淺談上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)污水處理廠處理工藝設(shè)計(jì)及其控制

1、淺談上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)污水處理廠處理工藝設(shè)計(jì)及其控制摘要：上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)污水處理場簡稱TP接納的污水組成成份復(fù)雜，排放的不確定性因素較多，濃度和負(fù)荷變動(dòng)幅度大，但污水根本屬可生化處理的，因此采用SBR/LD-PAT工藝，以適應(yīng)和滿足運(yùn)行方式靈敏、應(yīng)變才能較強(qiáng)、出水達(dá)標(biāo)率較高的要求。SBR/LD-PA工藝，由上海石化環(huán)境保護(hù)研究所開發(fā)的低劑量粉末活性炭處理工藝LD-PAT，并結(jié)合序批式反響器SBR的根本工藝道路，使廢水處理到達(dá)最滿意的處理效果。關(guān)鍵詞：處理工藝SBR/LD-PAT工藝廢水處理上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)(簡稱SIP)是上海市市級工業(yè)區(qū)，其開發(fā)建立是化工產(chǎn)業(yè)構(gòu)造調(diào)整的戰(zhàn)略部署，是市業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)開展的

2、重大決策，也是環(huán)境綜合整治的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移?；^(qū)總占地面積為23.4平方公里，其中一期工程占地10平方公里，一期工程分二階段建立，第一階段的消費(fèi)裝置將是陸續(xù)建成投入使用，在2002年先期投產(chǎn)的工程有高化20萬噸/年苯酚丙酮裝置，天原化工的PV裝置，拜耳公司的雙酚-A裝置和多聚異氰酸酯裝置。根據(jù)國家環(huán)保“三同時(shí)的政策規(guī)定，為了滿足先期投產(chǎn)工程的消費(fèi)廢水、生活污水的處理達(dá)標(biāo)排放，需同期建立相應(yīng)的SIP污水集中處理場TP，并在2002年12月建成投入消費(fèi)運(yùn)行，為SIP“持續(xù)、快速、平安、安康的開展要求提供保障。1水量水質(zhì)狀況及分析1.1水量狀況各消費(fèi)裝置工業(yè)污水水量的分布狀況見表1-1。表1-1各消費(fèi)裝

3、置的工業(yè)污水水量狀況表消費(fèi)裝置名稱污水量3/h*百分比%高化苯酚丙酮157.478.7天原PV25.012.5拜耳雙酚-A17.08.5拜耳多聚異氰酸酯0.50.3合計(jì)199.9100.0*未計(jì)算初期雨水量。除上述工業(yè)污水48003/d199.93/h外，估計(jì)施工期生活污水量約為5003/d按每套裝置500人50升/人.日20套裝置同時(shí)施工計(jì)，再考慮到其它不確定因素及初期雨水，并預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔浚狙b置的消費(fèi)規(guī)模確定為日處理量70003。1.2水質(zhì)狀況及分析排入上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)污水場的各裝置的排放廢水，其主要污染物狀況見表1-2、表1-3。表1-2工業(yè)污水各污染物量排放分布狀況排放標(biāo)準(zhǔn)有明確規(guī)定裝

4、置高化苯酚丙酮天原PV拜耳雙酚-A拜耳多聚異氰酸酯合計(jì)計(jì)算的平均混合濃度(g/L)工程排放量3/h157.425.017.00.5199.9DrKg/h94.0013.0753.9100.075/18.300111.060/129.285555.58/646.75%84.611.83.50.1100BD5Kg/h36.453.7252.9070.028/6.66043.110/49.742215.66/248.83%84.68.66.70.1100石油類Kg/h0.0060.0670.0740.37%8.191.9100苯酚Kg/h0.4050.0090.4142.07%97.82.2100懸

5、浮物Kg/h1.8000.5952.39511.98%75.224.8100氨氮Kg/h0.4900.4902.45%100100甲醛Kg/h2.162.16010.81%100100甲醇Kg/h2.700.7483.44817.25%78.321.7100苯Kg/h0.0110.0110.055%100100表1-3工業(yè)污水各污染物量排放分布狀況(排放標(biāo)準(zhǔn)無明確規(guī)定)裝置工程高化苯酚丙酮天原PV拜耳雙酚-A拜耳多聚異氰酸酯合計(jì)計(jì)算的平均混合濃度(g/L)排放量3/h157.425.017.00.5199.9丙酮Kg/h16.201.3917.5988.01異丙苯Kg/h1.081.085.4

