中国石化集团公司所属某化工厂在生产过程中产生富含农乳､聚醚等有机物的表面活性剂废水｡该厂采用厌氧复合床+A/O膜法组合工艺处理该废水,效果较好｡本文主要就A/O装置处理经厌氧复合床预处理后的表面活性剂废水的工艺进行探讨,并结合开车过程中遇到的问题,参照国内同类装置的运行情况,探讨A/O膜法接种污泥的驯化､进水方式及COD浓度对装置运行效果的影响,A段和O段的容积比(VA/VB)对降低出水COD浓度的作用,不同运行阶段的回流方式及回流比对装置运行的影响等问题｡
1 废水水质
该装置处理的表面活性剂废水主要为农乳､聚醚生产装置在生产过程中排出的真空冷凝水､洗涤水及地面冲洗水｡废水中含有大量上述产品的原料､中间体､产品等多种大分子有机化合物,废水的BOD/COD在0.10~0.15之间,为极难生化处理的高浓度有机废水｡处理装置的设计进水水质如表1所示｡
2 废水处理工艺流程及处理装置
2.1 工艺流程废水处理工艺流程如图1所示｡
由上游生产装置排出的废水,首先进入调节池,停留一定时间后,用泵提升至泡沫分离塔进行分离,分离后以泡沫形式富集起来的有机污染物从塔顶进入厌氧复合床进行预处理,泡沫分离塔中部浓度相对较低的废水与厌氧复合床的出水､沉淀池回流污泥混合后一起进入A/O生化反应池进行处理,处理过的废水经沉淀后排入长江｡
2.2 处理装置的结构
调节池尺寸为15m×11m×9m,有效容积1200m3 ,内设高温皂化废水热交换管｡设计废水停留时间为8h｡
泡沫分离塔为圆形,钢结构,高16m,内设曝气软管｡缺氧池(A段,包括A1､A2､A3池)为钢筋混凝土结构,有效尺寸为19.4m×11.2m×10m,有效容积1800m3 ;距池底6m处装设3m高的软性填料,采用微孔曝气头进行曝气｡原设计A1为进水段,采用底部点阵式进水,淹没孔出水槽出水依次进入A2､A3池｡
接触氧化池(O段,包括O1､O2､O3池)除微孔曝气头数量多于缺氧池外,其设计规格与缺氧池相似｡从A3池流出的废水进入O1池后,以推流方式依次进入O2､O3池｡
沉淀池为圆形､锥底的辐射式,钢筋混凝土结构,直径14m,有效水深5.6m,池内设有中心传动刮泥机｡该池采用周边进水､中心淹没槽出水｡
3 工艺控制指标及污泥参数
3.1 工艺控制指标
该装置废水处理工艺的控制指标如表2所示｡
3.2 污泥参数
接种污泥为扬子石化公司水厂处理石油化工废水的剩余消化污泥｡污泥投加量及污泥实际浓度见表3｡
4 A/O装置运行情况
1999年5月4日,A/O装置开始运行｡在接种污泥驯化的初期阶段,我们采用A1段间断进水,O段连续回流,低风量曝气的运行方式,出水COD保持在300mg/L左右｡装置运行5d后开始连续进水,进水量为50m3/h｡稳定运行5~8d后,根据出水水质及装置的运行情况逐步加大进水量｡开车初期,由于厌氧复合床废水处理能力较低,泡沫分离塔的分离效果较差,A/O装置进水COD一直在750~900mg/L之间,出水COD也在300mg/L以上,不能达到装置的排水要求｡
随着厌氧复合床废水处理能力的加大,A/O装置运行状况好转,但出水COD的下降仍不明显｡因此,我们根据进水水质的变化及装置的实际运行情况及时调整A段､O段的曝气量､回流方式及回流量,并通过风量的改变,逐步提高A2､A3池的溶解氧浓度｡经过7周时间的运行,A/O装置出水COD降至130mg/L以下,达到废水排放要求,且能保持稳定运行｡该装置开车运行的具体数据如表4所示｡
5 影响A/O装置处理效果的因素
5.1 A､O段容积比对处理效果的影响
