活性污泥法处理过程中泡沫问题的产生与控制.doc

活性污泥法处理过程中泡沫问题的产生与控制张峰,刘晓云(上海化工设计院有限公司,上海200032)【摘 要】活性污泥法运行过程中经常受泡沫问题的影响,导致处理效果的降低以及运行费用的提高.大量研究表明,污泥中某些丝状菌或放线菌的过度增殖是造成活性污泥工艺中泡沫问题的主要原因.主要讨论了活性污泥过程中泡沫的产生原因,已知的发泡微生物的种类,影响发泡的环境因素和过程参数及常用的泡沫控制技术,并对污泥消化过程中的泡沫问题作了简单的介绍.【关键词】活性污泥工艺 丝状菌 泡沫 Formation and control of foaming in activated sludge plantsZhang feng, Liu xiaoyun(Shanghai Chemical Industrial Design Institute Co. Ltd, Shanghai 200032)Abstract:Severe foaming in activated sludge plant increase operating cost and/or reduce treatment performance. The foam is caused by the excessive growth of some filamentous bacteria and actinomycetes in activated sludge mixed liquor. This paper presents the mechanisms of foam formation, the responsible microorganisms, environmental factors and important process parameters affecting the form formation of foam as well as some effective foam control strategies. The foaming issue in anaerobic sludge digester is also presented.Keywords:Activated sludge process Filamentous bacteria Foaming前 言活性污泥法是目前城市污水处理厂应用最为广泛的生物处理方法之一.据报道,采用活性污泥法的污水处理厂普遍存在泡沫问题,使得污水处理厂的操作,运行和控制都产生了一定的困难,严重影响了出水水质.对澳大利亚昆士兰州的调查显示,50个采用活性污泥法的污水处理厂中有46个受到不同程度的泡沫问题的影响1;美国108家采用活性污泥法的污水处理厂中有56%受到泡沫问题的困扰2.法国的调查显示,6 013个污水处理厂中有20%受到泡沫问题的长期影响,而采用延时曝气方式的污水厂中更是有87%受到泡沫问题影响3.据不完全统计,在我国采用活性污泥法的城市污水处理厂中有近50%出现过不同程度的泡沫问题4.泡沫问题已成为近年来活性污泥法运行操作中较为突出的问题.采用活性污泥法处理污水过程中,在曝气池与二沉池内出现的泡沫问题很早就引起人们的关注.早在1969年,Anon就对活性污泥法处理过程中的生物泡沫进行了报道5.近30年来,关于好氧生物处理过程中的泡沫形成问题有大量的报道.多数研究者认为,当污泥中微丝菌和诺卡氏菌大量存在时会形成稳定的泡沫68.然而,对于为何污泥中微丝菌和诺卡氏菌会占优势以及这些菌种是如何形成稳定的泡沫等问题至今仍存在着一定的争议9.另外,目前关于活性污泥法处理污水过程中泡沫问题的研究主要集中于曝气池与二沉池泡沫上,对污泥厌氧消化池中发生的泡沫问题的研究则相对较少.本文讨论了活性污泥过程中泡沫的产生原因,引起生物泡沫的微生物,发泡影响因素,泡沫的危害及常用的泡沫控制方法,同时也对污泥消化过程中的厌氧泡沫作了一定的介绍.1 活性污泥工艺中泡沫的产生 选择性浮选理论能较好地对活性污泥过程中的发泡现象进行解释10.曝气系统的连续运行使得曝气池内气液两相得以充分的接触,在液相中产生大量的气泡.进水中带入的或者微生物自身所产生的生物表面活性剂的存在能降低液体的表面张力,使得气泡具有一定的弹性而不易破灭.