苏州碱一体化废水处理设施创新为魂

苏州碱一体化废水处理设施创新为魂

　近些年，污水处理技术得到了进一步发展，污水的能源回收可以保障污水质量。厌氧生物技术不仅可以实现污水净化，还可以产生大量高热值沼气能源，在污水处理方面得到了广泛的应用。但是在现阶段，诸如甲烷产率低，反应器操作不稳定以及难以满足出水水质排放标准等问题，需要进一步进行解决并完善。

　　1、厌氧膜生物反应器的工艺操作效果及影响因素

　　1.1 厌氧膜生物反应器的典型工艺

　　通过分离厌氧反应器和膜形成厌氧膜生物反应器。有四种常用的厌氧反应器：分别是混合的厌氧反应器，厌氧流化床、上流式厌氧污泥床和厌氧污泥膨胀床反应器。混合厌氧反应器与膜生物反应器结合，操作较为简单，成本低，使用广泛，但有着较差的出水质量，造成的膜污染会比较严重。相比之下，混合厌氧反应器与膜生物反应器结合、上流式厌氧污泥床与膜生物反应器结合这两种形式，具有污泥颗粒较大，膜污染较少等特点，有机工业废水浓度高，处理应用程序的潜力很大。厌氧污泥膨胀床反应器与膜生物反应器结合，以及厌氧流化床与膜生物反应器结合，这两种形式由于添加载体而具有较低的悬浮污泥浓度，并且上清液中溶解的微生物产物含量低于混合的厌氧氧反应器与膜生物反应器结合形式，有着较低程度的膜污染。然而，由于载体膨胀所需的大量能量消耗，在设计反应器时选择载体的类型和颗粒的尺寸对膜污染和操作成本具有重大影响

　　1.2 去除污染物

　　由于膜的保留，与常规厌氧过程相比，厌氧膜生物反应器在去除有机污染物以及固体悬浮固体方面具有很大的改进。不同厌氧膜生物反应器工艺，在对某些低浓度合成或者是高浓度有机废水与城市实际废水进行处理的操作条件和操作效果。当厌氧膜生物反应器对浓度低的城市污水进行处理时，有机负荷范围为0.3～5.0kg氧气需求/(m3•d)，需求氧气的平均去除率约为80%，高达95%，固体悬浮物的去除率会有99%。当厌氧膜生物反应器对浓度高的有机废水进行处理时，一般有机负荷高于5.0kg氧气需求/(m3•d)，稳定运行期间反应器的氧气去除率为80%～90%，最高达99%。高效的厌氧膜生物反应器在去除城市污水中的大多数痕量有机污染物，有着比较好的效果，如药物，个人护理产品以及内分泌干扰物。Dutta、Monsalvo等人应用两级厌氧流化床结合膜生物反应器与上流式厌氧污泥床结合膜生物反应器对城市污水进行处理，一些微量有机物达到90%以上的去除率，该机制包括厌氧生物降解，生物载体或者是颗粒污泥的吸附，以及膜保留。但是，厌氧膜生物反应器处理城市废水中氮与磷的效果有限，需要通过后续工艺进一步去除或再循环。

　　1.3 影响因素

　　用于城市废水处理的类型不同反应器的典型工艺参数，其中有污泥停留时间、有机负载、水力停留时间和温度。厌氧膜生物反应器在污泥停留时间长的条件下操作(大于30d)，而类型不同的反应器水力停留时间范围不同。全混合厌氧反应器结合膜生物反应器运行需要较长的水力停留时间较长(大于10h)；上流式厌氧污泥覆盖结合膜生物反应器在水力停留时间通常是10h左右;厌氧流化床结合膜生物反应器具有最短的水力停留时间，可稳定运行，不超过8h。随着水力停留时间的减少，污泥负荷将增加，这可能影响氧气需求去除率，甲烷产率以及厌氧膜生物反应器的纯度。然而，一些研究表明，水力停留时间的减少对流出物的需氧量几乎没有影响，这主要是因为膜的保留。在厌氧生物的降解过程中温度会对其造成很大影响。在高温下，微生物有较高活性，温度降低，微生物就会随之降低活性，水解速率也会因此降低，就会降低需氧量去除率以及甲烷产率。特别是当温度降到15℃以下时，甲烷在水中的溶解度增加，导致甲烷回收率下降。然而，一些研究发现，长期低温操作能够改变厌氧生物反应器中的微生物结构，主导细菌是氢型产甲烷菌，可以实现稳定的甲烷产生。不只

1、钢铁生产企业外排水污水主要类型

　　通过对钢铁生产企业外排水来源进行分析，可将外排水污水分为以下三类：

　　1.1 钢铁生产工序产生的污水

　　这是污水的主要类型，即钢铁生产过程中产生的废水，包括在烧结、焦化、以及冷轧、热轧、连铸过程中产生的废水。这些废水中泥沙、腐蚀产物、水垢等悬浮物和油脂含量，直接排放将会对环境产生很大的影响。

　　1.2 水制取过程中产生的污水

　　水制取过程中产生的污水指的是通过生产各环节的补充水过程进入企业循环水系统，进而被排放到污水中，成为污水的一部分。例如：脱盐水、纯水以及软化水等，在这些水制取过程中主要生产的是浓盐水。浓盐水若是不加以处理而以直接模式排放，则会对附近河道水源产生影响，进而影响河道生态平衡。

