用膜/泥兩段好氧工藝對表曝進行改造
袁羅云
（岳陽石油化工總廠 供排水廠，湖南 岳陽 414014）
摘 要：岳陽石油化工總廠廢水處理原采用表曝裝置，在運行中存在許多問題。將表曝工藝改為膜／泥兩段好氧工藝（O/O）運行，結果表明，運行正常穩定，出水CODcr＜150mg／L。
關鍵詞：膜／泥工藝；表曝裝置；污水處理；工藝改造
中圖分類號：X703
文獻標識碼：B
文章編號：1009-2455（2002）03-0059-03
岳陽石油化工總廠于1981年建成一套表面曝氣污水處理裝置，設計處理水量422m3/h，原水CODcr≤1100mg／L，出水 CODcr≤200mg／L，停留時間為28h。隨著環境保護要求的提高，政府環保部門將表曝污水處理裝置出水CODcr標準由原來的200mg／L提高到150mg／L，并作為2000年環保達標排放考核指標，表曝裝置的能力和出水質量已不能滿足要求。
1 表曝裝置運行中存在的問題
該裝置采用典型的分建式表面曝氣活性污泥工藝，CODcr去除率一直保持在83％以上。隨著污水性質的變化和排放標準的提高，表曝裝置工藝和運行中存在的問題愈加明顯。
1.1 不耐高負荷沖擊
隨著污水的可生化性愈來愈差和排放標準的提高，表曝裝置的進水CODcr只能控制在800mg／L左右，這樣需要大量的處理后污水或自來水稀釋，而大量的處理后污水稀釋，使處理系統內污泥環境變差，或是消耗大量的自來水。系統抗沖擊能力變差，尤其是在污水的可生化性較低時，沖擊影響更為嚴重。
1.2 污水的停留時間不夠
污水在池內停留時間（含稀釋水）為15h，當污水中難以被微生物降解的芳香烴和長鏈烷烴濃度增高時，由于污水的可生化性下降而導致CODcr去除率相應降低。
1.3 池內污水充氧不足
由于表面曝氣是采用葉輪曝氣方式，使二段好氧池不斷更新液面和產生水躍獲得相對動態的氣液接觸界面，氣液接觸界面的多少，僅僅與曝氣池水體表面相關，增大氣液接觸界面的手段只能是加快水體表面的液面更新與產生更強的水躍。但由于表面曝氣氣液接觸界面的形成，無論如何也擺脫不了水體表面這樣一個很窄小的范圍，因此，曝氣量難以調控，池內溶解氧不足。同時，表曝機葉輪工況難以判斷，耗電量大，機械設備多，維修量大。
1.4 池內污泥與污水混合不均勻
由于表曝池內留有死角和進水進泥不均勻，造成池內泥水混合不均勻，處理效果變差，嚴重時部分沉積在池底的污泥發生厭氧分解，污泥變黑上浮。
1.5 勻質池的調節容積小
對于水質變化大，成份十分復雜的石油化工及煉油混合高濃度有機污水，其勻質池一般應設置不小于24h的調節容積。目前的勻質池，其總有效調節容積僅為9600m3，停留時間為11h，而且由于分兩組采用“一進一出”的方式分別向氧化溝、A／O和表曝3套裝置供水，實際有效調節時間僅為5～6h，遠不足以平抑其水質波動。
2 表曝改O／O工藝設計
2.1 岳化總廠J業污水來源及現狀
岳化總廠工業污水污染物主要是有機物，各生產裝置所排污水分為2大類：石油化工裝置所排污水，烯烴廠所排煉油污水。CODcr平均值在1500～2000mg／L；單項毒物嚴重超標；污水中可生化需氧量與生化需氧量的比值為0.4～0.6。
2.2 工藝設計參數及流程
2.2.1 主要設計參數
進水CODcr≤1000mg／L；處理水量Q＝422m3／h；總容積負荷：0.41kg［BOD5］／（m3.d）；出水水質：CODcr≤140mg／L；BOD5≤30mg／L；SS≤70mg／L；Oil≤10mg／L。停留時間：預處理段5h，活性污泥好氧段28h。
2.2.2 工藝流程
工藝流程見圖1。
污水通過計量后進入勻質池，經勻質池均勻混合進入預處理池，N、P營養鹽由投藥間導入預處理池進水混合槽，污水充分混合后進人預處理池，預處理池出水在進水進泥總渠與回流污泥混合并進入二段好氧池前端。處理后的污水混合液自流至沉淀池，沉淀池上清液外排，下層污泥大部分回流至二段好氧池，少量剩余污泥通過泥泵排往堆渣場。
2.3 主要設施及特點
2.3.1 勻質池
勻質池在改造時利用原有池子，在池底部加裝了下彎式環路穿孔曝氣裝置和散流曝氣器。改自然混合為強制攪拌混合。改造后匆質池的優點為：氣量調節靈活，可根據需要調節混合強度，并起到了預曝氣的作用。
2.3.2 預處理池
預處理池為新設計構筑物22.7m×40.95m×5m，預處理池采用生物膜法，池內裝有下彎式環路穿孔曝氣裝置和1650m3組合填料，填料負荷為1.1kg［BOD5］／（m3.d），DO≥2.0mg／L。
生物膜法中的曝氣，從理論上分析，應該是越均勻越好。曝氣氣泡分布有一個點均勻、線均勻、面均勻的區別。通常的曝氣器因受服務面積的影響，只能形成束狀均勻，或一條線均勻。而下彎式環形穿孔管曝氣裝置則可根據不同的氣量，進行不同的干管和支管的組合、配套、布管，由于解決了內堵塞問題，開孔可小至3mm以下，密點陣曝氣，相比較可以在更深水位形成均勻曝氣面，從而提高整池曝氣均勻性。
