1 概述
齐鲁乙烯污水处理场总设计处理水量为2200m3/h承担齐鲁乙烯新区全部石油化工装置(烯烃、氯碱、塑料、化肥)及其配套工程的生产、生活及周边化工厂污水的处理处理工艺的核心为德国LINDA公司的纯氧曝气活性污泥技术。处理后乙烯污水排入莱州湾。按照山东省政府环保要求2008年乙烯污水处理场外排水质要达到COD小于80mg/LNH3—N小于10mg/L的指标并逐步回用减排。原有乙烯污水处理设施难以满足上述要求因此必须对乙烯污水处理场进行改造。为了兼顾乙烯低盐污水回用必须进行污污分流将难以回用的高盐污水集中处理达标排放。为此于2006年对高盐污水进行了中试试验研究开发成功了混合絮凝沉降—预氧化—厌氧水解—纯氧曝气—接触氧化组合处理工艺。在此基础上对乙烯污水处理场进行了改造。经过调试及上游污染源的调研与分流调整乙烯污水处理场于2007年实现了稳定运行主要污染物指标达到国家一级排放标准。后经进一步优化操作于2008年达到了山东省要求的排放标准。
2 改造前工艺流程和污水水质改造前乙烯污水处理场高盐污水采用两级生化处理工艺:预处理—纯氧曝气—二沉—接触氧化—三沉。其处理污水主要包括氯碱环氧氯丙烷污水(T2线)、氯碱和烯烃废碱液 (T2′线)、二化两醇污水 (T3线)、循环水排污水 (12#线污水)等污水中含有高浓度氯化钙和难生物降解有机氯化物处理难度大改造前执行国家二级排放标准。其污水水质见表1。
3 中试侧线试验
高的盐含量对常规生物处理有明显的抑制作用会严重影响污水处理效果和出水水质。为了探索氯碱高盐污水集中处理工艺条件及处理效果在乙烯污水处理场进行了现场中试侧线试验。
∙1 工艺流程氯碱污水 Ca2+浓度高含有一定的碱度(CO2—3)COD和盐度波动大且含有难生化降解的有机氯化物。针对氯碱污水水质在前期试验的基础上确定氯碱高盐污水处理中试试验工艺流程见图1试验规模为进水流量75L/h。12#线污水引入点在酸化池之后氧曝池之前可以降低盐的波动对生化处理的影响同时降低生化进水 COD减轻生化处理有机负荷。
3∙2 中试装置的启动由于污水含盐量较高中试装置的启动时间较长。接种菌源取自乙烯污水处理场剩余污泥。适盐菌的驯化采用逐步动态加压驯化的方法以减轻瞬间高浓度盐分对污泥中微生物的冲击和毒害。接种污泥呈灰白色絮体较小沉降性能一般。驯化20d后污泥由灰白色变为灰褐色再到黄褐色污泥开始具有良好的絮凝性能停止曝气后能迅速形成较大的絮状物微生物镜检可以看到污泥中含有大量的细菌而沉淀后出水中悬浮物少水质清说明驯化污泥的絮凝性很好此时对COD的去除率达到80%。经过1个月的启动中试装置进入满负荷稳定运行期。3∙3 运行效果稳定运行期间生化进水盐浓度波动范围为11000~16000mg/LCOD为500~700mg/L。试验确定的主要工艺参数见表2。
4 工业应用结果在中试成功的基础上按中试所确定的工艺流程与条件对乙烯污水处理场进行了改造。
4∙1 改造后工艺流程在预沉池前增设一预反应池在此引入12#线污水作为稀释水减缓盐和COD的波动对后续生化处理的冲击。改造三间匀质池中的两间分别改造为预氧化池和水解酸化池。污水处理场改造工艺流程见图6。
4∙2 装置优化乙烯污水处理场改造后由于上游装置生产不稳定导致上游来水波动较大氧曝池的污泥经常受到冲击。为此对污水处理场部分单元进行了优化。4∙2∙1 水解酸化池改造后由于水解酸化池搅拌机搅拌强度过大导致酸化污泥流失比较严重。因此对水解化池进行了相应的操作优化。
(1)为搅拌器增加变频器可以任意调节搅拌强度防止酸化污泥流失使酸化池中的污泥浓度稳定。
(2)酸化池 1周补加 2次污泥每次补加200m3;1周测1次水深为2~4m处的平均污泥浓度使之控制在4~6g/L范围。
(3)1d测1次池底污泥沉降比(SV)若SV小于5%则说明污泥流失较严重需及时补泥。
4∙2∙2 补加营养盐改造后污水处理系统经过一段时间的运行上游来水水质、水量基本平稳但污泥的活性一直不高致使氧曝池的处理能力达不到设计要求。对氧曝池回流污泥进行镜检发现菌胶团比较松散微生物很少。对氧曝池进水水质分析发现存在营养盐(磷盐)不匹配问题直接影响污泥的活性及耐冲击能力影响核心构筑物氧曝池的处理效果。
在废水生物处理中微生物的营养元素比例一般取BOD5∶N∶P=100∶5∶1以此估算氮和磷的需要量。其中相对来说微生物对磷的需要量不大但它在微生物的生命活动中起着十分重要的作用。在当时运行情况下氧曝池所需磷元素浓度(以P计)为5∙8mg/L。而实际1d补加磷元素浓度(以P计)为0∙33mg/L远远达不根据实际分析和理论计算为乙烯污水处理场制定了详细的营养盐投加方案2006年12月初对磷盐的投加进行了调整活性污泥的性状明显好转出水水质也得到了改善。
5 结论
(1)齐鲁分公司氯碱厂所排高含盐污水难以生化处理是影响齐鲁乙烯污水处理场稳定运行的关键。针对氯碱高盐污水的水质特点开发了混合絮凝沉降—预氧化—厌氧水解—纯氧曝气—接触氧化组合处理工艺。中试结果表明采用组合工艺处理高含盐污水在氧曝池盐含量11000~16000mg/L条件下通过对氧曝池进行适盐菌驯化氧曝池 COD去除率大于 85%总出水COD、NH3—N可以达到国家一级排放标准。
(2)根据中试结果对乙烯污水处理场进行了改造。通过提高含盐污水处理系列的水力负荷、驯化培养适盐菌、补加营养盐、优化酸化池操作参数等措施使含盐污水系列实现稳定运行。(3)自2008年4月开始高含盐污水处理后COD小于80mg/L氨氮小于10mg/L达到了山东省要求的排放标准。
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