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中文摘要 摘要 为了顺利完成液体化工码头整体搬迁建设项目,满足环保“三同时”的要求, 需要对现有污水处理场的相关能力、性能等指标进行全面分析、研究,考察现有 污水处理装置的工艺特征和运行状况,为新的污水处理场设计和建设提供技术依 据,并为将来运行提供指导。 本文从液体化工码头污水的产生根源出发,分析了码头污水的特征:污水产 生量少;浓度高、毒性大;间歇排放,水质水量无规律性。根据这些特征选择了 物化法结合s b r 工艺,并对该工艺进行理论和实践研究,认为采用成熟的物化法 结合s b r 工艺处理液体化工码头污水技术上是可行的。 通过工艺流程的特征介绍,进一步了解污水处理系统的实际运行效果,澄清 物化处理和油水分离处理效率低、难度大,c 0 d 去除率最大仅1 3 左右,该污水处 理系统8 0 9 0 以上c o d 去除率主要由s b r 反应器( 生物曝气罐) 完成,实际运 行数据显示:该污水处理工艺经实践检验处理液体化工码头污水是可行的。 由于该工艺运行过程中控制参数较多,相互制约影响,对参数控制的好坏直 接影响处理效果。通过实践摸索,总结出了运行管理中一些经验参数,并对运行 中出现的问题加以分析,提出了解决办法,为今后运行和同行业提供技术依据。 通过以上分析、讨论,总结出s b r 工艺的优点,运行操作灵活,效果稳定, 效率高,对水量、水质变化的适应性强,工艺流程简单、造价低等特点。 并得出结论如下: 1 、根据以上分析和实际运营,液体化工码头污水处理采用s b r 工艺,出水指 标根据要求控制符合环保要求; 2 、s b r 工艺在液体化工码头污水处理上技术是成熟的,值得推广应用; 3 、s b r 工艺在处理高浓度有机废水方面独具特色,可以提供操作简便、使用 灵活的废水处理手段,比较适合处理高浓度、排放量少有机废水处理; 4 、搬迁改建的液体化工码头新污水厂的设计建设可以模仿现有污水处理工艺。 关键词:码头污水;活性污泥;间歇生化反应( s b ;曝气 英文摘要 t h e s t u d y o fw a s t e w a t e rr 】1 r e a t m e n tp r o c e s sb ys b ra tt h e l i q u i dc h e m i c a l s7 r e r m i n a l a b s t r a c t 1 1 lo r d e r t 0c o i 咖c tm e n e w p r o j e c to f c h e i n i c a lt a l l kt e 册i i 】a l 锄o o n l l y a i l d t o m e e 七w i me n v i r o n m e i l t a lp r 0 僦:t i o np o l i c y d e s i 印b u i l d 脚e r a t i o na ts 锄e 右m e 晰t ht l l em a 缸p r o j e d ”ni sr e q u i r c dt h a t 也ep e r f b 衄a n c e 姐dc a p a c i t yo fm ee 虹s t i l l g w a s t e w a t e rp l a n ts h 伽l db es t u d i e da 1 1 da n a l y z e dt h o r o u 剑y w en e e dt or e 、,i e w 也e f e a t l l r co fe x i s t i i l gw a s t e w a t e rf 酗l i t ya n di t so p 硎o ns t 咖st op r o 、,i d et 。