羧甲基纤维素钠生产废水处理工程调试及运行管理

Comment 园园园园1 参考文献 1 Comment 园园园园2 根据贵编要 求新增内容 Comment 园园园园3 该行业的生 产废水中 COD NaCl 和总盐 含量均很高 表中数据均为 标准方法检测的均值 Comment 园园园园4 厂区处理后 接入园区污水处理厂进一步 处理至一级标准后排放 故 只需处理至三级标准 此处 添加 污水处理达标后排放 至园区污水处理站进一步处 理 妥否 羧甲基纤维素钠生产废水处理工程调试及运行管理 余泽强 江葱 蒙钟代 李家祥 南京绿岛环境工程有限公司 江苏南京 210046 摘要 羧甲基纤维素钠 简称 CMC 生产废水具有盐分高 COD 高的特点 采用 初沉池 均质池 水解酸化池 厌氧池 载体流化床 絮凝沉淀池 工艺 调试 100d 后出水达 污水综合排放标准 GB8978 1996 中三级标准 调试过程中遇到厌氧跑泥 好氧污泥絮凝性差 好氧池水温过高污泥老化 等问题 经过试验研究并调整运行方式 结合精细化的管理 最终保证了系统稳定运行 出水达标 关键词 羧甲基纤维素钠 高盐 高 COD 污泥 絮凝 水温 Commissioning and operation of wastewater treatment from Sodium carboxymethyl cellulose production Yu Zeqiang Jiang Cong Meng Zhongdai Li Jiangxiang Nanjing Green Island Environmental Engineering Co Ltd Nanjing 210046 China Abstract Sodium carboxymethyl cellulose CMC industrial wastewater has the characteristics of high salinity high COD Using the primary sedimentation tank homogeneous pool hydrolysis acidification pool anaerobic pool CBR pool flocculation sedimentation tank process after commissioning 100 days the effluent can meet the three level standard of integrated wastewater discharge standard GB8978 1996 The problems of anaerobic sludge run poor aerobic sludge flocculation and aerobic pool water temperature in the commissioning process shall be tested and studied after adjusting the mode of operation with refine management to ensure the stable operation and effluent quality Key words Sodium carboxymethyl cellulose high salinity high COD sludge flocculation Water temperature 羧甲基纤维素钠 简称 CMC 作为一种增稠剂和黏结剂被广泛应用于食品 日化 医药等多个领域 是当今世界上使用范围最广 用量最大的纤维素种类 羧甲基纤维素钠生产废水 COD 达 60 100g L NaCl 含量达 140 160 g L 总盐 200 220g L 包括氯化钠和其他钠盐 废水中超高浓度的 COD 与 NaCl 含量使 其生化处理技术发展缓慢 1 工程上多采用多效蒸发法处理这类高盐 高 COD 废水 但多效蒸发技术又 有高昂的处理费用和较大的运行管理难度 笔者将羧甲基纤维素钠生产废水与企业其他类型废水按比例 混合至总盐含量为 35g L 后进行生化处理 达到运行稳定 成本可控的效果 