關鍵詞:污水處理運營 污水處理外包 工業(yè)污水處理 污水處理第三方運行 工業(yè)廢水處理 生活污水處理
污水廠設計處理水量30000t/d,作為紡織工業(yè)園區(qū)的重要配套設施,主要接納園區(qū)內(nèi)近30家紡織染整企業(yè)排放的污水(占總設計水量的95%以上),此外還有少量附近居民小區(qū)的生活污水。污水廠工藝主要流程為:一級提升泵房→初沉池→二級提升泵房→水解調(diào)節(jié)池→曝氣池→二沉池→混凝沉淀池。
1、污泥產(chǎn)生的原因分析
從主要工藝流程看,污水廠采用的工藝為水解酸化+好氧生化+深度處理。其中,調(diào)節(jié)池除了起到調(diào)節(jié)水質(zhì)水量的作用外,更重要的是其池內(nèi)微生物的水解酸化作用,水解酸化調(diào)節(jié)池水力停留時間8h;生化曝氣池采用廊道式推流延時曝氣,水力停留時間為26h。表1為該廠設計進水指標以及從2018年3月至6月份的進水指標平均值。
污水廠排放污泥的構筑物分別為初沉池、水解調(diào)節(jié)池、二沉池及混凝沉淀池。其中,水解調(diào)節(jié)池和二沉池排放的污泥為生化污泥,其污泥產(chǎn)生的原因為厭氧和好氧微生物的生長。初沉池和混凝沉淀池排放的污泥為物化污泥,混凝沉淀池的污泥產(chǎn)生的原因是廢水中投加藥劑PAC和PAM所產(chǎn)生的絮凝體。從表1實際進水水質(zhì)指標可以看出,污水廠進水pH遠高于設計進水pH指標,進水呈強堿性,故在實際運行過程中,需在進水集水井加大量的酸調(diào)節(jié)pH值??紤]到成本等因素,污水廠用于調(diào)節(jié)pH的廢酸為附近鋼管廠洗鋼管的廢酸,但在實際運行中發(fā)現(xiàn),投加鋼管廠廢酸后,污水中會產(chǎn)生大量的沉淀物(SS),但其上清液的色度較進水有明顯降低,初沉池污泥產(chǎn)生的原因為:一是進水SS帶來的污泥;二是廢水投加廢酸后產(chǎn)生的污泥。
2、污泥組成的量化分析
2.1初沉池污泥量化分析
該污水廠某日原水瞬時樣水質(zhì)指標如表1所示。初沉池污泥產(chǎn)生于進水SS和廢酸的投加,而在廢酸投加產(chǎn)生的污泥中:由園區(qū)染整企業(yè)生產(chǎn)工藝可知,污水中存在大量的染料和漿料,污水經(jīng)過中和處理后,這些染料和漿料從污水中沉淀下來,產(chǎn)生污泥;該廠投加的是鋼管廠廢酸,廢酸中存在一定量的鐵離子和亞鐵離子,與堿性污水中和后,產(chǎn)生鐵離子和亞鐵離子氫氧化物等沉淀;由于鐵離子和亞鐵離子的某些化合物(如氯化鐵、硫酸鐵、氫氧化鐵等)具有一定的混凝劑功能,因此廢水在加酸中和后,鐵離子對廢水起到一定的混凝沉淀作用,產(chǎn)生絮凝體沉淀?;谝陨?點的分析,對該廠2018年某日的原水進行了加酸試驗,試驗結(jié)果如表3所示。
從表2、表3的試驗結(jié)果可以看出,使用鋼管廠廢酸和稀硫酸對污水進行中和后,均產(chǎn)生了大量的沉淀物,投加鋼管廠廢酸產(chǎn)生的SS較單純投加稀硫酸多出2240-1780=460mg/L,這部分SS分析認為是廢酸中鐵離子及鐵離子與廢水中的膠體物混凝沉淀產(chǎn)生。雖然鋼管廢酸較稀硫酸多產(chǎn)生460mg/L的沉淀物,但對原水CODCr和色度的去效果要遠遠好于稀硫酸。由試驗數(shù)據(jù)推導出的污水廠初沉池污泥組成如表4所示。
2.2 水解調(diào)節(jié)池和二沉池污泥量化分析