开车初期,我们将缺氧区容积(V A)与好氧区容积(VO)之比设为1,按照A1､A2､A3-O1､O2､O3池的设计流程运行,但沉淀池出水COD维持在300~400mg/L,不能达标排放｡从第6周起,我们加大A2､A3池的供风量,控制池内溶解氧(DO)在2~3mg/L,将A2､A3池改为按好氧运行方式控制的氧化池运行模式,使A/O装置VA/VO之比调整到0.33｡运行2周后,出水COD明显下降,到第7周,沉淀池出水COD已降至130mg/L以下｡因此,VA/VO之比应控制在0.30~0.35之间｡
5.2 温度对处理效果的影响
运行中我们发现,随缺氧池温度的降低,A/O装置的运行效果明显下降｡第4周时,装置的平均温度降到25℃,A段污泥呈灰褐色,沉降性能较差,活动填料上的挂膜污泥大量脱落,出水水质开始恶化｡当装置的运行温度提高到33℃以上时,则需要消耗更多的加热蒸汽,增加废水处理成本,而且池内温度过高,会使填料上的活性污泥大量脱落与死亡,造成活性污泥大量流失,严重影响废水处理效果｡因此,我们将缺氧池的温度控制在30~33℃,好氧池的进水温度控制在28~31℃｡
5.3 进水COD浓度对处理效果的影响
从表4可知,在开车的第5周,由于上游生产装置排水COD超标,经泡沫分离塔分离后的废水COD平均为1189mg/L,最高为1800mg/L,且持续时间达5d之久,出水COD迅速升至600mg/L以上,A段污泥呈灰色,池面基本无气泡溢出,污泥镜检时发现了大量细小的游动型原生动物,其他固定型原生动物消失;O段污泥则呈深色,取样静置0.5h后,泥水界面不清,镜检时发现有钟虫和游动型原生动物,而轮虫等消失｡A､O段固定型原生动物的消失造成大量填料挂膜污泥脱落､流失,致使出水悬浮物浓度上升,水质恶化｡针对这种情况,我们采取降低进水量,加大A､O段各自的回流比,提高O段溶解氧浓度,一般5~7d后装置可恢复正常运行｡
5.4 缺氧池进水方式对处理效果的影响
在A､O装置运行过程中,由于A段缺氧污泥的增长､代谢脱落的挂膜污泥及回流污泥的沉降,极易造成缺氧池污泥沉积现象,使好氧池(O段)的进水带泥,污泥腐化膨胀上浮｡为此,A/O装置的缺氧池采用底部点阵式进水方式,较好地解决了这个问题｡这一进水方式的优点是:(1)消除了缺氧池的污泥死区,避免了底部污泥的沉积腐化;(2)起到了均匀进水的作用;(3)在很大程度上避免了因进水不当诸如自由跌水等入流方式产生的充氧作用,使缺氧池内溶解氧浓度上升,从而保证了缺氧池乃至A/O装置的正常运行｡
5.5 回流方式及回流比对处理效果的影响
A/O装置的回流方式分为A段回流与O段回流2种｡装置运行初期(第1~3周),采用O段回流,回流比为2~3∶1｡这样可以将O3后端随出水流失的污泥经沉淀池沉淀后,重新进入氧化池进行驯化､增长;采用较大的回流比降低了氧化池进水的COD浓度,促进了氧化池内活性污泥的增殖及初期填料挂膜,使装置在较短时间内完成启动｡在A/O装置稳定运行阶段(第4周后),主要采用A段回流方式,回流比为0.6~1.2∶1,充分利用A段缺氧微生物既能去除废水中的有机污染物又能消化污泥的特点,将沉淀池内的污泥大量水解,以达到无剩余污泥排放的目的,降低了废水处理成本｡
6 结论
(1)采用A/O装置处理表面活性剂废水时,较佳的运行条件为:进水COD<550mg/L,VA/VO为0.32~0.35,温度分别控制在30~33℃(缺氧池)和28~31℃(好氧池);运行初期采用O段回流,回流比为2~3∶1,第4周后采用A段回流,回流比为0.6~1.2∶1｡
(2)A/O装置在上述条件下运行,出水COD可降到120mg/L以下,且基本无污泥排放｡
