1、現狀和存在的問(wèn)題

公司污水處理單元一系統2010年建成投用，設計負荷80m3/h，系統設有預處理系統、解酸化+一級生化SBR系統、二級生化處理BAF系統和后處理系統，主要用于處理主工藝粗煤氣預處理過(guò)程中產(chǎn)生的含酚含氨廢水，產(chǎn)水達到國家一級排放標準，并作為濁循環(huán)系統補水。工藝路線(xiàn)如圖1所示。

污一系統自投用以來(lái)產(chǎn)水色度、COD和SS超標嚴重，不但影響了后系統的運行穩定，同時(shí)富余產(chǎn)水因色度高無(wú)法通過(guò)回用水單元進(jìn)行回收，造成零排放體系無(wú)法形成閉環(huán)。產(chǎn)水如表1所示。

產(chǎn)水色度高導致濁循環(huán)系統部分指標如正磷、余氯無(wú)法正常分析、視覺(jué)效果差，COD、SS高導致濁循環(huán)水系統濃縮倍數無(wú)法提升，阻垢劑、殺菌劑、剝離劑等藥劑投加量增加，氣化島換熱器堵塞頻繁，因此污一產(chǎn)水提質(zhì)改造勢在必行。

2、污一系統產(chǎn)水超標原因分析

2.1 系統來(lái)水指標異常

正常生化系統微生物對碳氮磷元素的需求比為m(C)：m(T)：m(P)=100：5：1。元素比例失衡不但會(huì )降低污泥處理效率，還會(huì )造成微生物菌群崩潰。2018年水解酸化池出水碳氮磷的平均比例為m(C)：m(T)：m(P)=100：10：0.05，氨氮比例嚴重超標，同時(shí)污一系統原設計進(jìn)水氨氮為215mg/L，目前因前系統來(lái)水氨氮含量高且波動(dòng)大，造成系統產(chǎn)水超標嚴重，如圖2所示。

2.2 預處理單元運行效果差

2.2.1 氣浮系統停用

溶氣式氣浮對COD的去除率一般在30%~50%，對SS的去除率在80%以上。目前污一氣浮因溶氣系統故障系統停用，同時(shí)水解酸化池運行效果差，導致SBR池進(jìn)水SS和COD高，可生化性差。

2.2.2　水解酸化池轉化率低

生化污水處理工藝進(jìn)水BOD/COD比一般控制在0.3以上。目前水解酸化池進(jìn)、出水BOD/COD比在0.14~0.26，進(jìn)出水BOD/COD無(wú)明顯變化，分析值如表2所示。

2.3 SBR系統運行不穩定

2.3.1 SBR池污泥負荷波動(dòng)大

本工程SBR系統采用COD污泥負荷為0.16d-1，NH3-N負荷為0.0095d-1，而實(shí)際運行過(guò)程中生化系統氨氮負荷波動(dòng)較大，以SBR-C池為例2018年每月氨氮平均負荷為0.12d-1。

2.3.2 溶解氧調整不及時(shí)

根據運行經(jīng)驗，SBR池溶解氧一般控制在2~4mg/L，曝氣不足則會(huì )造成硝化反應過(guò)程不完全，系統出產(chǎn)水超標，絲狀菌滋生污泥膨脹；溶解氧過(guò)高則會(huì )加速微生物氧化，造成MLVSS/MLSS比降低。目前SBR池因曝氣管堵塞、老化、脫落嚴重，系統內曝氣不均，形成局部溶解氧不足和偏高。

2.3.3 污泥沉降比大幅度下降

污泥沉降比一般控制在25%~30%可以達到良好的處理效果。7月1日前SBR-C池SV30波動(dòng)較大維持在35%~50%，系統處于污泥過(guò)剩狀態(tài)，后因系統受到?jīng)_擊污泥大量死亡，沉降比急劇下降，降至10%左右，如圖3所示。

2.3.4 污泥體積指數下降

根據運行經(jīng)驗SVI一般控制在80~120mL/g，在前期運行過(guò)程中，因氣浮系統長(cháng)期停用導致大量無(wú)機懸浮物帶入后系統，污泥脫水系統處理能力不足，大量老化污泥回流，導致SBR池污泥指數偏低。7月3日達到歷史最低點(diǎn)23.6mL/g，系統已無(wú)法正常運行。如圖4所示。

2.3.5 污泥活性下降

有機污泥濃度比代表了污泥的反應活性，本項目有機污泥濃度比MLVSS/MLSS為0.6~0.8，而實(shí)際運行過(guò)程中以SBR-C池為例比值均低于0.6，如表3所示。