b h l l i c a l b a s i cd a t af o rd c s i g na n db u i l do fn e ww a s t e w a t e rp l a n t ,a i l dt og u i d et h eo p 唧t i o no f n e ww a s t e w a t e rs y s t e n li nl h e 如t i l r e t h i sa r t i d e 删y z e dm ed 扭r a c t e ro fw a s t e w a t c ro fc h 锄i c a lt a n kt e r m i n a l ,w h i c h c o m e s 鼬n :n o n - c o n t i 删o u sb l o w d o w n ;h i 曲c o n t a i i l i n a t e da n dt o x i c 咖i n a c c o r d 如c e 州mt l l e s ec h a r a c t e r s ,s b rp r o c e s sc o 1 b i n e d 州mp h y s i c s c h e m i s 仃y p r o c 部ss h o w s “i sv e 巧s u c c e s s f h l a n dar e v i e wo f 也ep r o c e s si sm a d eo np m c t i c e 锄d 也e o r y ;l ti sa l s of h s i b i l i 锣恤tw a s t c w a t e ro f c h e m i c a lt a l 】1 【t 锄i i l a li s 协;a t e db y s b r p r o c 鹋sc o n l b i n e dw i t l lp h y s i c s - c h e i l l i s 仃yp r o c e s s ,n d u 曲i n 仃o d u c t i o no ft h ep r o c e s s ,t | l ea c t i l a lm n n i n ge c 七o f 也es y s t c i ni s s t l l d i e d 如恤瓯1 h ec 1 碰丘盯c a n 砌u c em a ) 【1 3 o f c o d 。a n d8 0 9 0 o f c o di s r c d u c e db ys b rp r o c e s s n eo p e r a t i o nd a t ao fs e v e r a ly e a r ss h o w s 恤ti ti sc 印a b l e o f 仃e a t i n g w 硒t e 、】l ,a t e r o f c h e m i c a l t a i l k t 幽a l b ys b r p r o c c s s 了协u 曲d 锄o n s 仃a t i o no ft 1 1 e 印c e s sa b o v e ,1 l l ea d v 觚协g eo fs b rp r o c e s si s s i m m e r e da s 南1 1 0 w :s y 坤盯a t i o na 1 1 dc o n 仃0 1 ;s t a b l ea n dh i 曲e 伍c i 锄c y ;s i m p l e p r o c 嚣sa n dl o wc o s ti n v 铭衄e n t c o n d u s i o n : l a c c o r d i n gt os t u d y 柚da n a l y s i so f 出ep r o c e s s ,1 h ei 丑d e xo f o u t l e to f w 嬲t e w a e r c a i lb ec o m m n e di no r d e rt 0m e e t 锄、,i r o n m e n t a lp 0 1 i c y 2 s b rp r o c e s sf o r 仃e a 恤e n to fw a s t e w a t e ro fc h e i l l i c a lt a n kt 彻i n a lh a sa s u c c e s s m lc x p e 打e i l c ea n dc a l lb eu s e di i lo m e rs i i i l i l a rw a s t e w a t e r 仃e a t m e n t 3 s b rp r o c e s sf o rh i 曲c o n t a i n i i l a t e dw a s t g w a t e rh a sas p e c i a la d v a l l t a g e i tw i l l b ee ya i l dn e x i b l ei no p 硎o nt om ty 叫r e q u i r 锄e n t 4 、t h ee x i s t