1 工程概况 重庆某化工企业日产生羧甲基纤维素钠生产废水 100m3 d 循环冷却水 300 m3 d 厂内生活污水 200 m3 d 共计 600 m3 d 各类废水水质见表 1 该企业于 2013 年 4 月底开始投产 污水站同期开始调试运 行 表 1 各类废水水质参数 表中数值这么高 项目 水量 m3 d CODcr mg L NaCl mg L 总盐 mg L NH3 N mg L TP mg L pH 生产废水100 80000 2000 0 150000 10000210000 10000 5 1 5 11 循环冷却水300 100 200 200 5 17 8 生活污水200450 200 1000 1000 10 57 8 混合后均值600130002500035000 5 15 11 根据各类废水水量及水质计算得到混合废水平均水质参数 并以此作为设计进水水质 出水执行 污水综合排放标准 GB8978 1996 中三级标准 污水处理达标后排放至园区污水处理站进一步处理 要求标准这么低 设计进出水水质参数见表 2 表 2 设计进出水水质参数 项目CODNaCl总盐NH3 NTPSSpH Comment 园园园园5 污水综合 排放标准 GB8978 1996 该二项指标的三级标 准要求为 本污水站 所处理污水缺 N P 运行 中尚需投加一定量的 N P 作为营养元素 出水 N P 检测值均 0 5 故此照标准 中写为 不知可否 Comment 园园园园6 因高盐水生 化处理系统对盐分稳定要求 高 故设两个均质池 比如 A 均质池先按盐分要求配好 水后开始往后续处理单元进 水 此时进行 B 池配水 待 A 池水处理完后 此时 B 池 刚好配好水 B 池开始往系 统进水 A 池开始配水 如 此交替运行 Comment 园园园园7 本工程所采 用的厌氧池含有脉冲布水系 统 弹性填料和两相分离器 工程上常简称为接触厌氧池 但本质上应属于 UASB 工艺 此处若改为 厌氧池 不知 可否 Comment 园园园园8 载体流化床 Comment 园园园园9 已补充 Comment 园园园园10 重庆市茶园 污水处理厂 Comment 园园园园11 参考贵编指 导的 文章写作参考 10 调 试问题 解决方法 模式 将第三章分为 3 1 异常现象 3 2 解决措施两个板块 两 个板块内分别补充 1 厌 氧跑泥 2 好养池 SV30 过高 3 好氧污泥难沉 降 4 水温过高污泥老 化四部分内容 2 mg L mg L mg L mg L mg L mg L 设计进水130002500035000 5 15005 11 排放标准500 规范无要 求 规范无要求 4006 9 本工程主体上采用 两相厌氧 好氧 的组合处理工艺 见图 1 生产废水经过初次沉淀池絮凝沉淀 后 在均质池与生活污水 循环冷却水混合配水至适宜的浓度 同时在均质池投加酸碱调节 pH 值 投加 必需的 N P 元素 配置好的废水由水泵抽至水解酸化池 2 个均质池一用一备交替配水 进水 如何操 作 水解酸化出水经水泵抽至厌氧池 厌氧出水自流至载体流化床 CBR 池 混合液中污泥在中间沉 淀池沉淀并回流至载体流化床 上清液自流至絮凝沉淀池加药沉淀 絮凝沉淀池出水达标排放 系统内 栅渣 污泥收集脱水后外运处置 生活污水 生产废水 外运处置 达标排放 图 1 废水处理工艺流程 2 调试过程 工程基础设施建成后 将各类废水按一定比例在均质池配制成 NaCl 含量为 3g L 的混合废水 所有设 备联动 将该浓度的废水用水泵抽至水解池 装满后依次进入下一单元 所有构筑物装满废水后 往水 解池 接触厌氧池 CBR 池接种污泥 所选接种污泥为含水率 80 的重庆市茶园污水处理厂脱水生化污泥 其中水解酸化池接种污泥 10t 接触厌氧池接种污泥 90t CBR 池接种污泥 5t CBR 池接种污泥后闷曝 12h 然后正式开始进行耐盐生化污泥的驯化 污泥驯化第一周按水量 300m d NaCl 含量 3g L 的控制指标进水 因该工程废水中总盐含量与 NaCl 浓度比值为 7 5 故以 NaCl 作为盐分提升的控制指标 每周提升一次配水 NaCl 含量 提升量为 3g L 系 统 NaCl 含量达 