淺談染化污水處理廠的調試運行
摘 要：生化調試最關鍵的是反應池的啟動。污泥的培養馴化采用接種培養法，即在厭氧池和MSBR 反應池中加入其它污水處理廠的泥漿（干污泥與廢水攪和），開動MSBR池回流污泥泵進行內循環。
某染化污水處理廠位于浙江省某市精細化工園區內，曹娥江口以東的杭州灣南岸圍墾灘涂地上。廠區總占地面積為282344.61 m2。
污水處理廠設計規模10 萬m3/d，設計分成三組并聯運行，每組設計流量為3.3 萬m3/d ，其中調節池、公用設施及泵房等按10 萬m3/d規模一次建成，折板絮凝池、渦凹氣浮池、厭氧池、組合式MSBR生化反應池一期工程只建設其中一組。進入污水處理廠的工業廢水和生活污水的大致比例為4∶1。其中工業廢水以染料、醫藥、化纖等生產廢水為主，約占90％。設計出水水質達到《污水綜合排放標準》（GB8478－96）中規定的染料行業二級排放標準。
1 工藝流程
采用物化-生化組合處理工藝。物化部分采用混凝氣浮，生化部分采用厭氧和組合式MSBR反應池。其工藝流程見圖1。
圖1 處理工藝主流程示意
2 主要構筑物、設備及參數
2.1 調節池
調節池按10 萬m3/d規模一次建成，2座，單池有效水深4.5 m，容積12 500 m3，停留時間6 h。采用空氣攪拌，強度為0.6 m3/（m2·min）。
2.2 折板絮凝池
共3組，每組并聯2格。總停留時間8 min，每格絮凝池分3段，一段為異波折板，設計流速為0.32 m/s；二段為同波折板，設計流速為0.15 m/s；三段為平行垂直折板，設計流速為0.08 m/s。每格平面尺寸為18 m×1.3 m，單池有效水深4 m。
2.3 渦凹氣浮池
采用美國CAF－525型渦凹氣浮成套工藝。水池采用鋼筋混凝土結構，共3組，每組并聯2格。氣浮池上設散氣葉輪、刮渣機、螺旋推進器等設備。每套設備總功率10.1 kW，包括曝氣機 4臺，單臺流量525 m3/h，刮渣機1臺。每格水池尺寸為22.1 m×4.28 m×1.84 m，有效容積138 m3，停留時間12 min。
2.4 厭氧池
厭氧池采用鋼筋混凝土結構，共3組，每組分3格完全獨立的矩形池。為保證厭氧處理效果，池內污水上下交錯流動，同時設潛水攪拌器，每臺功率7.5 kW，每格設4臺攪拌器。厭氧池停留時間為6 h，有效水深6 m，每組水池尺寸為60 m×2 4 m ×6.8 m。為提高厭氧池內的污泥濃度，池內設置自由擺動型彈性立體填料，填料體積占厭氧池有效容積的30％。
2.5 組合式MSBR生化反應池
組合式生化反應池共3組，采用鋼筋混凝土結構。每組反應池為一矩形水池，用隔墻分為缺氧區，主曝氣區，序批區（2個）。工藝結構見圖2。污水連續進入缺氧區、主曝氣區，然后進入序批區，兩個序批區交替充當沉淀池周期運行。若序批區A沉淀出水，則序批區B 進行缺氧、好氧和靜止沉淀等序批反應。序批區B在進行缺、好氧反應的同時，回流混合液進入缺氧區與原污水混合。半個周期結束后，序批區A和序批區B的功能交換，剩余污泥在序批區沉淀出水的后期排放。
圖2 MSBR組合生化池工藝結構示意
組合式生化反應池的主要參數為：每組設計流量3.3 萬m3/d，反應池尺寸74 m×45 m ×6.8 m，有效水深6 m。缺氧區有效容積3 240 m3，停留時間2.3 h；主曝氣區有效容積10 260 m3，停留時間7.4 h，MLSS 3.5 g/L，泥齡40 d，污泥負荷0.13 kgBOD/（kgMLSS·d）；序批區有效容積3 240 m3，停留時間2.3 h，混合液回流比1 00％～300％，MLSS 3.5 g/L，污泥負荷0.08 kgBOD/(kgMLSS·d)。
3 調試運行
由于一期工程只完成設計規模的1組，因此只對單組工藝流程進行調試，設計進水流量為3 .3 萬m3/d。
3.1 預處理
預處理部分的調試工作主要包括調節進水pH、調整折板絮凝池進水流量、混凝劑聚合氯化鋁（PAC）和助凝劑陰離子聚丙烯酰胺（PAM）投加量，以及考察氣浮池的運行效果。
