甲醇行业污水处理研究及应用

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［摘要］甲醇行业污水处理站主要处理来自气化、合成装置的废水，废水中主要污染物为BOD、COD、NH3-N、SS等有害物质，采用序批式污泥处理法(SBR)进行处理，但运行过程中浓密池、SBR池产生的污泥脱水效果不好，污泥回收量小，SBR池活性污泥减少，造成污泥沉降比增大，不利于活性污泥中微生物的繁殖生长，致使污水处理效果较差。介绍污泥脱水处理的过程，针对污泥脱水处理过程中存在的问题进行分析，并采取有效的应对措施，解决了污水与污泥的分离问题，使污水处理站实现了长、满、优运行。

［关键词］甲醇行业;污水处理站;污泥处理;分离效率;改造;工艺优化

甲醇行业污水处理站主要处理来自气化、合成装置的废水，废水中主要污染物为BOD、COD、NH3-N、SS等有害物质。根据甲醇行业废水中有害物质的特点，陕西神木化学工业有限公司选择序批式活性污泥处理法(SBR)对废水进行处理，但在系统运行过程中，浓密池、SBR池等产生的污泥含水量大，污水与污泥分离效果差，压滤机压出的泥饼不成形，污水与污泥又回到前系统，前系统又将污泥带入SBR池，造成SBR池中污泥沉降比增大，减缓了活性污泥中微生物的繁殖生长，造成污水处理效果较差。因此，如何将污水与污泥有效分离，并经压滤机压榨后形成泥饼予以回收处理，成为亟需解决的难点。

1污水处理站的主要任务

污水处理站主要接收气化、合成装置产生的工艺废水及生活污水，污水经过混凝及均衡调节等工序，送入SBR池进行生化处理，完成脱除COD、NH3-N的过程，达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)二级标准后进行排放。污水处理站年运行时间按8000h设计，处理能力为52t/h(包括工艺废水42t/h和生活污水10t/h)。

2污水处理工艺

污水处理主体工艺采用序批式活性污泥法(SBR)，主要工艺步序为:进水曝气—好氧曝气搅拌—厌氧搅拌—静置沉淀—排放。其去除BOD、NH3-N等有机物的基本原理是:好氧曝气时，在好氧微生物及亚硝酸菌、硝酸菌的作用下对有机物进行分解;厌氧搅拌时，进行反硝化反应。序批式活性污泥法(SBR)由两组SBR生化反应池组成，交替工作，一个工作周期为8h(进水曝气2h、厌氧搅拌2h、沉淀3h、排水1h，工作周期及各阶段用时可根据运行情况适当调整)。进水阶段同时进行曝气;每组池内设置4台碟式射流曝气器和2台剩余污泥导出泵(反应池内剩余污泥由污泥导出泵排至污泥贮池)。出水由滗水器将上层清液排出。调节池、高效浓密池等单元用于稳定水量和水质，去除水中大部分悬浮物及影响生化处理的Ca2+等。

2.1预处理

气化废水通过厂区管道进入废水调节池，在调节池中实现水质、水量的均化;同时，在废水调节池中设置穿孔管路进行曝气搅拌，防止悬浮固体和颗粒在池底沉积。调节池废水由提升泵(一用一备)打入一级搅拌反应槽内，在搅拌反应槽内投加磷酸和氢氧化钠，用于去除水中影响生化处理的Ca2+，充分搅拌混合反应后流入二级搅拌反应槽，并投加混凝剂和絮凝剂进行充分混合。出水流入浓密池，在混凝剂和絮凝剂的作用下，水与固体悬浮物分离，上部的上清液溢流至均衡池，底部的沉淀物通过污泥泵送至污泥贮池。均衡池接收两路来水，一路为工艺废水，另一路为生活污水，两路水在均衡池中通过其底部鼓入的空气搅拌后，由二级提升泵(一用一备)送至SBR反应池。

2.2生化处理

SBR反应池中，在曝气阶段，循环水泵(四用一备)、鼓风机(一用一备)启动，补充水中的溶解氧，水中COD、NH3-N等在微生物的作用下得到氧化，产物为CO2、H2O和硝酸盐(NO－3);在厌氧搅拌阶段，循环水泵(四用一备)运行，加入适量甲醇补充碳源，水中的硝酸盐(NO－3)在反硝化细菌的作用下还原为N2而从水中逸出。经沉淀阶段后，由安装于反应池末端的滗水器将上层的清液排至清水池，在清水池中取样分析，各项指标达标后清液排出厂外。

2.3污泥处理

污水处理站产生的污泥主要包括浓密池的化学污泥和SBR池产生的剩余活性污泥。上述污泥通过各自的污泥泵排入污泥贮池，再由污泥处理系统的污泥螺杆泵抽到过滤机进行脱水处理，将污水与污泥分离，污水继续回到生活污水井，再次循环处理，污泥则压成泥饼，按照危险固体废物的程序处理。但实际运行过程中，由于污泥螺杆泵抽出的污泥浓度低、含水量大、污泥量少，在过滤机滤布上流动性大，难以压成泥饼。