i n gs b rp r o c e s sh a sd e n l o n s 仃a t e df o rm ed e s i 趴a n dc o n s t r l l c t i o no f w a s t e w a t e r 口l a n ti i i 静c o n s t r u d i o no f n e wt e n n i n a l k e yw o r d :w a s t e w a t e ro ft h et e 珊i n a l ;a c 髓v a t e ds l u d g e ;s e q u 蛆c i l l gb a t c h r e a c t i o :a e r a t i o n 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明:本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,撰写 成硕士学位论文“s b r 污水处理工艺在液体化工码头应用研究”文中已经注明 引用的内容外,对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方 式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未 发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名:b 够矿c 。即日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连海事大学研究生学位论文提交、 版权使用管理办法”,同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。 保密口,在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于:保密口 不保密口 论文作者躲肘导 日期:斫 s b r 污水处理工艺在液体化工码头应用研究 第1 章绪论 1 1 引言 随着国民经济的发展,社会对石化产业的需求量急剧增加,尤其是入世以后, 国内外政治、经济环境明显改善,关税的降低、贸易自由化、无歧视及税费减免 等制度的实施,无疑会促进经济和贸易的发展,从而提高了港口货物的吞吐量, 拉动港口经济的增长。 近年来,东北腹地石化产业得到了飞跃发展,各大石化企业扩能,也带动了 周边港口经济的发展,内地企业的生产原料需要从港口入关,产品出口依托港口 完成。据统计,在原来1 6 一1 8 的关税下,国外化工产品已占了国内市场的一 半以上,加入w t o 后石油化工产品的进口关税下调至6 8 ,转口贸易剧增,为 化工品的仓储、运输提供了广阔的市场和良好的商机。目前5 0 的石化产品需求 量需国外进口,预计到2 0 2 0 年将每年以7 的幅度递增,中国已成为亚洲石化产 品的主要市场“1 。 据东北市场2 0 0 7 2 0 1 0 年预测经公共码头海运化工品统计: 表1 12 0 0 7 2 0 1 0 年海运化工品东北市场预测表( 万吨计) 序号品名2 0 0 72 0 0 82 0 0 9 2 0 1 0 1 醋酸l o8 1 21 2 2丙烯腈05 51 0 3 丁辛醇 7 86 65 4酒精4 l5 0 7 09 0 5 烷基苯 666 5 6 乙二醇 51 52 02 0 7 甲醇 11 03 05 0 8 甲甲酯 3388 9 丁酮 5766 1 0苯酚丙酮333 6 1 1 纯苯 5555 第1 章绪论 序号 品名2 0 0 72 0 0 82 0 0 92 0 1 0 1 2对二甲苯 2 0 1 5 1 51 5 1 3 混合二甲苯 2 52 22 21 0 1 4 溶剂油 1 21 51 51 5 1 5其他1 01 21 82 0 1 6合计1 5 3 81 8 22 4 l2 7 7 基于以上发展趋势及建设东北亚航运中心的宏伟规划,东北地区公共化工品 码头建设正在突飞猛进,营口鲅鱼圈、锦州、瓦房店长兴岛、大连石化、大孤山 半岛等化工品码头纷纷启动并投入运营。石化产品需求量不断增加,不仅东北地 区公共化工品码头得到飞速发展,我国沿海主要港口及长江、珠江、钱塘江等内 河水域石化专用码头及储运企业也纷纷建成投产,这一发展状况一方面促进了散 化运输、港口储运等行业的发展;另一方面也增加了船舶运输、港口装卸和储存 等安全和污染风险,这就要求港口储运服务设施要与之配套发展。