2.4 斜管沉淀池和機加池運行效果差

2.4.1 斜管沉淀池

斜管沉淀池因自身工藝缺陷，系統排泥不暢，填料內堵塞大量污泥，污泥長(cháng)時(shí)間滯留易發(fā)生反硝化反應，產(chǎn)水攜帶大量浮泥，造成SS、COD波動(dòng)大，甚至超過(guò)進(jìn)水含量，如表4所示。

2.4.2 機加池

機加池原設計通過(guò)投加200目活性碳粉和絮凝劑對BAF產(chǎn)水的色度、懸浮物和COD進(jìn)一步去除，但因來(lái)水水質(zhì)差、機加池排泥效果差，導致機加池進(jìn)出水水質(zhì)無(wú)明顯變化，如表5所示。

2.5 BAF運行效果差

曝氣生物濾池工藝單元即BAF，利用填料載體培養微生物，對SBR池產(chǎn)水中難降解有機物進(jìn)一步去除，降低產(chǎn)水色度和COD，但經(jīng)過(guò)多年的運行調試BAF仍無(wú)法掛膜，進(jìn)出水指標無(wú)變化。

3、污一產(chǎn)水提質(zhì)措施

3.1 排放水池增設活性炭脫色罐

污一系統產(chǎn)水COD、SS和色度長(cháng)期超標，對此在系統末端增加活性炭過(guò)濾脫色罐，脫色罐正常運行期間進(jìn)出水水質(zhì)如圖5所示。經(jīng)過(guò)一年的運行系統產(chǎn)水水質(zhì)有所改善，但仍無(wú)法滿(mǎn)足濁循環(huán)補水需求。

3.2 機加池投加脫色劑

鑒于機加池投加活性炭粉導致產(chǎn)水指標波動(dòng)大、懸浮物超標的現狀，經(jīng)過(guò)試驗在機加池投加強氧化性脫色劑，氧化來(lái)水中COD去除色度，并協(xié)同PAM絮凝作用降低產(chǎn)水SS。經(jīng)過(guò)實(shí)踐產(chǎn)水指標如圖6所示。COD和SS去除效率較高，但產(chǎn)水色度仍無(wú)法滿(mǎn)足濁循環(huán)系統補水指標。

3.3 增加臭氧催化氧化單元

隨著(zhù)系統運行負荷提升，產(chǎn)水指標日趨惡化，經(jīng)過(guò)調研決定在生化系統后增加臭氧催化氧化單元，并于2018年4月改造調試完成，系統改造完成后產(chǎn)水指標如圖7所示，改造后流程如圖8所示。

4、多相濕式臭氧催化氧化過(guò)程反應機理

臭氧催化氧化技術(shù)在工業(yè)廢水處理中有著(zhù)廣泛的應用。水中的有機物主要通過(guò)兩種途徑被臭氧強氧化去除，一是臭氧對有機物直接氧化分解去除；二是臭氧間接氧化，即由臭氧產(chǎn)生的?OH對水中有機物進(jìn)行無(wú)選擇性氧化。?OH的氧化電位為2.80V，臭氧的氧化電位為2.07V，因此?OH的氧化能力比臭氧氧化能力高很多，對水中有機物有良好的降解和礦化效果，反應機理如下。

P（污染物）+O3→產(chǎn)物或中間物（直接臭氧氧化反應）

P（污染物）+?HO→產(chǎn)物或中間物（自由基反應）

在多相濕式氧化工藝中加入固體催化劑能夠促進(jìn)?OH的形成，并產(chǎn)生協(xié)同催化和混凝吸附作用，提高COD氧化去除的效率和速率，其可能反應機理如下。

5、結語(yǔ)

臭氧催化氧化單元投用后系統產(chǎn)水水質(zhì)得到了巨大改善，產(chǎn)水達到濁循環(huán)系統補水標準，但隨著(zhù)裝置運行仍有3個(gè)突出問(wèn)題需要進(jìn)一步優(yōu)化解決。

1）系統產(chǎn)水鐵含量高，縮短后系統流程，催化單元后只保留脫色罐，并將脫色罐活性炭濾料更換為天熱錳砂，去除產(chǎn)水中鐵離子，避免濁循環(huán)蒸發(fā)濃縮后鐵含量超標。

2）催化池進(jìn)水SS含量高，平均在60mg/L左右，導致曝氣盤(pán)堵塞催化單元無(wú)法正常運行，對前系統進(jìn)行優(yōu)化，保證SBR池運行穩定，降低產(chǎn)水SS攜帶量，更換自清洗過(guò)濾器形式，保證催化池進(jìn)水SS低于20mg/L。

3）放電管使用壽命短，通過(guò)材質(zhì)更換升級延長(cháng)放電管使用壽命。（來(lái)源：呼倫貝爾金新化工有限公司）