另外,气泡上升过程中还会对液体中的固体颗粒进行浮选,在这过程中一些具有疏水表面的固体颗粒就会在气泡间产生架桥作用,减小各个原本分散的气泡间的距离,从而这些固体颗粒就会与气泡结合,产生更为稳定的泡沫.活性污泥法过程中产生的泡沫可以分成如下4种形式11:(1)启动泡沫.活性污泥法运行启动初期,由于污水中含有一些表面活性物质,易引起表面泡沫.泡沫呈白色且质轻,且稳定性较差.随着活性污泥的成熟,这些表面活性物质经生物降解,泡沫现象会逐渐消失.(2)反硝化泡沫.活性污泥处理系统以低负荷串运转时,在沉淀池或曝气不足的地方会发生反硝化作用而产生氮气,氮气的释放在一定程度上减小污泥密度并带动部分污泥上浮,从而出现泡沫现象,这样产生的悬浮泡沫通常不是很稳定.(3)表面活性剂泡沫.能生物降解的洗涤剂的大量使用,或胶体有机质以及各烃类的大量流入都易于引起处理池表面产生泡沫.如果这种进水偶尔存在,发泡过程仅在短时内造成影响;若持续存在,长时间地运行会发展成稳定的生物泡沫.(4)生物泡沫.由于活性污泥中某些微生物的异常生长,曝气过程中气泡会通过选择性浮选与微生物机体结合生成稳定的泡沫.这种现象可用压缩为3种组分的系统来描述:微生物十气泡十絮粒=稳定的生物泡沫.生物泡沫粘度大,呈褐色,稳定性强,悬浮颗粒可达50 g/L,泡沫层相对密度大约是0.7,一般情况下很难将其吹走.对于活性污泥法运行过程中的泡沫问题,过去主要归因于进水中表面活性物质的大量存在.但是近代大量研究表明,曝气过程产生的泡沫,主要是由于污泥中一些微生物的过度增殖而产生的生物泡沫.近年来,对活性污泥过程中泡沫问题的研究也都主要集中于生物泡沫的产生与控制等方面.2 活性污泥法中的发泡微生物2.1 发泡微生物的类群生物泡沫的形成主要与活性污泥中微生物的种类和生长情况有关.很多研究表明,活性污泥中含分枝菌酸放线菌(mycolata)的生长和积聚会造成生物泡沫12,因为含分枝菌酸放线菌的细胞壁中所含的长链枝状的分枝菌酸构成了细胞表面疏水性(CSH),而CSH正是泡沫形成的选择性浮选的必要条件13.另有报道认为,微丝菌(Microthrix parvicella)的存在同样也会引起生物泡沫14.由于对微生物分类差异性认识的不足以及检测手段的限制,对于活性污泥过程中的生物泡沫究竟是由哪些微生物引起的问题至今还没有统一的报道.普遍认同的与生物泡沫有关的菌属主要有:(1)放线菌.包括:Nocardia amarne,革兰氏阳性,枝状菌丝;Nocardia pinesis,革兰氏阳性,松枝状;Rhodococcus sp.,革兰氏阳性,枝状菌丝.(2)丝状菌.包括:Microthrix parvicella,革兰氏阳性,丝状,无鞘无分枝;EikelbMm type 0675,革兰氏阳性,有鞘无分枝;Eikelboom type 0092,革兰氏阴性,无鞘无分枝.在上述菌种中,最常见的是Nocardia amarne和Microthrix parvicella.另外,放线菌中的Nocardia asteroide,Mycobacterium sp.,Oerskovia sp.,Gordona sp.及丝状菌中的Eikelboom Type 1851,0581,0803,0041,0914和Nostocoidia limicola等微生物,虽然它们在曝气池中的浓度一般不足以产生生物泡沫,但是在稳定的泡沫中经常发现有它们的存在15.不同地区产生生物泡沫的微生物类群和数量会有所差别.有报道表明,在比较温暖的气候条件下,Nocardia amarne是主要的发泡微生物16.根据澳大利亚维多利亚,新南威尔士及昆士兰地区污水厂泡沫问题的调查显示,Nocardia amarne,Nocardia pinesis和Microthrix parvicella是该地区最常见的发泡微生物1.而在欧洲的城市污水处理厂,生物泡沫问题主要是由于Microthrix parvicella和Rhodococcus sp.引起的17.2.2 微生物发泡阈值浓度活性污泥中发泡微生物的浓度必须达到一定的阈值水平以上才能引起生物泡沫18.分子水平生物检测技术的提高为确定微生物发泡阈值浓度问题提供了技术支持.