厂区生活污水处理工艺及再利用
来源:用户上传
作者:
摘要:近几年，我国工业进程的加快的同时，生活污水污染日趋严重，制约了企业的可持续发展。笔者结合厂区生活污水的基本特点，采用接触氧化、气浮、过滤、杀菌消毒等工艺进行深度处理，并在运行中进行参数的调整及优化，经处理后再利用效益明显。
关键词:厂区；生活污水；处理工艺；生物滤池；气浮池；再利用
随着工业化进程的加快，其产量不断增大，污染也日益严重，处理不慎将严重制约企业的可持续发展。要想达到最大限度的减少污染,充分保护和最大化的利用水资源,必须要重视生活污水的处理。
某厂区职工生活楼集中,日产生活污水4000余立方，。生活污水排放设施完善,水质单一,易于处理且投资少。因此,及时投资建设了生活污水处理站。经运行和不断调整,现设备系统运行情况良好,日处理生活污水4000立方,处理后再利用，取得了良好的社会效益、环保效益和经济效益。
1 生活污水的水质、水量和处理工艺
厂区水质单一,易于处理，生活区自来水水源为生活区地下深井水,经使用后集中排入楼下化粪池,然后经排污沟自流排至厂生活污水集水池。混合后的污水通过液位自动控制输送泵,送至厂生活污水处理站的1000m3调节池,经测算厂区日常平均生活用水量在200t/h左右,但考虑今后新增家属楼的余量,生活污水处理系统设计出力确定为250t/h。生活污水一年内不同时期的水质情况如表1所示。
表1 不同时期生活污水水质mg/L
由表1可看出,混合后的生活污水悬浮物、CODMn、浊度、NH3-N含量较高,且生活污水细菌含量一般也较高。因此,其处理系统应采用接触氧化、气浮、过滤、杀菌消毒等工艺进行深度处理后,方可用于循环冷却系统的补充水。
2 工艺流程
(1)工艺主要流程：生活污水→集水池→排污泵(3台) →生活污水调节池(2座) →废水提升泵(3台) →曝气生物滤池(2台) →气浮混凝反应罐(2台) →气浮反应池(2台) →气浮出水池(1座) →中间升压泵(3台) →无阀滤池(2台) →清水池(1座) →清水送水泵(2台) →二期冷水塔。
(2)加药系统流程：与主系统配套的加药系统包括凝聚剂加药装置和二氧化氯发生器(杀菌剂)。混凝剂加药点设在气浮混凝反应罐进水管上,杀菌剂二氧化氯加在无阀滤池出水管上。
(3)泥渣浓缩及清水回收系统：为降低生活污水处理的自用水率,废水处理站设有泥渣浓缩池,主要作用是储存系统排泥(渣)及滤池反洗排水。这些含泥废水经沉降分离后上部清水回收至生活污水调节池,沉淀的泥浆经污泥泵升压后送至冲灰系统冲灰。
3 工艺系统主要特点
基于本厂生活污水的特点，处理工艺主要采用接触氧化、气浮、过滤、杀菌消毒等工艺进行深度处理。其中曝气生物滤池是利用依附于多孔载体表面微生物膜的新陈代谢来分解污水中的有机物,净化污水。曝气池的主要特点是:对生活污水水质、水量有较强的适应性,且运行稳定性好；生物膜含水率低,不会发生污泥膨胀,运行管理较为方便；易于微生物生长繁殖,对微生物分解速度快,剩余污泥量较少；处理费用低、设备紧凑占地面积小等优点。
气浮池是以微小气泡作为载体,粘附水中的杂质颗粒,使其视密度小于水,悬浮颗粒被气泡携带浮升至水面与水分离而去除。当混凝剂加入气浮池反应罐前时,在混凝剂的作用下,水中的胶体和悬浮物脱稳形成细小的矾花颗粒,水流进入气浮池接触室后矾花颗粒与溶气水中大量的微小气泡发生吸附,形成密度小于水的絮体并上浮,在水面形成浮渣层,由刮泥机刮出；清水则由气浮池下部汇集进入出水槽排出。气浮池的主要优点是:
(1)释放出的微气泡粒度均匀,密集稳定；
(2)微气泡集群上浮过程稳定,对液体扰动微小,确保了气浮处理后的出水水质,有利于延长无阀滤池的反洗周期,节约冲洗耗水量；
(3)浮渣含水率低,表面刮渣方便；
(4)气浮设备及附属设施可随时启停,而不影响出水水质,管理维修方便。
4 运行中参数的调整及优化
4.1 生物滤池进气量的调整及优化
由于曝气生物滤池主要依靠填料上生长的微生物的新陈代谢来分解污水中的有机物，因此,投运前应首先培养好滤料层中的生物膜。其次,应调试出各进水量时的曝气量。为尽快培养出良好的生物膜,采用了接种挂膜,意在缩短挂膜时间,强化挂膜效果。其做法一是人工引入了大量的活性污泥菌种,二是提供了合理的氧气量(曝气量)。并分别对单台进水量为25、50、75、100、125m3/h时所对应的曝气量与出水水质的关系进行了调试,从而筛选出了在不同进水量的条件下的合理曝气量。图1即为单台设备进水量为100m3/h时,其出水水质与曝气量的关系图:
