，適應(yīng)性較強(qiáng)； 重力排泥，能耗低； 設(shè)備整體性好，安裝檢修方便； 圓形池體，可分組建設(shè)，改擴(kuò)建方便； 占地面積??； 投資成本高； 維護(hù)較麻煩。 技術(shù)可靠程度 技術(shù)成熟、可靠；適用范圍廣 技術(shù)成熟、可靠；適用于進(jìn)水水質(zhì)較好的情況 技術(shù)成熟、可靠；適用于小水量 情況 運(yùn)行管理要求 運(yùn)行管理方便 操作強(qiáng)度小 運(yùn)行管理較復(fù)雜 操作強(qiáng)度 小 運(yùn)行管理較復(fù)雜 操作強(qiáng)度 大 自動(dòng) 水平 較高 一般 較高 工程 投資 一般 一般 一般 運(yùn)行 費(fèi)用 很低 較高 一般 由上表可以看出， 網(wǎng)格絮凝 反應(yīng)池配套 設(shè)備工藝最簡(jiǎn)單，設(shè)備也較少，產(chǎn)泥量低，出水效果好，池形簡(jiǎn)單占地中等等優(yōu)點(diǎn)；平流沉淀池配套設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，但需要機(jī)械輔助排泥，能耗較大，占地較大 ； 機(jī)械攪拌澄清池占地較小，但攪拌機(jī)刮泥能耗較大，同時(shí)產(chǎn)泥量也較大，運(yùn)行維護(hù)要求較高； 結(jié)合本工程的特點(diǎn)，為更好的減輕后續(xù) 工藝 的負(fù)荷， 本方案選用網(wǎng)格絮凝反應(yīng)池 ，能滿足污水處理的要求。 【 山西 陽(yáng)泉焦化廢水綜合治理及回用 項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 】 31 綜上所述，本方案 沉淀池 選用 網(wǎng)格絮凝反應(yīng)池 作為預(yù)處理 。 生化處理 對(duì)于含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水來(lái)說(shuō)，一般生化二級(jí)處理可選擇的方案是：先經(jīng)過(guò)水解酸化預(yù)處理，提高廢水的可生化 性，再進(jìn)生化處理。生活污水直接進(jìn)行生化處理。 水解（酸化） 在廢水生物處理中水解指有機(jī)物在進(jìn)入細(xì)胞前，在細(xì)胞外進(jìn)行的生化反應(yīng)，其特征是微生物通過(guò)釋放胞外自由酶或固定酶來(lái)完成生物催化氧化反應(yīng)（主要是大分子有機(jī)物的斷鏈和水溶）；酸化是一類典型的發(fā)酵過(guò)程，其特征是微生物利用溶解性的基質(zhì)產(chǎn)生各種有機(jī)酸。水解和酸化是不可分割地同時(shí)進(jìn)行。本工程中，水解酸化的目的是將廢水中難以生物降解的固體物質(zhì)分解為溶解性物質(zhì)；將復(fù)雜有機(jī)物降解為易生物降解的溶解性簡(jiǎn)單的有機(jī)物，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧生物處理。水解酸化實(shí) 際上是好氧生物處理的一種前處理。 目前經(jīng)常使用的水解酸化工藝有以下幾種： 接觸式反應(yīng)器（污泥為懸浮生長(zhǎng)，類似于厭氧消化系統(tǒng)的厭氧接觸反應(yīng)器）；污泥床反應(yīng)器（污泥為懸浮生長(zhǎng)，類似于厭氧消化系統(tǒng)的上流式厭氧污泥床 UASB）；生物膜式反應(yīng)器（污泥為固定生長(zhǎng)）。 水解酸化方案比較： 1) 方案一：上流式水解污泥床 2) 方案二：完全混合式水解池 3) 方案三：上流式水解填料床 【 山西 陽(yáng)泉焦化廢水綜合治理及回用 項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 】 32 4) 方案四：推流式填料水解池 表 52 水解酸化階段方案綜合比較 方案一 上流式水解污泥床 方案二 完全混合式水解池 方案三 上流式水 解填料床 方案四 推流式填料水解池 工藝 特點(diǎn) 采用上流式的構(gòu)造，易形成污泥層，固化污泥，使得反應(yīng)效率提高； 不采用填料，防止 SS 經(jīng)常堵塞； 高度上留有一底部混合區(qū)，可以有效利用池內(nèi)污泥吸附來(lái)水中的有機(jī)物，促進(jìn)污泥層反應(yīng)效果； 污泥水解酸化效果好，出水穩(wěn)定，污泥降解率高； 靠進(jìn)、出水壓差出流，無(wú)機(jī)械能耗； 不需設(shè)中間沉淀池； 占地面積?。? 