現場試驗時進水pH 7～9，COD 700～1 000 mg/L，流量800 m3/h，PAC投加量500 mg/L ， PAM投加量5 mg/L，COD去除率25%～30％。對原設計做了兩方面的改進：①將原設計流量調整為800 m3/h。因為廢水流速過快，氣浮池出水帶渣很嚴重，導致COD去除率下降；②原設計中PAM直接投加在氣浮池前端的曝氣室內，發現由于PAM反應時間不夠，絮凝體結合不完全。故將PAM投加點前移至折板絮凝池的第三段（平行垂直折板段），增長其反應時間，取得了較好的效果。
3.2 生化處理
生化調試最關鍵的是反應池的啟動。污泥的培養馴化采用接種培養法，即在厭氧池和MSBR 反應池中加入其它污水處理廠的泥漿（干污泥與廢水攪和），開動MSBR池回流污泥泵進行內循環。每日干污泥的供應量為80 t，糞便污水8 t。根據出水COD和微生物相的變化，間隔幾日往厭氧和好氧池內分別添加尿素500 kg和過磷酸鈣100 kg。減小厭氧池攪拌強度，每格池中只開一個攪拌器，每隔12 h切換一次，改善掛膜效果。MSBR好氧池溶解氧控制在1.5～2.5 mg/L。此后隔天排出部分上清液（600～1 000 m3）并加入新的污水，逐步加大負荷，此階段不排泥。培養期間通過鏡檢密切觀察MSBR池中微生物相的變化；同時進行進、出水水質及反映活性污泥性能指標的測定。
10天之后觀察，SV沉降比為4％左右，出水COD仍較高。通過鏡檢觀察到菌膠團比較松散，原生動物較少。為此增加供應某污水處理廠新鮮二沉池污泥80 t/d，共4天。10天之后繼續觀察，鏡檢中出現了輪蟲等后生動物，但數量不是很多，這表明污泥正在進一步馴化。再進一步提高BOD負荷，開始以600 m3/h連續進水，一天進20 h。這段時期污泥增長速度很快，污泥SV 沉降比呈線性上升，出水COD一直比較穩定。繼續提高負荷至800 m3/h，最終SV沉降比為15％左右，主曝氣區污泥濃度為2 g/L。從直觀上看，厭氧池組合填料微生物掛膜狀況良好，MSBR池生物污泥色澤呈淺黑色，鏡檢時原生動物與后生動物均較多，而且較活躍。
表1中列出了污水處理廠試運行4個月以來每月平均日污水處理情況，從中可以看出該處理系統有較強的COD、BOD去除能力。進水COD為874.6～991.2 mg/L，BOD為221.3～257.6 mg /L時，出水COD基本穩定在200 mg/L，平均去除率為79％左右，BOD小于30 mg/L，平均去除率為89％左右。而進水pH普遍比較高，這與設計要求有很大的出入，在試運行期間幾乎就沒有開啟過加堿裝置，造成了設備的極大浪費。
表1 試運行期間每月平均日污水處理情況 時 間 COD BOD pH
進水(mg/l) 出水(mg/l) 去除(%) 進水(mg/l) 出水(mg/l) 去除(%) 進水 出水
200210 991.2 206.8 79.1 257.6 28.65 88.9 9.45 7.51
200211 874.6 196.3 77.6 236.7 25.4 89.3 8.74 7.45
200212 956.5 188.7 80.3 235.1 28.3 88.0 9.33 7.42
200301 931.9 193.2 79.3 221.3 19.6 91.1 8.66 7.45
4 結論和建議
（1）處理系統連續運行結果表明，處理以染料工業廢水為主的大中型污水處理工程采用物化和生化組合的工藝路線是可行的，出水水質基本達到了排放標準。其中MSBR生化池具有較高的COD，BOD去除率。
（2）工藝設計中應改進之處有：①提升泵房應改在調節池后便于加藥量的控制；②進水流量過大，氣浮池出水帶渣嚴重，由于污水以分散染料為主，建議將氣浮工藝改為沉淀工藝；③厭氧池可考慮與MSBR池合建，以節省土地資源及投資費用。考慮到該污水廠主要處理對象為染化廢水，可生化性較差，建議HRT應大于16 h；④因進水表面活性劑含量較高，造成MSB R生化池泡沫過多，引起了污泥上浮，嚴重影響生化池的正常運行，建議在MSBR池好氧區及主曝氣區增加消泡裝置，本調試過程中采用直接噴灑消泡劑，取得了良好的效果，但在操作上存在極大的不便；⑤出水色度仍比較高，應增加脫色工藝，建議MSBR后續工藝串聯氣浮工藝。
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