6、0HPKg/h0.540.542.70DBNAKg/h0.540.542.70APKg/h0.540.542.70輕酮類Kg/h1.621.628.10羥基酮Kg/h54.0054.00270.14甲異丁酮Kg/h0.0090.0090.045雙酚-AKg/h0.0090.0090.045乙酸丁酯Kg/h0.01/2.350.01/2.350.05/11.63乙酸乙酯Kg/h0.026/6.400.026/6.400.13/31.02新戊酸和催化劑Kg/h0.003/0.550.003/0.550.015/2.75尿素Kg/h0.005/1.100.005/1.100.025/5.50Na2S

7、4Kg/h264.60264.601323.66從表1-2和表1-3初步可以看出，在TP進(jìn)水中,無論是污水量還是各種污染物數(shù)量均主要來自高化苯酚丙酮裝置。從排放的污水量角度而言，苯酚丙酮裝置占全部四套裝置排水量的78%,是TP的主要污水來源。從污染物總量角度而言，苯酚丙酮裝置同樣占全部四套裝置排放污染物總量的絕大局部，其中對排放標(biāo)準(zhǔn)有明確規(guī)定的Dr、BD5各占全部總量的72.9%和84.6%，甲醇為78.3%，苯酚為97.8%,甲醛為100%。此外，在排放標(biāo)準(zhǔn)中無明確規(guī)定的污染物，如丙酮、異丙苯、HP、DBNA、AP、輕酮類、羥基酮等幾乎都來自苯酚丙酮裝置。1.3進(jìn)水水質(zhì)的可處理性初步分析對于

8、污水中的假設(shè)干主要污染物，根據(jù)有關(guān)資料提供的可氧化性和可吸附性狀況見表1-4。表1-4假設(shè)干污染物的可處理性分析*序號(hào)污染物分子量溶解度(%)可氧化性可吸附性BD5(g/g)Dr(g/g)原水濃度(g/L)去除率(%)活性炭吸附容量(g/g)1苯酚94.06.72.003.20100080.60.1612甲醛30.00.331.061.0610009.20.0183甲醇32.00.761.121.4210003.60.0074苯79.10.0701.201.6041695.00.0805丙酮58.10.311.631.632.00100021.80.0436乙酸乙酯88.18.700.290.

9、86/100050.50.1007乙酸丁酯116.20.680.150.52/100084.60.169*參考有關(guān)資料的數(shù)據(jù),可供參考從表1-11可以看出，按業(yè)主和各企業(yè)單位提供的排放水水質(zhì)資料，假設(shè)各污水到達(dá)完全混合狀態(tài)，平均計(jì)算濃度為:Dr=550650g/LBD5=220250g/LBD5/Dr0.39按一般的經(jīng)歷判斷，污水的BD5/Dr比值0.3，可認(rèn)為是可生化的，本工程排放的污水BD5/Dr0.39，采用生化處理工藝應(yīng)當(dāng)是可行的。從表1-2和1-3可以看出，本工程排放污水中的假設(shè)干主要污染物，如苯酚、甲醛、甲醇、苯、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯等均具有不同程度的可氧化性。至于羥基酮、輕酮

10、類、HP、DBA、AP等因詳細(xì)名稱不詳，無從查證，但從其功能基因可以看出：酮基、羥基的生化反響活性在有機(jī)物各基因生物降解排序中名列前茅，可通過生物降解生成酸類，再通過有機(jī)酸的-氧化和三羧酸循環(huán)等途徑最終生成2和H20，并提供生物活動(dòng)所需的能量。從表1-4也可以看出，本工程排放污水中的假設(shè)干主要污染物均可由活性炭不同程度吸附，其中活性炭對于苯、苯酚、乙酸乙酯、乙酸丁酯等吸附狀況均較好，對于這一特性也可以在選擇污水處理工藝中加上充分的利用。2處理工藝2.1PAT工藝簡述低劑量粉末活性炭處理工藝LDse-PderedAtivatedarbnTreatentPress，簡稱LD-PAT。本工藝沿用PA