配水系統(tǒng)復(fù)雜 傳統(tǒng)的池型構(gòu)造，屬于傳統(tǒng)的活性污泥法，水力停留時(shí)間長(zhǎng)，耐來(lái)水沖擊負(fù)荷； 水頭損失??； 池內(nèi)需設(shè)水下推進(jìn)器進(jìn)行推 流；并有污泥內(nèi)回流； 需設(shè)中間沉淀池； 配水系統(tǒng)簡(jiǎn)單 采用上流式的構(gòu)造，在半軟性填料上固化污泥，使得反應(yīng)效率提高； 如控制得當(dāng)，污泥水解酸化效果好，出水穩(wěn)定，污泥降解率高； 靠進(jìn)、出水壓差出流，無(wú)機(jī)械能耗； 不需設(shè)中間沉淀池 傳統(tǒng)的池型構(gòu)造，屬于接觸水解酸化法，在半軟性填料上固化污泥，使得反應(yīng)效率提高； 如控制得當(dāng)，污泥水解酸化效果好，出水穩(wěn)定，污泥降解率高； 水頭損失小； 池內(nèi)設(shè)水下推進(jìn)器進(jìn)行推流； 不設(shè)中間沉淀池； 配水系統(tǒng)簡(jiǎn)單 技術(shù) 可靠 程度 技術(shù)成 熟、可靠；適用于進(jìn)水水質(zhì)中等的情況 技術(shù)成熟、可靠；適用于進(jìn)水水質(zhì)較低的情況 技術(shù)成熟、可靠；適用于進(jìn)水水質(zhì)較高的情況 技術(shù)成熟、可靠；適用于進(jìn)水水質(zhì)較高的情況 運(yùn)行 管理 要求 運(yùn)行管理較復(fù)雜 運(yùn)行管理方便 運(yùn)行管理方便 運(yùn)行管理方便 自動(dòng) 水平 一般 一般 一般 一般 工程 投資 較高 較低 較低 較低 運(yùn)行 費(fèi)用 較高 較低 較低 較低 從上表比較可知，推流式填料水解池方案比較適合于本廢水的進(jìn)水水質(zhì)，該方案處理效率高，管理方便 ，不需中間沉淀池， 此外剩余活性污泥可實(shí)現(xiàn)減量、穩(wěn)定化。所以 本工程工 業(yè)廢水處理的水解酸化階段推薦采用方案四：推流式填料水解池。 【 山西 陽(yáng)泉焦化廢水綜合治理及回用 項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 】 33 生化處理 污水生物處理主要借助微生物的分解作用把污水中有機(jī)物污染物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，使污水得到凈化。其具有效果好，費(fèi)用低，技術(shù)較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，故在現(xiàn)代污水處理中得到最廣泛應(yīng)用。 本工程中的廢水主要污染物為各類有機(jī)物，故選用生物處理工藝，擬對(duì)下列三個(gè)工藝進(jìn)行比較，改良 SBR 法、氧化溝法、 A/A/O 法等，各處理工藝的機(jī)理簡(jiǎn)述如下： 1）改良 SBR 法（方案一） 1901年英國(guó) Ardern和 Lockett在其試驗(yàn)成功的基礎(chǔ)上在世界化學(xué)學(xué)報(bào)上首先發(fā)表了一 篇重要的科研報(bào)告，介紹了在單一的反應(yīng)器內(nèi)將空氣注入污水中，將其所產(chǎn)生的污泥進(jìn)行循環(huán)并按間歇方式運(yùn)行，就得到良好的污水凈化效果，從試驗(yàn)成果，誕生了活性污泥法。 80 年來(lái)活性污泥法一直處于污水生化處理的主導(dǎo)地位。但是由于當(dāng)時(shí)的活性污泥法雖然處理效率很可觀，由于監(jiān)控和檢測(cè)技術(shù)的限制， SBR 法未得到廣泛應(yīng)用。 70 年代起，由于西歐各國(guó)財(cái)政上的原因，政府對(duì)小城鎮(zhèn)環(huán)保項(xiàng)目的投入減少，迫使小城鎮(zhèn)的環(huán)保事業(yè)著眼于低投資低能耗，同時(shí)由于程控技術(shù)，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一些水質(zhì)儀表如溶氧測(cè)定儀、 ORP 計(jì)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，于是 SBR法又得 到了重視。日本、美國(guó)、澳大利亞、法國(guó)等國(guó)家開(kāi)始了高層次重新研究間歇活性污泥法。