图1 水气比与出水水质的关系
由图1可见,在水气比为13时出水水质最好,而曝气量过小或过大时,水质都将变差。这是因为曝气量过小时微生物新陈代谢缓慢,有机物不能得到迅速分解被出水带出；而曝气量过大时,滤料表面的生物膜可能被迅速上升的大气泡剥离带出,使生物膜遭受破坏,也将影响微生物的新陈代谢过程,使出水水质变差。
4.2 气浮池溶气水量与凝聚剂量对出水水质的影响
由于气浮池是利用部分回流加压溶气气浮和加药凝聚澄清而除去水中污物,故回流溶气水量与凝聚剂加药量的大小是影响气浮池处理效果的关键因素。也分别对其进水量为25、50、75、100、125m3/h时所对应的加药量与出水水质的关系进行了调试。图2为进水量在100m3/h时,出水水质与溶气水量、凝聚剂加药量大小的关系图。
图2溶气水量与形成10cm泥渣层所用时间的关系
由图2看出,形成一定量浮渣(10cm厚)所需的时间,在溶气水量为30～40m3/h时所用时间最少,表明此时污水中的悬浮物去除率最高。因为溶气水量过小,细小气泡不能有效的将污物带出水面；溶气水量过大,则大气泡将破裂,不再与絮凝物粘附,致使部分絮凝物将沉降池底或被出水带出,而不能上浮在水面,都将影响出水水质。
图3 PAC加药量与出水水质的关系
由图3可看出,随着凝聚剂加药量不断增加,其出水水中CODMn、BOD5的值逐渐减小,但加药量增大到一定量后,出水中CODMn、BOD5的量基本趋于稳定,这说明水中的悬浮物已被最大限度的吸附去除。考虑其经济性,故选凝聚剂加药量40mg/L为最佳值。
5 处理后清水的再利用及经济效益分析
经上述处理后的污水再进入无阀滤池过滤、杀菌消毒处理,其出水水质浊度为15NTU、COD为1.82mg/L、NH3-N为1.48mg/L左右,已完全满足循环冷却系统的补水水质要求。故全部作为循环冷却水补水的一部分进行使用。经过近一年的试运行,除运行中循环水的碱度偏高,需加大硫酸加药量以调整碱度外,其它一且正常。因当地地下水为典型的负硬水,其碱度较大,约在9～10mmol/L之间,硬度约在4～5mmol/L之间,循环水浓缩倍率若按3.5倍控制的话,循环水的碱度将高达30mmol/L左右,为使循环水的碱度控制在7mmol/L以下,就应加入大量的硫酸中和,但循环水中硫酸根的大量增加是否会对冷水塔水泥基础及其它设施造成影响,现在还没有发现异常现象,有待今后继续观察。虽然每年增加了13万元的硫酸费用,但总体计算仍是十分经济合算的。
总之,经对各污水处理设备的影响因素和运行参数进行了筛选优化,在单台设备常规运行时(进水量为100m/h左右),曝气生物滤池水气比控制13；气浮池溶气水量控制35m3/h左右,凝聚剂加药量控制40mg/L时,设备出水水质较好,应为设备最佳运行方式。再经过滤、杀菌消毒(ClO2)就可满足循环冷却的补水水质要求,直接补入循环冷却系统回收利用。
现在,厂区污水站每天处理污水约4000t,这样,每年则可处理污水约140万t,经测算厂区污水处理费用为0.62元/t,工业水价格为1.34元/t,每年节约工业水费用为100.8万元。另外,每年可减少对外排污费10万元,正常运行每年纯效益为97.8万元。四年半即可收回投资(污水站总投资为450万元)。
6 结论
总之，生活污水处理是一项系统工程，对于企业的可持续发展十分重要。我厂必须建立和发展适合企业情况的生活污水处理工艺技术，不断优选工艺，以降低运行费用。从实际运行情况可知：运行稳定、效果良好，处理出水进行生产生活用水，取得了很好的社会环境效益及明显的经济效益。
参考文献
[1] 吴国生，中小城镇生活污水处理技术的研究[J]科学与财富，2011.06
[2] 王坚，浅析农村生活污水处理系统及工艺[J]中国新技术新产品，2011.13
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。823
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-567790.htm