11、T工藝根本圖式，按我國國情和條件，由上海石油化工股份環(huán)境保護(hù)研究所開發(fā)，具有LD-PAT技術(shù)軟件包支持的廢水處理專用技術(shù)。低劑量粉末活性炭處理工藝(簡稱LD-PAT)為上海市科技成果,登記號(hào)931900674，登記日1990年07月。在反響池中，活性炭PA與活性污泥結(jié)合，有效增強(qiáng)廢水的處理效果，其有關(guān)參數(shù)見下：11克PA儲(chǔ)氧才能500-700g可吸附20-200gDr2PA-AS絮體直徑可達(dá)100-400，沉降性能顯著改善3脫水性能有很大改善:比阻AS+PAAS,降低22-56%,過濾產(chǎn)率AS+PAAS進(jìn)步14-52%4D絕對去除量:AS+PAAS+PAAS+PA=1.191.34ASAS+P

12、A=1.383.46PA5反響速率常數(shù)K:AS+PA=2.33PAAS+PA=1.40AS2.1SBR/LD-PA工藝SBR/LD-PA工藝，由上海石化環(huán)境保護(hù)研究所開發(fā)的低劑量粉末活性炭處理工藝LD-PAT，并結(jié)合序批式反響器SBR的根本工藝道路，使廢水處理到達(dá)最滿意的處理效果。在SBR生物反響器中投加活性炭后可利用PA在進(jìn)水階段的吸附作用，從而使混合液中有毒難降解污染物濃度減少，減輕對生物的抑制作用；在反響階段，被PA吸附的有機(jī)物通過生物解吸，降解后得以有效去除，同時(shí)PA再生；在沉淀閑置階段，PA進(jìn)一步再生后仍保持一定的活性；PA本身也為生物的生長提供很大的空間，從而進(jìn)步SBR池內(nèi)污泥濃度

13、；PA外表是高濃度基質(zhì)、高濃度氧和高濃度污泥三相共存體系，為生化反響創(chuàng)造了優(yōu)越條件，PA與污泥之間存在良好的互相作用，增大了基質(zhì)的利用率，延長了泥齡，從而進(jìn)步了處理負(fù)荷和處理水質(zhì)；PA與活性污泥結(jié)合，是絮體直徑增多，從而進(jìn)步污泥沉降性能，并且也增強(qiáng)了污泥的脫水性能。因此，上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)污水場采用SBR/LD-PA工藝，可以預(yù)見獲得很好的處理效果。2.2工藝流程上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)70003/d污水處理裝置工藝流程,詳見圖6-1:上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)70003/d污水處理裝置工藝流程圖。圖6-1:上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)70003/d污水處理裝置工藝流程圖2.3主要構(gòu)筑物及工藝參數(shù)主要構(gòu)筑物是調(diào)節(jié)池、酸化池和SBR池

14、。調(diào)節(jié)池和酸化池合建。它們的設(shè)計(jì)參數(shù)見下表2-1和2-2。表2-1調(diào)節(jié)單元主要工藝參數(shù)工程工藝參數(shù)酸化池有效容積25*17.5*4有效水深停留時(shí)間10小時(shí)組合填料17503混合調(diào)節(jié)池(苯酚丙酮裝置污水進(jìn)入)有效容積25*17.5*4有效水深停留時(shí)間10小時(shí)調(diào)節(jié)池(全部進(jìn)水)混合有效容積50*17.5*4有效水深停留時(shí)間10小時(shí)表2-2SBR主要工藝參數(shù)一覽表工程主要參數(shù)進(jìn)水Dg/L0=700出水Dg/Le=100D去除率%=85.7SBR反響池SBR總?cè)萘?VT=14400座數(shù)座n=3每座SBR容量3V=480075*16*4充水比1/21/4每座SBR進(jìn)水量324001200周期運(yùn)行時(shí)間整個(gè)

15、運(yùn)行周期所需時(shí)間hT=(TfTf)+Ta+Ts+Td+TuT=24T=12進(jìn)水時(shí)間Tfh21充水同時(shí)曝氣時(shí)間Tfh0201加強(qiáng)曝氣時(shí)間Tah64曝氣持續(xù)時(shí)間Tah148排泥時(shí)間Tdsh1312沉淀時(shí)間Tsh31.5排水時(shí)間Tdh31閑置時(shí)間Tuh20.5曝氣時(shí)間比Ta/T0.580.67PA投加量以進(jìn)水量計(jì)g/LInfPA20InfPA15混合液污泥濃度g/LLSS=3.5LSS=5.5SVIl/g150PA濃度g/L0.802.2負(fù)荷D平均容段負(fù)荷kgD/3池0.300.15D平均污泥負(fù)荷kgD/kgSSd(F/)re=0.15(F/)re=0.083工藝控制為了使污水處理裝置到達(dá)設(shè)計(jì)要求，