为了防止和控 制安全和污染事故,我国不仅遵循了有关国际公约和规则,还制定了相关设计、 运输、储存安全、防污染管理规范。由于散化具有特殊的危险性和污染性,船泊 运输、港口储运安全、环保等方面技术要求高,安全和防污染存在较大难度,在 港口经济快速发展的新形式下深入研究港口储运服务技术上和管理上的问题,已 迫在眉睫m 。 随着港口经济的发展,散装化学品的进、出口量日益增大,随之而来含化学 品污水的大量产生和处理等港口环境保护问题日益受到各方面的重视,如何处理 含化学品污水是散化码头企业亟待解决的问题,直接制约港口企业的发展和壮大。 大连某化工品储运码头是东北地区最具规模的公共码头,现位于大连港东港 区,成立于1 9 9 6 年,是由挪威某著名石油化工储运集团公司和大连某港务集团共 同投资兴建的中外合资企业,其主要业务是液体化工品储存、装卸船、装卸火车槽 车、汽车槽车等。所经营的化学品种类与数量完全根据市场需求变化确定的,目 前所运输和储存的化学品主要类型有苯类、烃类、酯类、醇类和醚类等,没有单 一固定产品,日常变化较大,因此储罐、管线品种转换较频,相应储罐、管线清 2 s b r 污水处理工艺在液体化工码头应用研究 洗频次也很多,而且每次清洗污水产生量和成分也随之有较大变化。根据目前所 经营的品种,在生产过程产生的中洗舱、洗罐、洗管线化学品污水中主要含有较 高浓度的油、醇、苯、醚等有机物,这些有机物一般有较好水溶性,进入水体后 造成污水中有机物含量高,处理难度大,一次处理很难达标,为节省投资并对现 有资源能够充分利用,根据合资双方协议,液体化工码头污水处理仅作预处理, 达到c o d 。 1 0 0 0 m g 1 ;b o d ; 1 5 0 0 0 m g l ,处理 后水质:c o d 0 3 0 ,才认为有较好的 可生化性,而该污水的可生化性为b o d 。c o d = o 1 6 7 ,因此其可生化性不良, 如果采用常规生物处理,意味着需要较长处理时间才有可能将水中有机物降解。 ( 2 ) 生物接触氧化工艺及运行效果 按一般传统工艺,高浓度有机废水不太适于好氧方法直接处理。要想采用好 氧处理,应经过稀释后才能作为好氧进水( 一般好氧进水c 0 d 不应超过3 0 0 0 m g l ) 。 由于生物接触氧化段是s b r 工艺,生化罐容积是2 5 0 m 3 ,补充水量是5 0 5 ,与罐内 滞留的处理水混合,生化处理前充分混合是一个稀释过程,使生化处理负荷进一 步降低。通过几年来测定曝气生物罐进出水的c o d 等指标,就可以反映出该污水 处理工艺的运行效果。同时每次活性污泥镜检,发现其上主要的微生物群落是菌 胶团,主要微生物类型细菌、放线菌、真菌、原生动物和微型后生动物。原生动 物和微型后生动物主要有:变形虫、游泳型纤毛虫、钟虫和颤蚓等。这些微型动 物的存在表明,该预处理装置水质较好。 以2 0 0 5 年根据大连理工大学环境工程学院提供的部分分析数据为例,污水系 统实际运行效果如表4 3 显示:出水c o d 达到1 0 0 0 g 几以下,该系统达到了设计 第4 章现有处理设施的运行效果研究 规定处理要求。 表4 3 曝气生化罐的运行效果 原水c o d混凝处理后c o d去除率生化混台生化出水 去除率 序号 ( m g 1 )( m g 1 ) ( 混凝) c o d ( m g 1 )c o d ( g 1 ) ( 生化) 11 9 8 6 91 8 2 8 0 8 4 2 0 8 86 9 18 3 6 26 2 7 3 5 5 2 01 2 3 4 8 3 24 7 48 6 3 31 8 6 8 8 1 6 7 8 21 1 _ 2 3 9 4 4 47 3 58 1 4 41 5 6 7 7 1 3 5 7 61 3 4 3 4 1 68 7 67 4 3 51 6 9 1 0 1 4 7 8 01 2 6 3 4 8 46 6 08 1 图4 2 生化处理前后及去除率对比 s b r 污水处理工艺在液体化工码头应用研究 从上表的数据来看,由于各种化工品污水混合在一起,混凝处理方式相同, 处理效率相近,比较稳定;反映出澄清池对此类污水c o d 的去除不够理想; 从上表的数据来看,生化反应( 停留时间不变) 原水浓度越高,出水浓度 也越高:但e o d 的去除率趋于稳定,且去除率高,反映了s b r 反应器生物 对该类污水已经适应,是码头污水处理的主要处理设备; 圆从上表的数据来看,原水的有机物浓度变化较大,c 0 d 从5 0 0 0 m g l 到 1 9 0 0 0 m g l 左右,出水c o d 在4 0 0 9 0 0 m g l 范围内变化,有时出水c o d 浓度低于2 0 0 m g 几,甚至可以达标排放,影响处理效果的因素较多,主 要有供氧浓度、营养物质、p h 值、污水浓度、温度、油、有毒物质等等。 ( 3 ) 几个主要影响因素分析: s b r 活性污泥法是需氧的好氧过程,供氧不足会出现厌氧状态,妨碍正常 的代谢过程,滋长丝状茵。供氧多少一般用混合液溶解氧的浓度控制。由 于活性污泥絮凝体的大小不同,所需要的最小溶解氧浓度也就不一样,絮 凝体越小,与污水的接触面积越大,也越宜于对氧的摄取,所需要的溶解 氧浓度就小:反之絮凝体大,则所需要的溶解氧浓度就大。为了使沉淀分 离性能良好,较大的絮凝体是所期望的,因此,要取得较好的处理效果, 溶解氧浓度以2 m g 1 为宜。 在活性污泥系统里,微生物的代谢需要一定比例的营养物,除以b a d 表示 的碳源外,还需要氮、磷和其他微量元素。生活污水含有微生物所需要的 各种元素,但某些工业废水却缺乏一些关键元素氮、磷等。正常生化处理 污水,对氮、磷的需要量应满足b o d :n :p :1 0 0 :5 :1 。 对于好氧生物处理,p h 值一般以6 5 9 o 为宣。p h 值低于6 5 ,真菌即 开始与细菌竞争,降低到4 5 时,真菌则将完全占优势,严重影响沉淀分 离;p h 值超过9 o 时,代谢速度受到障碍。为了使污水处理运行稳定,应 避免p h 值急变冲击,废水在进行生化处理前应进行予处理,将p h 值调节 到适宜范围。 水温是影响微生物生长活动的重要因素。污水在夏季易于进行生物处理, 而在冬季处理效果则降低,水温的下降是其主要原因。同样的进水浓度, 第4 章现有处理设施的运行效果研究 同样的曝气条件,夏季出水c o d 约2 0 0 m g l ,而冬季出水c o d 约 6 0 0 一8 0 0 m g 1 。在微生物酶系统不受变性影响的温度范围内,水温上升就 会使微生物活动旺盛,就能够提高反应速度。此外,水温上升还有利于混 合、搅拌、沉淀等物理过程,但不利氧的转移。对于生化过程,一般认为 水温在2 0 3 0 时效果最好,3 5 以上和1 0 以下净化效果即行降低。 因此,对高温工业污水要采取降温措施;对于冬季处理污水,要采取必要 的保温措施。 对生物处理有毒害作用的物质大致可分为重金属、硫化氢等无机物质和 腈、酚、胺等有机物质。这些物质对细菌的毒害作用,或是破坏细菌细胞 某些必要的生理结构,或是抑制细菌的代谢进程。毒性物质的毒害作用还 与p h 值、水温、溶解氧、有无其他毒物及微生物数量等有很大关系,这 些因素是相互影响的,因此调整好各个参数的关系,就要在实践中摸索。 由表4 3 数据,污水进入生化罐内( 进水c o d 。1 0 0 0 0 m g l 以上) 与滞留的 处理水混合后( c o d 。3 0 0 0 m g 几左右) 的处理数据汇总,如图4 3 图4 3 污水生物处理效果 从上图中可见,随着停留时间的增加,水中的c o d 保持较快的下降速度,在 处理时间为6 7 d 时,污水的c 0 d 从2 9 0 2 g l 降到9 7 8 5 6 2 m g l 。随后c o d 的 降低逐渐趋于平稳,可能是由于随着处理时间的延长,污水中的可生化性成分被 s b r 污水处理工艺在液体化工码头应用研究 逐渐趋于分解完全,剩余的有机物中难降解成分所占比例大幅提升,有待于下一 级污水场进一步处理,这也预示进一步处理不能直接采用生物接触氧化工艺,需 要用活性碳或臭氧或混合生活污水进一步处理。 通过这些数据分析也可以看出:在反应器容积的一定的情况下,不考虑温度、 生物变化的影响,要达到一定出水指标主要取决于反应时间,因此说s b r 工艺可 以实现要求的出水水质。 第5 章活性污泥的运行管理 第5 章活性污泥的运行管理 5 1 活性污泥法处理污水的运行指标 活性污泥法处理污水的关键是要有足够的供氧( 曝气) 及性能良好的活性污 泥,活性污泥的性能应有良好的絮凝结构和分解有机物能力,以及在澄清浓缩时 与水迅速分离,活性污泥性能可用下面几项指标来表示m 1 。 ( 1 ) 污泥沉降比( s v ) 污泥沉降比是指定的曝气池混合液,静置沉淀3 0 i n 后, 沉淀物与原混合液的体积比( 以百分数表示) 即 污泥沉降比( ) = 混合液经3 0 m i n 静置沉淀后的污泥体积混合液体积 由于污泥经沉淀3 0 m i n 后,沉淀污泥可接近最大密度,沉降比的大小与污泥 凝聚与沉降性有关,若凝聚性差时,上清液浑浊,污泥难以下沉。在通常情况下 曝气池混合液宜保持沉淀比在2 0 5 0 范围内。( 一般表曝s v 高,射流曝气s v 低 些) 。 ( 2 ) 污泥浓度( 地s s ) 污泥浓度是为l l 曝气池混合液所含悬浮固体( 儿s s ) 的重 量,单位为g 几或m g l 。m l s s 值的大小,间接地反映出曝气池混合液中所含微生 物的数量。保证适宜的地s s 对处理效率有十分重要的影响。通常儿s s 控制在2 4 9 几为宜。 ( 3 ) 污泥容积指数( s v i ) s v i 是指曝气池混合液经3 0 m i n 静置沉淀后,1g 干污泥 所占沉淀污泥容积毫升数,其单位为皿1 g ,其计算公式 s v i = 污泥沉降比( ) 木l o o o ( 1 g ) 污泥浓度( g l ) s v i 值反映活性污泥凝聚性和沉降性。若s v i 值过高,证明污泥颗粒松散,不 易沉淀,将发生污泥膨胀或已经发生了污泥膨胀。如s v i 值过低,证明污泥颗粒 紧密、细小和吸附性也差。在正常情况下,s v i 一般在5 0 1 5 0 之间为宜。 s v i 2 0 0 沉降性能差 由于工业污水中成分各异,s v i 正常值也略有不同,若污水溶解性有机物含量 大时,正常的s v i 值可能偏高。若污水中无机物含量大时,正常的s v i 值可能偏 低。 s b r 污水处理工艺在液体化工码头应用研究 5 2 活性污泥的培养和驯化 活性污泥的培养和驯化可归纳为异步培养法、同步培养法和接种培养法三种。 异步培养法即先培养后驯化:同步培养法则培养和驯化同时进行或交替进行;接 种法利用其他污水厂的剩余污泥,再进行适当培养和驯化。 对于化工码头污水,先可用粪便水或生活污水培养活性污泥。因为这类污水 中细菌种类繁多,本身所含营养也丰富,细菌易于繁殖。采用粪便水培养时,先 将浓粪便水过滤后投入曝气池,再用清水稀释,使b o d 浓度控制在5 0 0 m g 1 左右, 进行静态( 闷曝) 培养。同样经过1 2 天后,为补充营养和排除代谢产物,需及 时换水。粪便水的投加量应根据曝气池内已有的污泥量在适当的n 。值范围内进行 调节,即随着污泥量的增加而相应增加粪便水。在每次换水对,停止曝气,静止 沉淀1 1 5 h ,排放约占总体积6 0 9 6 7 0 的上清液,再补充污水,继续曝气,这 样重复操作7 1 0 d ,当沉降经大于3 0 时,说明池中混合液污泥浓度已满足要求, 便可达到活性污泥成熟,此时,污泥具有良好的凝聚和沉降性能,含有大量的菌 胶团和纤毛虫类原生动物( 如钟虫、盖纤虫等) ,并可使b o d 。去除率达9 5 左右。 当活性污泥培养成熟,即可在进水中加入并逐渐增加化工废水的比例,使微生物 在逐渐适应新的生活条件下得到驯化。开始时,化工污水可按设计流量1 0 2 0 加入,达到较好的处理效果后,再继续增加其比例。每次增加按设计流量1 0 2 0 为宜,并待微生物适应能力巩固后再继续增加,直到满负荷为止。在驯化过程中, 能分解该种废水微生物得到发展繁殖,不能适应的微生物则逐渐淘汰,从而使驯 化过的活性污泥具有处理该种废水的能力。 在培养和驯化过程中,应保证有良好的微生物生存条件,如温度、溶解氧、 p h 值、营养比等应加以调节,使驯化能快速进行。由于化工码头废水中缺少氮、 磷等养料,在驯化时要把这些物质逐渐加入曝气池。如果为了缩短驯化和培养的 时间,也可将两个阶段合并起来进行,在培养的过程中,不断地加入少量的化工 废水,使微生物在培养过程中逐渐适应新的环境。 5 3 试运行 活性污泥驯化成熟后,就开始试运行。试运行过程是寻找最佳运行条件。在 活性污泥系统中混合液污泥浓度( 儿s s ) 、空气量、污水注入方式等都是相互关联 的,活性污泥法要求在曝气池内保持适宜的营养物与微生物的比值;供给所需要 第5 章活性污泥的运行管理 的氧,使微生物很好的和有机物相接触;气体均匀地保持适当的接触时间等,获 得最佳n 。值和地s s 值。 5 4 运行中的常见问题及处理 ( 1 ) 污泥膨胀 污泥膨胀上浮的原因很多,除了理化、生物及生化方面的原因外,还有运行 管理和构筑物结构型式等方面的因素。膨胀了的污泥结构松散,沉降性差,造成 污泥上升而随水流失。