　　1.3 系统排污水

　　系统排污水包括敞开式、密闭式的循环冷却水系统，这部分污水往往阻垢剂、缓蚀剂、分散剂等还原性较强物质含量较高，需经过净化处理后才能进行排放。

　　2、钢铁生产企业外排水污水处理工艺

　　由于钢铁生产企业原水为外排水，水中浊度及有机物含量较高，经加药、混合反应、凝聚、沉淀及过滤后去除水中大部分的悬浮物及大颗粒的有机杂质，确保出水浊度≤3NTU，经净化处理有机物的去除率约30-40%，为防止微生物的膨胀，净水系统进水需投加杀菌剂。

　　钢铁生产企业外排水污水处理工艺：

　　2.1 格栅渠、筛网、漏网过滤悬浮物

　　钢铁生产企业外排水产生的废水通过排水渠自流至格栅渠，经机械格栅截留栅渣、氧化铁皮和粗大的悬浮物，可实现连续清渣的目的。截留的栅渣、氧化铁皮和粗大悬浮物外运处置。

　　2.2 调节池降解

　　COD废水经过格栅渠后自流至调节池，集水调节池内设置穿孔曝气装置，除具有调节水质水量的功能外，兼调节水温和预曝气的功能，有生化反应功能，可对废水中COD有初步降解效果。

　　2.3 凝聚剂加药装置吸附小颗粒杂质

　　由于原水水中含有悬浮物、胶体及有机物等杂质，这些杂质往往带有一定量的同性电荷，它们相互排斥，难以自动聚集成大颗粒，凝聚剂是长链的高分子聚合物，在水中可形成带电荷的多功能基团，它具有压缩胶体双电层作用，同时对异性电荷起到中和的作用，而且每一个基团都可以吸附水中分散的悬浮物、有机物、胶体等小颗粒杂质，使其凝聚成大颗粒絮状矾花，便于全自动净水器沉淀及过滤去除。

苏州碱一体化废水处理设施创新为魂

　2.4 杀菌剂加药杀藻

　　通过投加杀菌剂可防止净水系统微生物的繁殖，防止净水系统管道及滤料的阻塞，由于原水外排水受外界温度的影响，有机物含量较高，特别是夏季水中具有大量的藻类物质，因此在系统中设置一套杀菌剂加药装置，用于净水器前的杀藻，以保证净水系统及后级处理设备能安全工作。

　　2.5 管道混合器

　　管道混合器设在净水器进水母管上，用于加药后药液与进水充分混合，使原水及药剂混合均匀。管道混合器的流速1-1.5m/S，混合器的设计按流量统一考虑，采用较低流速。药剂的投加点设在混合器进水口前0.3米以外。

　　2.6 平流气浮装置

　　原水经溶气泵闭路循环高速喷射入溶气罐时，通过特殊装置吸入空气，在2~2.5kgf的压力下(空压机作用)，此时溶气水压力迅速恢复至常压，释放出的大量微气泡吸附凝聚原水中悬浮杂质上，造成杂质整体比重小于原水的状态，依靠微气泡的浮力，使其上浮至水面，从而达到固液分离的目的，同时可以去除水中石油类污染物。

　　2.7 高效斜板沉淀池

　　斜管沉淀池采用乙丙共聚、玻璃钢或聚氯乙烯蜂窝斜管，倾角为60°，斜长1m，内切圆直径为35-50MM不等，根据水质可以改变内切圆直径，以达到最佳沉淀效果。可根据用户要求或原废水的试验数据来设计加工斜管沉淀器，使用时一般都要投加混凝剂。适用于广大农村、乡镇、农场、部队营房和中小企事业单位改善生活饮用水水质及小型废/污水项目。

　　2.8 中间水池和净水器净水技术

　　高效斜板沉淀池出水自流进入中间水池，作为深度处理的过渡。此外，通过净水器剩余污泥的循环回流，进行絮凝反应，使进水与污泥具有更大的接触凝聚面积，提高污泥的凝聚效率，使原水中的小矾花凝聚成较大的矾花，为斜管沉降创造有利条件。

　　2.9 排放水池

　　排放水池设置在线pH仪和加硫酸系统，调节废水pH，保证后续出水pH正常。废水经处理后，部分处理水用于厂区杂用，剩余处理水达标排放。净化水泵用于净化水的提升，经提升后向后级系统供给净化水。

考虑水力停留时间和温度，甲烷回收率也受到进水需氧量和硫酸盐比率的影响。为了将甲烷产率提高，可以对温度和水力停留时间进行调整，进而减少进水硫酸盐。

　　2、厌氧膜生物反应器的应用前景

　　在近几年，很多研究证明了厌氧膜生物反应器工艺，在城市处理污水中的应用具有经济性和可操作性。但是城市污水中的氮磷营养素未被有效去除，这就是厌氧膜生物反应器的在城市污水处理中应用的严重障碍。在这样的情况下，研究人员尝试将其他技术结合厌氧膜生物反应器，以达到去除和回收氮、磷的目的：

　　(1)结合厌氧氨氧化技术。

　　厌氧氨氧化技术把NO2-N当做电子受体，将污水中的氨氮氧直接化成氮气。在低温条件下，氨氮(大于80%)与总氮去除率(大于75%)更高，应用在污水脱氮方面有良好的潜力。

　　(2)结合光合自养技术。

　　厌氧膜生物反应器的出水含有很多氮和磷营养物，能够成为光合生长微藻的基质，生物固氮因此实现，微藻也能作为能源再循环利用。

　　(3)结合生物电化学系统。

　　对氧气需求进行去除时，通过生物电化学方法以无机沉淀的形式回收污水中的氮和磷，能够用作农业肥料，去除氨氮效率会有83.4%。去除磷的效率约为52.4%。