现在,相关rRNA水平的定量化技术及定量化荧光原位杂交(FISH)技术等检测手段都能用来确定活性污泥中发泡微生物的生物量19.Cha等通过细丝交叉点计数法确定过活性污泥中诺卡氏菌的发泡阈值为1106 n/g VSS20;Davenport等通过定量化FISH技术确定了含分枝菌酸放线菌的发泡阈值为2106 n/mL21;Francis等进一步对细菌形成生物泡沫与形成稳定的生物泡沫进行了区分,通过试验分别测定了发泡阈值及稳定发泡阈值.通过以SSU rRNA为目标的杂交探针检测技术,发现在批式试验中Gordonia(以前称作Nocardia)的发泡阈值和稳定发泡阈值分别为2108 m/mL和1109 m/mL16.3 影响生物泡沫形成的因素3.1 温度与生物泡沫形成有关的菌类都有各自适宜的生长温度,当环境或水温有利于它们生长时,就可能产生泡沫现象.一般认为,温度较高时生物泡沫主要由放线菌引起,而温度较低时主要由Microthrix parvicella等丝状菌引起.Lechevalier认为,只有在温度高于14 时,放线菌才会引起生物泡沫,同时他还特别提到,Nocardia amarne 的生长温度范围为2337 .Knoop等的研究表明,Microthrix parvicella更适宜在1215 的较低温度下生长,超过20 就不会发生增殖22.3.2 pH11, 23有研究表明,Nocardia和Rhodococcus菌种的最佳pH为7.08.5,当pH从7.0下降到5.05.6时,能有效地减少泡沫的形成.另外,Nocardia amarne的生长对pH极为敏感,最适宜的pH为7.8,当pH为5.0时,能有效控制其生长;Microthrix parvicella最适宜pH为.3 溶解氧Nocardia是好氧菌,在缺氧或厌氧条件下不易生长,但也不死亡.Microthrix parvicella却能忍受缺氧状态15.也有报道认为,较低的曝气池溶解氧浓度是丝状微生物开始增殖的有利因素17.3.4 污泥停留时间由于产生泡沫的微生物普遍存在生长速率较低,生长周期长(见表1)的特点,所以污泥停留时间长有利于微生物的生长.因此,采用延时曝气方式的活性污泥法更易产生泡沫现象.另外,一旦泡沫形成,泡沫层的生物停留时间就会独立于曝气池内的污泥停留时间,易形成稳定持久的泡沫.表1 常见发泡微生物的生长周期11菌 类生长周期/dRhodococcus sp.24Nocardia amarne47Microthrix parvicella610Nocardia pinesis10213.5 污泥负荷研究表明,在较高的F/M下,Nocardia在放线菌中所占的数量会上升约6%,几乎在放线菌中占绝对优势,并且泡沫也迅速出现.其他放线菌如果其微环境中底物浓度很高(如为液相中的100倍以上)也会大量增殖并产生泡沫.而Microthrix parvicella却比较适合在较低的污泥负荷下生长,有报道表明其最佳污泥负荷0.1 kg/(kg d)22.3.6 底物种类底物的种类与泡沫的产生有很大关系.由于大多数发泡微生物具有疏水性,因此疏水性底物更易被这些微生物利用而引发泡沫问题23.大量研究表明,进水中存在高水平可乳化的脂肪类物质如油或者油脂时极易引起泡沫问题24.脂肪酸被认为是Nocardia amarne的唯一碳源,因此当进水中有脂肪酸存在时,发泡机率就会大大增加25,而Rhodococcus sp.更适宜以C12-C17的烷烃作为底物26.以橄榄油或者吐温80等疏水性物质作为底物时,Nocardia pinesis生长更快27.跟放线菌不同,Microthrix parvicella具有很高的营养需求,喜欢长链脂肪酸如油酸作为其碳源,因此在含有高负荷脂,油和皂类的情况下,有优先繁殖Microthrix parvicella的危险28.3.7 曝气方式不同曝气方式所产生的气泡不同,而微气泡或小气泡比大气泡更有利于产生生物泡沫,并且泡沫层易集中于曝气强度低的区域11.3.8 其他运行条件曝气池中离心循环泵产生的机械应力会损坏密实的活性污泥絮状体,从破损的细胞中释放出来的表面活性蛋白质,类脂化合韧的增多,能导致放线菌,丝状菌的增殖,产生大量泡沫29.4 厌氧泡沫大量研究表明,泡沫问题不仅发生在曝气池和二沉池中,污泥消化池运行过程中也经常会遇到泡沫问题.