这样不仅影响出水水质,而且由于污泥大量流失,使曝气 池中混合液浓度不断降低,严重时,甚至破坏整个生化处理系统。污泥膨胀可大 致区分为丝状体膨胀和非丝状体膨胀两种,丝状体长度小于1 0 7pm l 者,为非膨 胀污泥;反之为膨胀污泥。丝状体膨胀是由于丝状微生物大量繁殖,菌胶团的繁 殖生长受到抑制的结果。丝状体对活性污泥絮体起骨架作用,如果没有足够的丝 状体,形成的绒絮不牢固,在曝气池紊动水流的冲击下,容易被破碎成细小的针 点体。”。导致活性污泥中丝状体大量繁殖的原因有: a ) 溶解氧浓度 曝气池内溶解氧在o 7 2 0 m g l 范围内,虽然都可能出现丝状微生物,但在 低溶解氧条件下却生长良好,甚至能在厌氧条件下残余而不受影响。 b ) 冲击负荷 如果曝气池内有机物超过正常负荷,污泥膨胀程度提高,引起絮体内部溶解 氧消耗增高,在菌胶团内部产生了适宜丝状体生长的低溶解氧条件,从而促使丝 状微生物的分枝超出絮体,伸入溶液、丝状体的分枝为细菌的聚合和较大絮体的 形成提供了延伸的骨架,加剧了氧的渗透困难,从而又导致内部丝状体的发展。 c ) 进水化学条件的变化 首先是营养条件的变化,一般细菌在营养为b o d 。:n p :1 0 0 :5 :l 的条件下 生长,但若磷含量不足,c n 升高,这种营养情况适宜丝状菌生活,其二是硫化物 的影响,过多的化粪池的腐化水及粪便废水进入活性污泥设备,会造成污泥膨胀。 p h 和水温的影响,丝状菌宜在高温下生长繁殖,而菌胶团则要求温度适中;丝状 菌宜在酸性环境( p h 值= 4 5 6 5 ) 中生长,菌胶体宜在p h 值为6 8 的环境中生 长。可以根据污泥膨胀产生的原因而异,采用预防和抑制的办法解决污泥膨胀的 问题。污泥膨胀后,当迸水浓度大和出水水质差时,应加强曝气,提高供氧量; s b r 污水处理工艺在液体化工码头应用研究 最好保持曝气池溶解氧在2 o m g l ;当然应该按进水有机物量和出水处理的效果, 及时改变供氧量,使曝气池混合液保持有氧状态,加大排泥量,提高迸水浓度, 促使微生物新陈代谢,以新的污泥置换老化污泥;曝气池含碳高而使氮比失调时, 投加含氮化合物,可投加氮、磷等养料;p h 低,可加石灰,调整p h 值。为了防止 污泥膨胀,要加强管理,经常检查污水水质、溶解氧、沉降比,发现问题及时调 整。 ( 2 ) 污泥上浮 在曝气池负荷小面供气量大时,出水中的溶解氧有可能很高,使废水中氨氮 被硝化菌转化为硝酸盐,此过程称为硝化。当活性污泥上氮气吸附过多时,由于 比重降低,污泥就随气体浮上水面。防止办法有:减少曝气,防止硝化的出现; 及时排泥,减少污泥在沉淀池中的停留时间;减少沉淀池进水量,以减少池中污 泥量。在沉淀池内污泥由于缺氧而腐化( 污泥产生厌氧分解) ,产生大量甲烷及二 氧化碳气体,同样附着在污泥固体上;使污泥上浮。上浮的污泥发黑发臭,解决 腐化的措施是加大曝气量,以提高出水溶解氧含量,疏通堵塞,及时排泥。 ( 3 ) 泡沫问题 当废水中含有合成洗涤剂及其他起泡物质时,就会在曝气池表面形成大量泡 沫,问题严重时,泡沫层可达1 米多。泡沫的危害性表现为:表面机械曝气时, 隔绝废水与大气的接触,减少甚至破坏叶轮的充氧能力;在泡沫表面吸附大量活 性污泥固体,恶化出水水质;有风时,泡沫随风飘扬,影响环境卫生。抑制泡沫 的措施有:在曝气池上安装喷洒管网,用压力水( 处理后的废水或自来水) 喷洒, 打破泡沫,定时投加除沫剂( 如机油、煤油等) 以破除泡沫、油类物质的投加量 控制在o 5 1 5 m g l 范围内,油类也是一种污染物质,投量过多会引起二次污染, 且对微生物的活性也有影响。提高曝气池中活性污泥的浓度,这是一种比较有效 的控制泡沫的方法。 ( 4 ) 机械故障 上清液排除出管和滗水器接头由于曝气的搅动经常脱落,而且潜水泵不同液 位多点排水,容易吸出沉淀污泥,因此,每次生化排水开始时要检查水样,并建 议排除出管和滗水器接头用法兰连接。由于受污水中表面活性剂的影响,曝气过 第5 章活性污泥的运行管理 程中生化罐泡沫太多,影响滗水器工作和正常曝气,为此我们不定期投加有机硅 类消泡剂,并间歇开启鼓风曝气机。 s b r 污水处理工艺在液体化工码头应用研究 第6 章结论和展望 6 1s 职工艺的优点和应用范围 与传统污水处理工艺不同,它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作,s 职 技术的核心是s b r 反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池, 无污泥回流系统。