21g L 后 每周盐分提升量改为 2g L 第 9 周配水 NaCl 含量达到设计值 25g L 然后每周 增加 100m3 d 的进水量 3 周后进水量达到设计值 600m3 d 盐分及负荷提升过程共计 12 周 满负荷运 行 10d 后系统趋于稳定 3 调试中异常现象及解决措施 3 1 异常现象 1 厌氧跑泥 污泥驯化期间 进水 NaCl 含量达 15g L 时 厌氧池表面逐渐漂起浮泥 其后浮泥量 逐渐增多 最终浮泥厚度达 200mm 同时池内污泥浓度降低 出水 COD 逐渐升高 浮泥外形似凝胶 触 摸有滑腻感 厌氧池产生浮泥前后池面变化情况见图 2 格栅均质池 1 2水解酸化池厌氧池载体流化床中间沉淀池 泵 泵 格栅初沉池污泥脱水 酸碱 营养元素 污泥回流泵 絮凝沉淀池 PAC PAM PAC PAM 聚合硫酸铁 循环冷却水 Comment 园园园园12 参考贵编指 导的 文章写作参考 4 硫磺 溶剂贫液泄漏对循环水的影 响分析 模式 此处添加现 场正常时与异常时的对比图 片 Comment 园园园园13 增加各参数 变化情况表 Comment 园园园园14 第 7 周前半 周 Comment 园园园园15 已修改 Comment 园园园园16 模式同批注 1 Comment 园园园园17 表述方式修 改 Comment 园园园园18 参考文献 2 3 a 厌氧池正常时 b 厌氧池产生浮泥时 图 2 厌氧池产生浮泥前后池面变化 2 好氧池 SV30过高 本系统好氧单元采用 CBR 工艺 调试初始控制污泥回流比 60 进水调试第 1 周系统 SV30 10 MLSS 1500mg L 随着进水盐分及 COD 浓度的提升 到第 4 周进水 NaCl 含量为 12g L 好氧系统 SV30 40 MLSS 4000mg L 第 7 周进水 NaCl 含量为 21g L 好氧系统 SV30 95 MLSS 4500mg L 系统 SV30过高 为降低 SV30值 采取降低回流比至 30 但 3d 后 SV30增至 100 出水浑浊 COD 值升高 各参数变化情况见表 3 表 3 污泥性状及出水水质参数变化情况表 调试阶段 SV30 MLSS mg L 污泥回流比 出水 COD mg L 第 1 周10150060250 50 第 4 周40400060250 50 第 7 周前半周95450050300 50 第 7 周后半周1004000101000 50 3 好氧污泥难沉降 系统进水调试第 9 周时 进水 NaCl 含量为 25g L 好氧系统污泥难以沉降 污泥随出水流失 系统内 MLSS 降低至 1500mg L 出水浑浊 COD 值超标 4 好氧水温过高污泥老化 系统调试第 11 周时正值 7 月底 当地气温最高达 40 此时系统进 水量 500m d 厌氧出水水温 35 但 CBR 池内水温达 43 好氧池内有褐色泡沫 污泥沉降速度快 SV30降至 15 30 MLSS 2500 4000mg L 出水浑浊 但对出水增加絮凝剂投加量絮凝后 COD 仍达标 3 2 原因分析及解决措施 1 厌氧跑泥 原因分析 污泥上浮是企业车间内羧甲基纤维素钠产品带入废水处理系统所致 羧甲基纤维素钠密 度为 0 5 0 7g cm3 预处理时投加 PAC PAM 等絮凝剂可去除废水中所带来的该产品 但初次沉淀池内生 产废水高盐废水中 NaCl 含量达 140 160 g L 废水密度约 1 116 103kg m3 远大于羧甲基纤维素钠与 PAC PAM 所形成的的絮体 絮体无法在初次沉淀池沉淀去除 大量含 CMC PAC PAM 的絮体上浮并进 入后续单元 CMC 具有增稠 黏结等功能 在厌氧池内积累到一定程度后 与厌氧池内污泥 有机物黏 结成凝胶类物质 其密度小于 NaCl 含量为 15g L 的盐水 当系统盐分达到 15g L 时 大量凝胶状污泥上 浮 2 解决措施 通过实验确定初沉池 PAC 最佳投药量 1000mg L PAM 最佳投药量 10mg L 保证对 CMC 的絮凝效果 在平流沉淀池面增设刮渣板 加强表面浮泥的清理工作 保证含 CMC 产品的絮体不进入均 质池 将厌氧池面浮泥清除出系统 消除已进入系统的 CMC 对生化污泥的持续影响 