一般认为,污泥消化池中的泡沫问题主要是由如下3点原因造成的:(1)由于产甲烷阶段是厌氧消化的速度限制步骤,当消化过程超负荷运转时就会因过程失去平衡而造成挥发性脂肪酸(VFA)特别是乙酸的积累;(2)污泥中疏水物质的存在;(3)污泥中含有发泡微生物30.Krishna等认为,污泥中诺卡氏菌的存在,消化池的鼓气混合,过度的气体再流通,高污泥负荷,不当的污泥负荷控制以及污泥中有机物含量过高都会引起消化过程中的泡沫问题31;Wanner认为,厌氧消化过程中的生物泡沫同样是由于具有疏水性细胞壁的Nocardia以及Microthrix parvicella等微生物与过程中产生的气泡结合上升至表面积累积而产生的32.5 泡沫的危害活性污泥过程中出现的泡沫会产生如下问题17:(1)刮风时泡沫飞扬会给人不良的美观感受;(2)污染池壁和过道,会引起一系列安全问题;(3)妨碍刮渣系统的正常运行;(4)在寒冷的冬天会因结冰而影响机械装置的正常运行;(5)影响曝气系统(特别是机械曝气)的充氧效率;(6)增加出水的BOD和SS,影响出水水质;(7)气味问题.另外,在厌氧消化池中产生的泡沫也会导致一系列的运行问题,降低消化池的效率并降低气体产量.6 活性污泥过程中泡沫问题的控制近年来,活性污泥过程中泡沫问题的控制技术得到了较大的发展,但是这些技术大都有较强的针对性,在使用时应根据现场的实际情况加以选择.6.1 降低污泥停留时间大量研究表明,降低曝气池的污泥停留时间,能有效控制活性污泥过程中的生物泡沫.降低污泥停留时间,实质上是种生物筛选策略,即利用发泡微生物平均世代时间较长的特点,抑制发泡微生物在曝气池中的过度增殖或将其排除出去,达到控制生物泡沫的目的.有文献报道,只要将泥龄控制在9 d以下,就能将曝气池中的Nocardia消除33.但降低泥龄也有许多不适用的方面:当曝气池中需要有硝化作用发生时,则需要相对较长的污泥停留时间,与采用此法是个矛盾;另外,Microthrix parvicella和其他一些丝状菌的生长受泥龄变化的影响相对较小,如果生物泡沫主要由这些微生物引起,采用此法效果不大17.6.2 降低曝气池空气输入率降低曝气池的空气输入率,能在一定程度上控制生物泡沫的发展.一方面,降低空气输入率相应减少了曝气池中微气泡生成量,有效降低曝气池中选择性浮选强度,而选择性浮选恰是活性污泥过程中泡沫产生的重要原因;另外,降低空气输入率能降低曝气池中的溶解氧浓度,抑制Nocardia等菌属的过度增殖34.但是,随着空气输入率的降低,曝气池中的硝化作用会受到抑制,出水浊度也会相应有所提高,这是采用此法控制泡沫问题时需要考虑的地方33.6.3 曝气池前增设生物选择器生物选择器是个混合池,使进入曝气池的污水先与回流活性污泥充分混合,在好氧,厌氧或缺氧的条件下停留一段时间,抑制发泡微生物的过度增殖,选择性发展其他微生物34.在厌氧或缺氧生物选择器中,建立高F/M,低DO或厌氧的条件,使兼性的絮凝体形成菌吸附并贮存水中大部分可溶有机物,通过夺去一部分发泡微生物赖以生存的营养源的方式对发泡微生物进行控制.好氧生物选择器也以控制某些发泡微生物的生长为最终目的,所不同的是,它所创造的是个好氧的环境.Paolo等在研究中用污泥负荷为11 kgBOD5/(kgMLSS d),平均接触时间为18 min的缺氧生物选择器有效控制了回流污泥中的Nocardia,但该选择器对Microthrix parvicella则无明显效果;当采用污泥负荷为24 kgBOD5/(kgMLSS d),平均接触时间为14 min的好氧生物选择器时则能对Microthrix parvicella有较好的控制作用35.6.4 选择性泡沫浮选或淘汰(SFW)通过对发泡污泥进行连续选择性浮选,处理并淘汰泡沫后,生物相中的发泡微生物会大大减少.Pretorius等通过研究发现,对发泡污泥选择性浮选4 h后,其中95%的发泡微生物得到了去除10.6.5 回流厌氧消化池上清液由于消化池上清液对Nocardia amarne有毒性,因此可以通过向曝气池引入消化池上清液来控制生物泡沫.