2.2.1 水解調(diào)節(jié)池污泥量化分析
在穩(wěn)態(tài)條件下,水解池內(nèi)剩余污泥量可由質(zhì)量平衡求得。換句話說,剩余污泥量(ΔX)=進出水顆粒有機物的減少量(ΔX1)+微生物凈增長量(ΔX2)-水解的有機物量(ΔX3),其中:
式中,X為水解池污泥濃度(VSSmg/L);Sr為溶解態(tài)基質(zhì)濃度(mgBOD/L);Ks為飽和常數(shù)(mg/L);Sp0為水解前顆粒態(tài)有機物濃度(mg/L);Sp為水解后顆粒態(tài)有機物濃度(mg/L);kh為顆粒物水解速率常數(shù)(d-1);Q為處理水量(m3/d);μm為水解微生物最大比生長速率(d-1);Kd為內(nèi)元代謝系數(shù)(d-1)。
根據(jù)該廠工藝特點,廢水在經(jīng)過初沉池的沉淀后進入水解酸化池,故進入水解酸化池的顆粒物濃度較低,而該廠水解酸化池采用填料附著式,故水解酸化池出水顆粒物濃度可以忽略不計,故式(4)中,ΔX1和ΔX3這兩項可以忽略不計。
因此,式(4)可以簡化為:
該廠2018年3月份間斷測定的初沉池出水數(shù)BOD5和水解池內(nèi)污泥濃度如表5所示。通過資料查詢,對于印染廢水,其動力學參數(shù)如下:
20℃下的參數(shù)為:Kd=0.20d-1,μm=3.23,Ks=120。
其中,k1=1.094,k2=1.104。
將上述數(shù)據(jù)代入式(5),結(jié)果如表5所示,其中,水解池容積V=10000m3。
由表5可得,水解調(diào)節(jié)池日產(chǎn)生干泥(MLVSS)量平均值為2.56。
2.2.2 二沉池污泥量化分析
根據(jù)該廠2018年3月份檢測的每日排泥量及排泥濃度,結(jié)果如表6所示。
由表6計算可得,平均值(MLSS)為4.14。從上述分析,水解調(diào)節(jié)池通過計算得知,每日產(chǎn)生干污泥量2.56tMLVSS,假設其污泥組成中MLVSS與MLSS比值為0.85,則水解調(diào)節(jié)池每日產(chǎn)生干污泥為3.01tMLSS;結(jié)合二沉池每日排泥量,該印染廢水廠每日生化排泥量為3.01+4.14=7.15t干泥。
2.3 混凝沉淀池產(chǎn)生污泥量分析
對于該廠混凝沉淀池產(chǎn)生的污泥量,通過小試試驗的方法測定,即根據(jù)運行中的實際藥劑(PAC+PAM)的投加量,取一定量的二沉池出水水樣,向水樣中投加PAC和PAM,投加量根據(jù)運行投加量折算,反應后取一定量的混合樣品測定其SS,結(jié)果如表7所示。
根據(jù)上述試驗結(jié)果,結(jié)合該廠2018年3月份平均日處理水量,按22500t/日處理水量計算,得到該廠混凝沉淀部分日產(chǎn)生干污泥量22500×188÷106=4.23t。
3、結(jié)語
通過上述的量化分析,該印染廢水廠污泥組成情況如表8所示。由此可以看出,對于印染廢水運行中產(chǎn)生的污泥,物化污泥產(chǎn)量遠遠大于生化污泥產(chǎn)量,而物化污泥中的大部分來自廢水中的染料和漿料,這些染料和漿料在堿性條件下呈溶解狀態(tài)。廢水經(jīng)過加酸中和處理后,這些染料漿料就會大量沉淀,其干污泥占該廠干污泥產(chǎn)量的百分比為83.1%×59.82%=49.71%。因此,控制住了廢水中染料漿料的含量,也就能有效降低污泥的產(chǎn)生量。