被命名為序批式活式污泥法（ Sequencing Batch Reactor 簡(jiǎn)稱 SBR）。根據(jù) SBR 工藝運(yùn)行模式，其操作由進(jìn)水、曝氣反應(yīng)、沉淀、排出和閑置 5 個(gè)基本過(guò)程，從進(jìn)水至閑置間的工作時(shí)間為一個(gè)周期。在一個(gè)周期內(nèi)的 5 個(gè)過(guò)程都在一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)按程序完成，整個(gè)處理系統(tǒng)可以通過(guò)二個(gè)或二個(gè)以上的反應(yīng)池進(jìn)行組合交替完成。由于 SBR 工藝流程短，反應(yīng)過(guò)程在一個(gè)池內(nèi)按時(shí)間程序完成，所以在時(shí)間程序中進(jìn)水階段可【 山西 陽(yáng)泉焦化廢水綜合治理及回用 項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 】 34 以降低曝氣強(qiáng)度使池內(nèi)產(chǎn)生缺氧狀態(tài)，而曝氣 階段的時(shí)間可根據(jù)實(shí)際反應(yīng)時(shí)間而定。通過(guò)時(shí)間順序可以對(duì)缺氧、好氧的比例進(jìn)行調(diào)整，使處理系統(tǒng)更適應(yīng)水質(zhì)的變化和達(dá)到期望的出水標(biāo)準(zhǔn)；通過(guò)時(shí)間程序可控制沉淀出水水質(zhì)，根據(jù)活性污泥的實(shí)際沉淀時(shí)間使出水 SS 濃度更低。 由于 SBR 法中，曝氣、沉淀集同一池內(nèi)，節(jié)約了二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)，但曝氣池體積、曝氣動(dòng)力設(shè)備均要增加，在中小規(guī)模污水處理中是較好的處理工藝。 典型的 SBR 工工藝已發(fā)展出了許多變種，改良 SBR 工藝是其中一能夠達(dá)到脫氮除磷功能完善的方式。本工程擬采用改良 SBR 工藝作為方案一進(jìn)行比較。 在改良 SBR 池內(nèi)，微 生物能通過(guò)酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶性有機(jī)物，經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過(guò)程，這對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量、 PH 和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，同時(shí)對(duì)絲狀菌的生長(zhǎng)起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在反應(yīng)階段經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過(guò)程。改良 SBR 工藝集反應(yīng)、沉淀、排水于一體，對(duì)污染物的降解是一個(gè)時(shí)間上的推流過(guò)程，微生物處于好氧 ——缺氧（厭氧） ——好氧的周期性變化之中，因此可有效地防止污泥膨脹。完整的改良 SBR 操作周期一般分為以下四個(gè)步驟： a) 反應(yīng)階段：由多個(gè)曝氣（ O）和無(wú)氧攪拌（ A）階段串 聯(lián)組成，此時(shí)有機(jī)污染物和氨氮被微生物氧化分解。 b) 沉淀階段：此時(shí)停止反應(yīng)，活性污泥逐漸沉到底部，上層水變清。 c) 出水階段：沉淀結(jié)束后，置于反應(yīng)池末端的空氣堰開(kāi)始工作，逐漸排出上清液。 本工程改良 SBR 工藝采用連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)排水的模式；而且可隨來(lái)水【 山西 陽(yáng)泉焦化廢水綜合治理及回用 項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 】 35 水量和水質(zhì)情況，及時(shí)調(diào)整運(yùn)行組數(shù)和運(yùn)行周期安排，以節(jié)約能耗。 