需要注意的是,由于上清液COD和NH3-N浓度极高,因此把上清液引入曝气池后可能会恶化最终出水水质17.6.6 其他控制方法除了上述方法之外,向泡沫喷水,加强上部搅拌,添加化学药剂(如H2O2,O3和聚合铝盐等),投加特别微生物(如肾形虫),对回流污泥进行氯化以杀伤放线菌及降低污水pH等方法都能对泡沫起一定的控制作用,在运用时可根据实际情况加以选择.6.7 厌氧泡沫的控制对于污泥厌氧消化池中的泡沫问题,可以采用如下方法进行控制:降低污泥龄,在消化池顶部安装搅拌器,投加消泡剂(如聚合铝盐)及对污泥进行加热与处理(70 ,5 min).7 问题与展望对于活性污泥过程中的泡沫问题,目前已经展开了大量的研究并且也取得了一定的成果.但是活性污泥法中产生泡沫的机理及其影响因素都较为复杂,并且还经常会与污泥膨胀等其他异常情况同时出现,在对其控制上还缺乏广泛有效的手段,很多方面还有待于进一步的研究.(1)明确活性污泥过程中的泡沫产生机理.选择性浮选可以较好地解释活性污泥过程中泡沫的产生,因此可以对其进一步展开研究,对选择性浮选过程中的微气泡大小,絮体颗粒大小以及CIH等因素进行量化考察,明确这些指标在发泡过程中所起的作用.(2)采用现代先进的生物检测技术确定不同情况下发泡微生物的种类,较准确地判断发泡原因,以便能使用具有针对性的措施控制泡沫的产生.(3)运用数学模型把发泡微生物种类,浓度及各种发泡影响因素与发泡情况有机地联系起来,争取运用数学模型来有效预测,判断活性污泥过程中的发泡状况.(4)开发使用范围广,不利因素小和经济可行的组合泡沫控制技术来有效控制活性污泥过程中的泡沫问题.参 考 文 献1Linda L B,Anne E H,Greenfield P F,et al.Foaming in activated sludge plants: a survey in Queensland Australia and an evaluation of some control strategies.Wat.Res., 1991, 25(3):313317 2Paul P,David J.Causes and control of Nocardia in activated sludge.J.WPCF, 1990, 62(2):1431503 Pujol R,Duchene P,Schetrite S,et al.Biological foams in activated sludge plants: characterization and situation.Wat.Res., 1991, 25(4):1 3991 4044王凯军.活性污泥膨胀的机理与控制.北京:中国环境科学出版社,19925Anon.Milwaukee mystery: unusual problem develops.Wat.Swge.Wks.,1969,116:2136Soddel J A,Seviour RJ.Microbiology of foaming in activated sludge plants.J.Appl.Bact., 1990, 69:1451767Goddard A J,Forster C F.Stable foams in activated sludge plants.Enz.Microb.Technol.,1987,9:1641688David J.Towards a comprehensive model of activated sludge bulking and foaming.Wat.Sci.Tech., 1992, 25(6):2152309 Chacin E,Kocianova E,Forster C F.Foam formation, anaerobiosis and Microthrix Parvicella.J.JWEM, 1994, 8:53453710 Pretorius W A,Laubscher C J P. 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Wat.Sci.Tech., 1987, 19(2):1 0031 01111李探徽,彭永臻,陈志根,等.活性污泥法的生物泡沫形成和控制.