16、確保出水指標(biāo)符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)，需對影響處理結(jié)果的因素進(jìn)展控制。3.1進(jìn)水水質(zhì)為保證整個(gè)污水處理系統(tǒng)正常有效地運(yùn)行，保證污水處理廠的出水達(dá)標(biāo)排放，在化學(xué)工業(yè)區(qū)的統(tǒng)一管理下,各工廠或裝置的污水必須到達(dá)接收標(biāo)準(zhǔn)后才允許排入污水處理裝置。在正常情況下，即各工廠或裝置的污水均到達(dá)接收標(biāo)準(zhǔn)后排入污水裝置，此時(shí)：1生活污水、Bayer公司廢水和PV公司廢水進(jìn)入混合調(diào)節(jié)池B110；2高橋苯酚丙酮裝置廢水進(jìn)入酸化池。假設(shè)Bayer公司廢水或PV公司廢水出現(xiàn)異常，水質(zhì)變差，超出接收標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)切換閘閥使廢水進(jìn)入酸化池。3.2營養(yǎng)實(shí)際接納廢水中的氮、磷含量是與消費(fèi)廢水的組成成份和生活污水排入的數(shù)量有關(guān)，尚難以確定。投加

17、氮磷營養(yǎng)物數(shù)量，需對實(shí)際廢水進(jìn)展實(shí)測前方能最終確定。現(xiàn)暫按接納廢水中無氮、磷營養(yǎng)物考慮。投加的通常要求為：BD5NP=10051。根據(jù)理論計(jì)算，每天需投加尿素(NH2)2274kg，磷酸二氫鈉NaH2P47H2216kg，待處理裝置正常后，視出水中氮和磷的指標(biāo)上下再予以調(diào)整。3.3粉末活性炭PASBR池中投加低劑量粉末活性炭，利用其特性，有利于進(jìn)步處理才能、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、出水水質(zhì)、減少污泥量、減少污泥泡沫等等。投加量由工藝運(yùn)轉(zhuǎn)人員根據(jù)實(shí)際需要決定。投加時(shí)間與投料泵運(yùn)行同步。PA投加量以進(jìn)水量計(jì)(g/L)1520304050一次性投加量(kg)36487296120每天需用量(kg)10814421

18、62883603.4溶解氧(D)污水處理裝置的SBR池的溶解氧(D)一般控制在2g/L左右，酸化池的溶解氧(D)應(yīng)控制在0.5g/L以下。4經(jīng)濟(jì)分析TP正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，物料消耗見表4-1物料消耗表。表4-1物料消耗表物料名稱消耗量(Kg/d)粉末活性炭PA144尿素274磷酸二氫鈉216PA2.52由于采用低劑量粉末活性炭處理工藝，也無需PA再生裝置，所以整體上來說，上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)污水處理廠采用的SBR/LD-PA工藝，與一般的SBR工藝的處理本錢差不多。所以從經(jīng)濟(jì)角度看，SBR/LD-PA工藝是可行的。5小結(jié)用LD-PAT和SBR相結(jié)合的處理工藝，對由北京燕山石化公司苯酚-丙酮裝置消費(fèi)廢水配制的模擬上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)一期工程先期工業(yè)廢水進(jìn)展了模型試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果說明，當(dāng)進(jìn)水Dr為782.4g/L，泥水比為1:2，曝氣時(shí)間為16h時(shí)，SBR出水Dr為63.176.5g/L，出水水質(zhì)較好，Dr均低于80g/L，到達(dá)水質(zhì)排放要求。高化苯酚-丙酮裝置的消費(fèi)廢水是本污水處理場的主要污染源，污染物量大，組成成分復(fù)雜，可生化性相對較差，生物不可降解或難降解的Dr較高。本試驗(yàn)采用水解酸化預(yù)處理，再通過LD-PAT和SBR相結(jié)合的工藝處理。上海化學(xué)工業(yè)區(qū)70003/d污水處理場，除接納各裝置排放的消費(fèi)