3污水与污泥分离效果差的解决办法

3.1污泥处理系统工艺改造

经分析，污泥压榨过滤机为间歇式工作，当污泥贮池的液位达到80%～90%时，污泥压榨系统启动，此过程中池内上层为清液，下层为污泥浓度较大的污泥，启动螺杆污泥泵后，由于螺杆污泥泵打量较大，而污泥贮池上部清液黏度小、流动性好，下部污泥黏度大、流动性差，故在螺杆污泥泵启动的前几分钟，抽出的污泥浓度低、含水量大、污泥量少，造成压榨效果差。为此，对原有污泥处理系统进行工艺改造，即在污泥贮池中上层加装1条污泥贮池上清液排水管线，每次启动污泥压榨系统前，先打开上清液排水阀，使污泥贮池上层的清液自流至生活污水井再次循环处理，剩下的下层污泥再用污泥螺杆泵送至污泥压榨机进行压榨处理，从而提高污泥的处理率。

3.2污泥处理系统加药工艺优化

为使水与污泥得到更好分离，一般采用投加聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)的方式对污水中的悬浮物粒子进行吸附、絮凝。为比较PAC和PAM的吸附、絮凝效果，从加药量、加药时间、加药位置、经济投入等方面多次进行试验与对比，得出如下结论。聚合氯化铝(PAC)是一种高分子混凝剂，通过压缩双层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等作用，使水中细微悬浮物粒子和胶体离子脱稳，继而聚集、絮凝、混凝、沉淀，从而达到净化处理效果。PAC的投加方法:将固体PAC按照1∶3的比例加水溶解为液体，然后加15～20倍清水稀释配制成浓度为12%～16%的药剂。一般1000t污水需投加50～75kg的PAC，成本在130～195元。聚丙烯酰胺(PAM)分子能与分散于溶液中的悬浮物粒子架桥吸附，有着极强的絮凝作用。PAM的投加方法:先将PAM固体颗粒溶解成浓度为0.1‰～0.3‰的水溶液(应在搪瓷、镀锌、铝制或塑料桶内配制，不可在铁制容器内配制和储存)，再加水稀释至所需浓度后投加入污水中，以便迅速发挥药效。PAM溶液配制时，应慢慢地加入带搅拌和加热措施(PAM固体颗粒在30～40℃更易溶解)的溶解器中，并采用渐次加药的方式，将PAM固体颗粒慢慢地投入水中，以便其均匀地在水中溶解，避免结块。一般1000t污水需投加1.5～3.5kg的PAM，成本在63～147元。需注意的是:PAM水溶液应做到现配现用，因为溶解液长时间放置后，其性能会逐渐降低;同时，配制好的溶解液必须进行搅拌，搅拌速度一般为60～200r/min，否则会导致PAM降解，影响使用效果。通过试验比对，投加PAM，污泥的絮凝效果、净水速度提高20%，人员的劳动强度较投加PAC小很多，且投加费用也较投加PAC有所减少。为此，在带式压榨过滤机前增加1个PAM加药混合器，增加药剂与污水充分混合的时间，提高污泥的絮凝效果。

3.3污泥处理系统工艺优化

污泥处理的关键装置———过滤机，其选型为带式压榨过滤机，处理能力为3～6m3/h，有效带宽为1000mm，电机功率为0.75kW，而配备的螺杆污泥泵流量为20m3/h，污泥在过滤机滤布上没有足够的停留时间，造成污泥顺着滤布从两边流下，达不到顺利压榨的目的。另外，因污泥压榨过滤机为间歇式工作，每次在重启设备时，总会出现螺杆污泥泵打不上量或污泥堵塞管道的问题。为此，对工艺操作进行以下优化:通过调节阀门开度、调整过滤机转速并在过滤机顶上增加1层滤布等手段，找出污泥压榨过程水量平衡点，实现污泥顺利压榨;对于管道堵塞问题，增加1台冲洗水泵，在每次污泥压榨完毕后，及时对污泥管道及PAM加药混合器、带式压榨过滤机等设备进行冲洗。

4结束语

污泥能否及时、有效地处理，对污水处理站出水指标影响也很大。甲醇行业污水处理站序批式活性污泥处理工艺(SBR)，主要以反应池中活性污泥微生物分解、硝化污水中的有毒有害物质，反应池中的微生物繁殖很快，剩余活性污泥及其他沉淀物对反应池的处理能力影响很大。我公司污水处理站由于污水与污泥分离效果差，污水与污泥又回到了前系统，前系统又将污泥带入SBR池，造成SBR池中的污泥沉降比增大，减缓了活性污泥中微生物的繁殖生长，造成污水处理效果较差。采取上述优化改造措施后，取得了较好的效果。此外，生产过程中要严格控制反应池中的污泥浓度和沉降比，将污泥浓度控制在2～5g/L，沉降比控制在40～50。只要认真执行污泥处理工序的工艺指标，就能实现污水处理站的长、满、优运行及出水的达标排放。

作者:马江涛 单位:陕西神木化学工业有限公司