中国给水排水,2000,17(4):737612Chun J,Kang S O,Hah Y,et al.Phylogeny of mycolic acid-containing actionmycetes.J.Ind.Microbiol., 1996, 17:20521313 Stratton H M,Brooks P R,Griffiths P C,et al.Cell surface hydrophobicity and mycolic acid composition of Rhodococcus strains isolated from activeated sludge foam.Journal of Industrial microbiology & biotechnology, 2002, (8):26426714Asa D W, Eva H, Maria R.Bulking and foaming caused by microthrex parvicella at three large sewage treatment plants in the greater Stockholm area.Wat.Sci.Tech., 1996, 34(56):28128715Soddell J A.Microbiology of foaming in activated sludge plants.J.App. Bacteriol.,1990,69:14517616 Francis L R,Lutgarde R.Role of filamentous microorganisms in activated sludge foaming:relationship of mycolata levels to foaming initiation and stability.Wat.Res., 2002, 36:44545917 Tipping P J,MIBiol C.Foaming in activated-sludge processes: an operator,s over view.J.CIWEM, 1995, 9:28128918Blackbeard J,Ekama G,Marais G.A survey of filamentous bulking and foaming in activated-sludge plants in South Africa.Wat.Pollut.Control,1986,85(1):9010019Reyes F L,Oerther D B,Reyes M F, et al.Characterization of filamentous foaming in activated sludge systems using oligonucleotide hybridization probes and antibody probes.Wat. 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废水产生及水质指标PAP常见的生产方法主要有金属还原法,催化加氢还原法,电解还原法.其中催化加氢还原法因其经济合理,较为普遍采用,该法生产对氨基苯酚废水主要产生于离心分离,蒸馏,反应釜清洗,地面冲洗等工序,污染物的主要组分有焦油,对氨,乙醇等.废水水质指标见表1:表1 废水水质指标一览表水量(m3/d)焦油(mg/L)对氨(mg/L)乙醇(mg/L)935400240005400002 废水处理方案选择由表1可知,废水中有机组分含量很高,若直接采用生物化学的方法,其能耗和代价极高.根据类似废水处理实际经验,该种废水处理的原则为点源治理(预处理)+综合生化处理. 废水预处理方法较多,但该废水中含有大量酒精,对氨基酚等有用成分,首选方案宜考虑回收利用酒精和对氨基酚.工程中采用多效蒸馏,活性炭吸附及加焦亚保护工艺,对PAP废水中的有用组分进行提取.日回收PAP1.10t,乙醇26.95t.废水经预处理后,水质指标见表2:表2 废水水质指标一览表(预处理后)水量(m3/d)CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)对 氨(mg/L)乙 醇(mg/L)pH色 度504200-55001260-18502000-230010006-7无色外观,放置微蓝废水经过预处理后,BOD5/CODcr=0.3-0.34,可生化性不佳.