2）氧化溝法（方案二） 氧化溝最初于五十年代出現(xiàn)于荷蘭，主要由環(huán)形曝氣池組成，具有出水水質(zhì)好、處理效率穩(wěn)定、操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，也能滿足生物脫氮要求。氧化溝布置有多種形式，除了常用的轉(zhuǎn)刷型氧 化溝外，還有采用垂直軸表面曝氣葉輪的卡羅塞爾氧化溝以及轉(zhuǎn)碟型曝氣器的奧貝爾氧化溝。同時(shí)，在運(yùn)行方法上又可分為連續(xù)流及分渠式氧化溝。后者，氧化溝中一部分體積兼作沉淀池，故不再設(shè)二次沉淀池和污泥回流設(shè)備。上述各種形式的氧化溝，目前國(guó)內(nèi)均有工程實(shí)例，大部分氧化溝運(yùn)行良好，去除效率穩(wěn)定，取得了較好的處理效果。在間歇運(yùn)行的氧化溝基礎(chǔ)上，丹麥又發(fā)展了一種新型的氧化溝，即三溝式氧化溝。在運(yùn)行穩(wěn)定可靠的前提下，操作更趨靈活方便。 隨著氧化溝工藝的不斷發(fā)展，作為活性污泥法的一種變型的氧化溝現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于世界各地，并正向著大中 型污水處理廠發(fā)展，曝氣型式的多樣化和不斷改進(jìn)，使氧化溝工藝迅速得到推廣。 早期的氧化溝工藝占地面積大，僅用于小型污水處理廠，隨著對(duì)氧化溝工藝的充分認(rèn)識(shí)和改進(jìn)，目前溝深已由 增加至 以上，曝氣轉(zhuǎn)刷和轉(zhuǎn)碟直徑也增加到 ～ 。據(jù)報(bào)導(dǎo)，從 1963 年至 1974 年，英國(guó)共興建了約 300 多氧化溝污水處理廠， 1962 年至 1975 年，美國(guó)建成了約558 座氧化溝污水處理廠。氧化溝發(fā)展出各種型式，可以滿足不同的要求，它可以采用延時(shí)曝氣，一池代替初沉池、曝氣池、二沉池和污泥消化池，這對(duì)小型污水處理廠最為合適， 運(yùn)行管理非常簡(jiǎn)單，它也可以僅作為二級(jí)處理使用，代替曝氣池和二沉池，或者只代替曝氣池。一般情況下，由于氧化溝耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，往往省去初沉池，這對(duì)除磷十分有利。 【 山西 陽(yáng)泉焦化廢水綜合治理及回用 項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 】 36 氧化溝從五十年代發(fā)展至今，已有許多類型，目前主流池型有： 丹麥克魯格公司的 DE 型三溝式氧化溝和 DSS 氧化溝。 荷蘭 DHV 公司發(fā)明注冊(cè)的 Carrousel 及 Carrousel2020 型氧化溝 美國(guó) Envirex 公司設(shè)計(jì)的 Orbal 氧化溝。 美國(guó) EMICO 與荷蘭 DHV公司合作開(kāi)發(fā)的 AC 型和 BARDENPHO 氧化溝。 結(jié)合本工程的情況，由于污水處理 可用地面積小，而氧化溝由于池深較淺，一般不超過(guò) 4m，因此污水處理廠占地面積較大，另相關(guān)費(fèi)用較高。 3） A/O 法（方案三） A/O 工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起， A 段 DO(溶解氧 )不大于 ， O 段 DO=2～ 4mg/L。在缺氧段，異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)行氨化（有機(jī)鏈上的 N 或氨基酸中的氨基）游離出氨（ NH NH4+），在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將 NH3N（ NH4+）氧化為 NO3，通過(guò)回流控制返回至 A 池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將 NO3還原為分子態(tài)氮（ N2）完成 C、 N、 O 在生態(tài)中的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)污水無(wú)害化處理。 A/O 工藝具有以下特點(diǎn)：（ 1）效率高，該工藝對(duì)廢水中的有機(jī)物，氨氮等均有較高的去除效果；（ 2）流程簡(jiǎn)單，投資省，操作費(fèi)用低；（ 3）缺氧反硝化過(guò)程對(duì)污染物具有較高的降解效率；（ 4）容積負(fù)荷高；（ 5）缺氧 /好氧工