按该措施实施 2 周 后厌氧系统恢复正常 其后对生产废水严格执行该预处理方法 污水站再未出现同类现象 2 好养池 SV30过高 原因分析 对比 MLSS 和 SV30两个参数 当 NaCl 含量为 21g L 好氧系统 SV30 95 MLSS 4500mg L Comment 园园园园19 参考文献 3 Comment 园园园园20 参考文献 4 Comment 园园园园21 负荷过高 活性污泥中含有很高的能量 水平 排水工程 下 活 性污泥法基本原理及反应动 力学 Comment 园园园园22 引自 排水 工程 下 附录 15 生物 处理构筑物进水中有害物质 容许浓度 Comment 园园园园23 参考文献 5 Comment 园园园园24 采用数学归 纳法推导出的系统内铁浓度 公式 an为第 n 次平衡后系 统内 Fe 的浓度 3 75 0 375 为常数 n 为第 n 次平衡 Comment 园园园园25 聚合硫酸铁 Comment 园园园园26 添加说明性 文字 Comment 园园园园27 1 5 指 CBR 出水样 见批注 20 表头改 为 CBR 出水在不同 pH 值环境下絮凝反 应的效果 可否 Comment 园园园园28 指试验样所 进行絮凝反应的 pH 值环境 Comment 园园园园29 指试验样反 应后的 pH 值 4 时 污泥 SVI 211mL g 为污泥膨胀的表现 3 当系统 NaCl 含量为 21g L 时 在高盐环境下形成的菌胶团 较普通活性污泥中菌胶团粒径小 分散 絮凝性差 出现 SV30值高 SVI 指数高等问题 均为高盐 高 COD 废水好氧系统中正常表现 运行中刻意减小污泥回流比导致污泥流失 MLSS 减小 系统缺乏足够成 熟的菌胶团处理污染物 4 污染物浓度高而成熟的菌胶团少 活性污泥能中含有很高的能量水平 系统内 微生物处于对数增殖期 对数增殖期的活性污泥吸附 凝聚能力更差 持续减小回流比则成熟的菌胶团 持续减少 处理效率持续降低 解决措施 将污泥回流比增至 60 运行 3d 后系统 SV30降至 90 上清液清澈 出水 SS COD 恢复 正常 3 好氧污泥难沉降 原因分析 在 NaCl 含量为 25g L 总盐 35 g L 的高盐环境下 废水密度已接近海水密度 1 025 103kg m3 而普通活性污泥的比重约 1 002 1 006 污泥难以沉降 同时高盐环境下的活性污泥粒 径小 絮凝性差 易分散于水中并随出水流失 普通的自然沉降已难以达到泥水分离的目的 解决措施 为强化污泥絮凝性 保持系统内生物量 结合现场实验 对 CBR 出水投加 10mg L 的聚合 硫酸铁 一般认为生物处理对 Fe 的容许浓度为 10mg L 引自哪里的文献还是规范 所选聚铁中 Fe 的 含量为 20 该投加量在微生物承受范围内 具有吸附絮凝性能的聚合硫酸铁作为晶核 将分散的微生 物吸附并形成较大粒径的菌胶团 增大菌胶团的密度保证沉淀分离效果 在中间沉淀池泥水分离后将污 泥回流至 CBR 池内 5 污泥及混合液总回流比为 60 整个好氧系统内聚铁浓度增加并逐渐趋于平衡 通 过数学归纳法计算得第 n 次平衡后系统内聚铁浓度公式为 an 3 75 3 75 0 375 0 3752 0 3753 0 375n 1 这是什么数值 意义 对 an求极限得 系统内聚铁最终累积浓度为 6mg L 在生物承受范围内 按该法运行 7d 后 系统出 水逐渐清澈 COD 达标 MLSS 恢复至 3500mg L 其后持续以该参数投加聚合硫酸铁 系统无其他不良反 应 4 好氧水温过高污泥老化 原因分析 由 SV30与 MLSS 指标计算得高温时 SVI 值为 60 75mL g 此时水温高 污泥沉降性差 出 水浑浊 曝气池有深褐色泡沫 是水温过高引起的污泥老化问题 CBR 池水温较厌氧池高 8 热量来源 为 1 系统已接近满负荷运行 好氧单元 COD 去除负荷达 2 5kgCOD m3 d 大量的有机物被微生物通 过新陈代谢降解 反应过程释放大量的热量导致水温升高 2 风机出口处空气温度达 99 空气与水接 触时将空气中热量传递至水中 3 进水水温升高 厌氧出水水温已经达 35 与 1 2 所述热量叠加 即达 40 以上 解决措施 