为进一步提高废水可生化性,工艺方案引入Fetton法,即以氯酸钠为氧化剂,以FeSO47H2O为催化剂,对PAP废水进行化学处理.3 废水处理工艺流程图图1 PAP废水处理流程图4 工程设计4.1 调节池设计平面3.03.0m,深2.0m,两座,地上式钢筋混凝土结构,内壁环氧树脂防腐.4.2 氧化池及氧化设施4.2.1 氧化剂该企业生产过程中,产生次氯酸钠废液,其有效氯10%,将此废液作为氧化剂,消化了企业生产过程中产生的废液,实现综合利用.4.2.2 亚铁盐采用FeSO47H2O,其中Fe19.50%,25kg 或 50 kg 包装.4.2.3 氧化剂与亚铁盐的配比每m3废水投入次氯酸钠溶液(10%):1.0L,FeSO47H2O: 1.5kg.二者同时投加,FeSO47H2O宜以溶液的方式投加,建议浓度30%,以提高药剂在水中的分散度.4.2.4 搅拌动力的输入有效功率30-60kw/m3废水,连续搅拌.搅拌装置水下部分采用316L不锈钢.4.2.5 氧化池的运行方式氧化池共2座,单池有效容积15m3,单池运行序批关系见表3:表3 单池运行序批关系作业内容进 水调节pH投氧化剂+亚铁盐搅拌反应运行时间8h30min15min4h4.3 转性池由于氧化池出水呈酸性,所以设置转性池,在转性池投加废碱液(废碱液为该企业副产品).各操作内容与时间间隔:调节pH静 置排水,对应时间间隔为:30min 30min 8h.4.4 UASB反应器4.4.1 设备UASB反应器利用企业废弃储罐改造制作,主体设备为2座完全相同的UASB钢质反应器,单座反应器平面尺寸2.5 m,高5.5m,上部为锥形,底部为柱体,总有效容积25m3.池底部设置布水系统,池上部设有三相分离器,废水经过三相分离器进行泥水分离后,进入生物接触氧化池处理,产生的沼气由集气管经水封箱后排放.4.4.2 废水废水来自转性池出水,主要含有PAP,乙醇和有机酸等,pH值为6.57.5,COD平均为2400mg/L,属高浓度有机废水,其BOD/COD为0.500.60,可生化性有所提高.4.4.3 接种污泥接种污泥为该集团制药有限公司剩余污泥,含水率为80%,VSS/SS为0.400.45,黑色.镜检时污泥中含杆菌,球菌和丝状菌,数量不多,活性较差,接种后反应器内污泥浓度为8-10kgSS/m3.接种污泥投入综合池通过提升泵加到UASB反应器.4.4.4 阳离子聚丙烯酰胺启动初期,投加阳离子聚丙烯酰胺以加速颗粒污泥的形成.将阳离子聚丙烯酰胺水解成质量浓度为2%的溶液,直接投入水泵吸水口处与废水混合,投加量为23 mg/L.4.4.5 启动过程启动初期出现了污泥过度流失现象.为改善污泥沉降性能,向反应器内投加阳离子聚丙烯酰胺,以促进污泥的絮凝,同时采用部分出水回流的方式,将随出水流出的悬浮污泥回流入反应器,以保证反应器内足够的污泥浓度.4.5 生物接触氧化池4.5.1 设备生物接触氧化池采用该企业废弃多年的钢质储罐,主体设备为1座圆形钢质氧化池,氧化池平面尺寸7.0 m,高4.5m,总有效容积150m3.池顶部设置出水系统,接触氧化池出水进入沉淀池.采取连续进水,连续出水的运行方式.4.5.2 曝气量的控制接触氧化池内混合液之DO2.0mg/L,检测部位接触氧化池的出水口.调试工作中可按下式估算系统供气量:供气量=fo(So-Se)Qfo 废水流量So Se 进出水BOD5的浓度Q耗氧系数,一般为1.01.2kgO2/kg BOD54.5.3 回流污泥量的控制按照回流污泥和混合液污泥浓度来调节,污泥回流比R由下面关系式得出:R=X/(Xr-X)X接触氧化池活性污泥MLSS浓度Xr回流污泥浓度4.5.4 剩余污泥排放量的控制按污泥龄(SRT)调节,试运行时建议SRT=30d,SRT可由以下公式计算:SRT=接触氧化池中活性污泥总量/系统排出的污泥量5 运行效果该工程与2004年11月投入运行,2005年4月污泥驯化工作结束,优势菌种形成.一年半以来系统运行平稳,出水水质稳定,检测数据如表3:表3 出水水质指标一览表CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)挥发酚(mg/L)氨氮(mg/L)pH62-898-110.1-0.34-86-9废水处理成本4.90元/m3(不含综合利用效益).