正是s b r 工艺这些特殊性使其具有以下优点: ( 1 ) 理想的推流过程使生化反应推动力增大,效率提高,池内厌氧、好氧处于 交替状态,可使原来难降解的有机物分成能够降解的物质,充分利用兼性菌的作 用,在同一反应器内交替进行缺氧一一厌氧一好氧反应。 ( 2 ) 运行操作灵活,效果稳定 s b r 在运行操作过程中,可以根据废水水量水质的变化、出水水质的要求来调 整一个运行周期中各个工序的运行时间,通过调整曝气时间达到要求的出水水 质。 ( 3 ) 对水量、水质变化的适应性强 码头废水水质波动极大,流量小且间歇排放,在传统处理工艺中,由于微生 物对其生存环境条件要求比较严格,当进入处理系统的废水水质水量发生较大波 动时,处理效果将受到明显的影响。般废水处理工艺中要设置调节池以均化进 水水质水量。s b r 反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,能 承受较大的水质水量波动,具有处理效果稳定的特点 ( 4 ) 反应池内存在d o 、b o d 5 浓度梯度,有效控制活性污泥膨胀。 ( 5 ) s 职法系统本身也适合于组合式构造方法,易于同物化工艺结合,利于废水 处理厂的扩建和改造。s b r 运行的阶段性为混凝投加吸附剂等提高处理效率的物 化工艺结合提供了便利。 ( 6 ) 工艺流程简单、造价低 主体设备只有一个序批式间歇反应器,无二沉池、污泥回流系统,调节池、 初沉池也可省略,布置紧凑、占地面积省。处理设备少,构造简单,便于操作和 维护管理。 ( 7 ) 可以除磷脱氮,不需要新增反应器 第6 章结论和展望 s b r 法不仅容易实现好氧、缺氧、厌氧状态交替运行,还可以在好氧条件下,增大 曝气量、延长反应时间和污泥龄,强化硝化反应与除磷过程;也可以在缺氧条件 下投加污水或提高污泥浓度等方法提供碳源作为电子供体,使反硝化更快完成。 s b r 系统更适合以下情况嘲: 厂矿企业的工业废水,尤其是间歇排放和流量变化较大的码头; 用地紧张的地方; 非常适合处理小水量,间歇排放的工业废水治理; 6 2 结论 ( 1 ) 根据以上分析和实际运营,液体化工码头污水处理采用s 职处理工艺,出水 指标可以根据要求进行控制,符合环保要求。 ( 2 ) s b r 工艺在液体化工码头污水处理上技术是成熟的,值得推广应用; ( 3 ) s b r 工艺在处理高浓度有机废水方面独具特色,可以提供操作简便、使用灵 活的废水处理手段,比较适合处理高浓度、排放量少有机废水处理。 ( 4 ) 搬迁改建的液体化工码头新污水厂的设计建设可以模仿现有污水处理工艺。 6 3 展望 ( 1 ) 由于处理后的污水可生化性已经降到很低,如果要迸一步处理,建议兑和生 活污水处理和加营养物质或采用臭氧处理或活性碳吸附。 ( 2 ) 进一步探讨工艺改进工作,采用多个s b r 反应器并联,可实现连续迸水、出 水或采用改进s 职工艺。s b r 法是一种不断发展的新型技术,近年来有很多不同的 改进工艺,如i c e a s ( 间歇循环延时曝气活性污泥法) 、c a s s ( 循环式活性污泥法) 、 u n i t a n k ( 廊道交替池) 等工艺, ( 3 ) 港口污水的深海排放处理还未得到推广。 一般大中型港口都建在沿海地区,港口面临广阔的水域,能否将一级处理后的污 水进行深海排放,有待于进一步探讨研究,在国外尤其是美国,这种处理方式较 普遍,既节约了污水处理的投资,又改善了环境。 ( 4 ) 随着对s b r 工艺研究的深入进行和应用经验的积累,其应用前景将更加广阔。 s b r 污水处理工艺在液体化工码头应用研究 参考文献 1 中国石化工程建设公司大连东港区液体化工品罐区及配套设施搬迁建设工程可行性研 究报告2 0 0 5 ,3 2 李又明编散装液体化学品水运与港口仓储管理 m ,东华大学出版社2 0 0 2 ,9 3 吴国芳等石油化工码头及配套罐区污水处理设计石油化工环境保护 1 9 9 7 ,( 0 3 ) :1 q 4 谢加才,朱浚黄,曾涛等s b c 0 系统处理港口化学品污水的研究 j 交通环保1 9 9 8 ,( 0 3 ) :1 - 4 5 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