短期内增设冷却塔或换热器对好氧池降温并不现实 出水絮凝后水质仍较好 说明可驯 化出耐高温的耐盐菌 可加强絮凝单元以保证出水水质 均质池一般调节 pH 值至 7 5 左右 废水中大量 有机酸在 CBR 池内被消耗 CBR 出水 pH 值上升至 8 5 对 CBR 池出水进行絮凝试验 试验发现不同 pH 值环境下絮凝效果差异显著 见表 4 表 4 CBR 出水在不同 pH 值环境下絮凝反应的效果 项目1 2 3 4 5 反应 pH 值 8 58 07 57 06 5 PAC 投加量 mg L500500500500500 PAM 投加量 mg L1010101010 反应现象 沉降分离快 絮 体大 但上清液 浑浊 沉降分离快 絮 体大 但上清液 浑浊 絮体大 反应有 气体生成 上清 液较清澈 絮体大 上清液 清澈 反应中生 成大量气泡 絮体大且多 反 应生成大量气泡 污泥随气泡上浮 反应后 pH 值7 97 67 17 16 6 反应后 SS mg L6126072296479 反应后 COD mg L542548368251213 Comment 园园园园30 参考文献 6 Comment 园园园园31 已修改 5 实验显示当絮凝反应 pH 值 8 0 时 大量 PAC 与水中碱度发生反应 絮凝效果不佳 当调整 pH 至 中性环境 大部分 PAC 参与絮凝反应 出水水质好 废水中由生物代谢产生的大量 CO2在溶于水中 在 pH 值 8 0 8 5 时主要以 HCO3 形式存在 当加酸调节 pH 值 7 5 时 HCO3 与 H 反应 产生 CO2粘附于絮 体上 致使实验中污泥上浮 6 实践中选择在中间沉淀池出水堰处投加盐酸将 pH 值调至 7 0 再跌水进 入絮凝沉淀池投加絮凝剂进行泥水分离 所产气泡在跌水过程中散发 按此参数运行 1d 出水即达标 其 后 CBR 池水温最高达 46 时 出水仍稳定达标 5 运行管理 高盐 高 COD 废水生化处理系统的稳定性受多方面因素的影响 精细化管理对保证系统稳定 出水 达标至关重要 在该污水站的日常运行中 对配水盐分 MLSS SV30 pH 值 药剂投加量等各单元参数 的检测任务落实到人 并由相邻工作组的人员复测确认 建立各单元定时巡检点与操作规程 建立完善 的奖励与处罚制度 定期组织污水处理站员工技术培训 通过精细化管理 提升操作管理人员业务水平 和责任心以保证系统运行的稳定 6 参数校核 系统稳定运行后 选取 9 月份 30 天内厌氧 好氧系统运行参数 见图 3 厌氧 好氧系统去除负荷 见图 4 该月份厌氧进水 COD 均值为 13209mg L 厌氧出水 COD 均值为 5608mg L 厌氧系统平均 COD 去除负荷为 2 53kgCOD m3 d 超过原设计的 2 5kgCOD m3 d 容积去除负荷 好氧出水 COD 均值为 309mg L 好氧系统平均 COD 去除负荷为 3 12kgCOD m3 d 超过原设计的 3 0kgCOD m3 d 容积去除负 荷 图 3 9 月份 30 天内厌氧 好氧系统进出水 COD 值 Comment 园园园园32 已修正 Comment 园园园园33 数值已修改 但该数值为大概数据 不同 水质和设备的运行费用 设 备维护费用差异很大 我所 做过的多效蒸发运行费用均 在一百元 吨高盐废水以上 此处如有不严谨之嫌疑 可 去掉 Comment 园园园园34 该句如有不 严谨之嫌疑 可去掉 6 图 4 9 月份 30 天内厌氧 好氧系统去除负荷 7 运行费用分析 请重新核对数值 1832 5 开始有误 系统满负荷稳定运行后 经测算得 日耗电 3331 5 度 d 电费 0 55 元 度 即电费 1832 33 d 各类 药剂费合计 1715 00 元 d 污泥处置费合计 1260 00 元 d 污水站 7 名操作管理人员 月工资合计 30800 元 月 即人工费 1026 67 元 d 各类费用合计 5834 00 元 d 满负荷时处理水量 600m3 d 含 100 m3 d 的高浓度生产废水 即该污水站运行总成本为 9 72 元 m3 折合成高浓度生产废水处理成本为 58 34 元 m3 每吨高盐废水的处理成本低于多效蒸发技术的 100 元 吨以上运