目前,该企业正在建设2000m3/d污水处理设施.采用本工艺处理PAP废水,具有如下优点:对废水中有用组分加以回收,节约了产品生产过程中原辅材料的消耗;利用企业废弃的金属储罐作为反应器(池),大大节约建设投资,缩短建设周期;因地制宜地选用氧化剂,催化剂,降低运行成本,减少药剂的储存量;系统虽然驯化时间较长,但耐水量,水质负荷冲击;本方法尤为适合催化加氢还原法生产PAP的生产过程产生的废水.参 考 文 献(略)作者简介:陈金思(1976- ),男,汉族,安徽合肥人,硕士,工程师.1999年大学毕业,现为安徽省化工设计院安全环保室主任,一致从事化工环境保护设计及研究工作,已公开发表论文10余篇,主持环境保护设计与研究项目30余项.联系电话0551-4654231(兼传真)国内外硫酸工业废水处理技术进展蒋少军 俞守业 梅建辉(中国石化集团南京设计院,江苏 南京 210048)【摘 要】本文对硫酸生产废水的国内外处理技术进行了全面的阐述,重点介绍了各种处理技术的原理,工艺流程及技术进展,主要处理方法的选择要点.【关键词】硫酸 硫酸废水 处理流程 技术进展 除砷 石灰法 铁盐法1 硫酸废水的排放量及废水水质硫酸工业废水的排放量及废水水质,与所用的原料及原料的成分,所采取的工艺流程以及操作管理水平等因素有着密切的关系.目前国内的硫酸生产,大都以硫铁矿,硫磺,冶炼烟气等为原料制酸.近几年来,由于磷肥工业的发展,利用磷石膏联产水泥的制酸技术也逐步发展和应用,本文主要讨论以硫铁矿制酸的废水处理技术进展.1.1 硫酸废水的排放量以硫铁矿为原料的硫酸生产中的净化工艺,国内一般采用稀酸洗和水洗两大流程.由于水洗净化流程是用一次性洗涤水,所以废水量大,而稀酸洗净化工艺的废水主要来自少量生产污水地坪冲洗,设备冲洗以及事故时短期排放的废水,所以其废水排放量较小.水洗净化工艺有几种不同类型的净化流程,由于流程不同,所需洗涤水量也不同,即排放的废水量也不同,各种水洗流程的废水排放量如表1所列:表1 各种水洗流程废水排放量流 程文 泡 文文 泡 电二文一器一电二文,一文水串用废水量(m3/t酸)12159127845从表中可以看出,二文,一文水串用的水洗流程,废水排放量最少.稀酸洗净化流程的废水排放量与操作管理水平关系很大,实际废水排放量与设计值有关,而设计值是根据工艺操作要求,对生产污水排放量,每班冲洗地坪,冲洗设备次数,冲洗时间,冲洗水量进行统计和测算而确定的,因而操作管理不严格就很容易使废水排放量大大增加.1.2 废水水质废水的水质与原料的成分有密切关系,以硫铁矿为原料,鉴于国内硫铁矿品位低,杂质多,废水中除了含有硫酸,亚硫酸,矿尘(三氧化二铁)之外,尚含有砷,氟,铅,锌,汞,铜,镉等.考虑到含砷废水危害较重,国内一般限制硫铁矿中含砷的量在0.1%以下,最好在0.05%以下,很少有使用高砷,氟的硫铁矿作原料的.在硫酸工业废水处理中,主要以处理废水的酸度以及砷,氟等主要的有害物质.个别情况,除上述几种有害物质外,还含某种或某几种重金属离子,其浓度较高的,则应注意要将该种或该几种金属离子降至标准以下.国内部分硫酸厂排放废水主要有害物质含量见表2.表2 国内部分硫酸厂排放废水主要有害物质含厂 名砷mg/L氟mg/L总酸度g/L厂 名砷mg/L氟mg/L总酸度g/L南化公司318157838四川化工厂2460610上海硫酸厂513103025昆明冶炼厂0.17.02.54吴泾化工厂2.55607523葫芦岛锌厂0.17.02.54苏州硫酸厂0.510株州化工厂471386022024杭州硫酸厂1.439韶关冶炼厂111302416045金昌冶炼厂27610358贵溪冶炼厂800015000120017005080冶炼气制酸的废水中,砷,氟及某些重金属离子的含量均较高.磷石膏制酸的废水主要含氟及悬浮物.总之,硫酸工业废水水量及水质变化范围幅度较大,应根据工艺物料平衡计算,再考虑各方面的影响因素来最终确定废水的设计值.2 国内外硫酸工业废水处理工艺技术概述硫酸工业废水的处理,通常均采用中和法处理工艺,而中和法处理系统一般分成三个组成部分:中和药