組合填料由軟性纖維束、高分子聚合塑料環片。支撐套管、中心繩組成。軟性纖維束用獨特的穿孔固定方式均勻的分布在塑料環片的周邊，絲束不會脫落，同時避免了填料中心結團的現象，改善了中心供氧，塑料環片中間雪花狀、針刺狀結構，又起到了良好的布水、布氣作用，使該填料具有傳質效果好，氧利用率高，耐沖擊，處理穩定等優點。
下彎式環路穿孔曝氣裝置和填料特別是彈性填料配合使用，可以連續不斷地使氣水混合流體受到劇烈的碰撞和切割作用，把大氣泡切割成小氣泡，從而大大地加速了氧的轉移效率，提高了氧的利用率。
預處理池是一個集吸附、生物絮凝、生物降解、沉淀等多功能的綜合反應器。污水進人反應器后，經過充氧的污水以一定的速度流經填料，使填料上的生物膜與污水充分接觸，從而使污水得到“粗處理”[1]。
預處理池采用下彎式環路穿孔曝氣裝置和組合填料配合使用具有如下優點：①污泥活性高（泥齡低），BOD5負荷高，MLSS量大，相對來說處理效率高，耐高負荷沖擊，剩余污泥少；②能夠克服污泥膨脹問題，由于絲狀菌存在，能夠提高有機物的分解能力；③傳質條件好，處理時間短；充氧效率高，有機物的氧化速度相對提高。
2.3.3 二段好氧池
利用原有南北兩組表曝池共24格11m×11m×5m（單格），負荷≤0.2kg［BOD5］／（kg［MLSS］.d），DO≥2.0mg／L。拆除表曝機，分格進水進泥方式改為分組前端進水進泥，后端出水方式，加裝HS－旋混曝氣器，形成推流式曝氣工藝。
HS-旋混曝氣器具有大孔雙向旋流，局部強化旋混，動能相互作用，球罩阻擋散流等綜合作用，使氣相在液相中獲得了很大的旋轉擴散，產生豐富的氣液接觸界面，從而達到穩定的細小氣泡曝氣運行效果，較好地克服了微孔曝氣設備的不足，是一種較為理想的曝氣設備。
鼓風曝氣采用3臺RF300型羅茨風機供風，單機風量133m3／min，升壓49.0kPa，2用1備。
3 系統啟動和運轉
表曝裝置改造工程于2000年8月動工，12月啟動運行，其運行效果良好，各項經濟技術指標達到了設計要求。
3.1 接種悶曝
從2000年12月4日開始配水，分別向預處理池、二段好氧池輸人污水和自來水，預處理池配水CODcr為656mg／L；二段好氧池配水CODcr為644mg／L。通過污泥泵將A／O裝置污泥連續輸入預處理池和二段好氧池，在此期間，通過兩池放空閥及污泥泵形成兩池自身循環。同時啟動鼓風系統和投藥系統，為池內污泥快速增長提供充足的溶解氧和營養鹽。污泥濃度上升至0.9～1.5g／L，二段好氧池污泥狀況較好。
3.2 動態培養
從2000年12月10日起，開始連續向預處理池進原水，進水流量控制在100－200m3／h，進水CODcr控制在 600～800mg／L，連續向預處理池和二段好氧池輸人接種污泥，進行連續進水動態培養污泥。污泥濃度雖然在 12月 11日有所下降，但整體上升趨勢不變，至12月17日，污泥濃度達到2.1g／L，同時，裝置出水 CODcr穩定在100mg／L以上，CODcr。去除率穩定在85％以上，表明污泥培養基本成熟。
3.3 污泥馴化
污泥從A／O裝置接種而來，由于設計負荷及進出水CODcr、充氧、池型不一致，必須對污泥進行馴化。從2000年12月17日起逐漸加大了預處理池進水流量，提高混合水CODcr。總容積負荷從0.20kg[BOD5］／（m3.d）提高至0.33kg[BOD5］／（mg.d），
已達到設計總容積負荷的80％，污泥濃度穩步上升，CODcr去除率達80％，CODcr合格率達100％，至此，污泥培養馴化完成。
3.4 運行效果
在穩定運行期間，原水CODcr濃度平均為782.5mg／L，最高1980.6mg／L，最低 325.8mg／L，平均出水 CODcr為90.1mg／L，平均每天處理污水9650m3。
從裝置實際運行情況看，進水CODcr濃度提高，出水CODcr濃度和CODcr去除率隨之上升，CODcr濃度在1000mg／L以下時，出水平均CODcr在140mg／L以下；裝置總的去除率基本穩定在87％以上，處理效果良好。同原表曝工藝相比電耗下降27％，每年節電143×104kw·h。統計2001年1月至8月生產運行數據，O／O裝置生產運行技術指標結果見表1。
4 結論
將表曝裝置改造成生物膜法十活性污泥法兩段好氧工藝處理石化污水，集中了生物膜法和活性污泥法污水處理的共同優點，處理負荷較高，耐水量和水質的沖擊，剩余污泥少，動力消耗少，操作管理方便；處理效率高，CODcr去除率比表曝工藝提高3％～5％，工藝運行穩定。
參考文獻：
[1]唐傳祥.A／O1O2工藝處理石油化工和煉油混合廢水的可行性研究[J].化工給排水設計，1998，（4）：28－35.
作者簡介：袁羅云（1964－）男，湖南常德人，工程師，岳陽石油化工總廠供排水廠廠長，一直從事環境工程的研究和管理工作，電話（0730）8492772。
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