城市污水处理工艺调试方法简述 12页

'城市污水处理工艺调试方法简述摘要：当前，城市污水处理厂工艺调试的重要性还没被普遍认识和接受，不少污水厂建成后没有进行工艺调试，这就产生了要么运行不起来，要么运行起来水质达不到设计要求，运行成本偏高等现象。事实上，工艺调试是污水厂投产前的一项重要工作，其重要性表现在以下几个方面：一是发现并解决设备、设施、控制、工艺等方面出现的问题，使污水厂投入正常运行；二是实现工艺设计目标，即出水各项指标达到设计要求；三是确定符合实际进水水量和水质的各项控制参数，在出水水质达到设计要求的前提下，尽可能的降低运行成本。关键词：调试培养水质达标--------------------------------------------------------------------------------　　当前，城市污水处理厂工艺调试的重要性还没被普遍认识和接受，不少污水厂建成后没有进行工艺调试，这就产生了要么运行不起来，要么运行起来水质达不到设计要求，运行成本偏高等现象。　　事实上，工艺调试是污水厂投产前的一项重要工作，其重要性表现在以下几个方面：一是发现并解决设备、设施、控制、工艺等方面出现的问题，使污水厂投入正常运行；二是实现工艺设计目标，即出水各项指标达到设计要求；三是确定符合实际进水水量和水质的各项控制参数，在出水水质达到设计要求的前提下，尽可能的降低运行成本。　　一、调试内容及目的　　调试的主要内容有：第一，带负荷试车，解决影响连续运行的各种问题，为下一步工作打好基础；第二，活性污泥培养，主要是积累处理所需微生物的量；第三，活性污泥驯化，其目的是选择适应实际水质情况的微生物，淘汰无用的微生物；第四，确定符合实际进水水质水量的工艺控制参数，在确保出水水质达标的前提下，尽可能降低能耗；第五，编制工艺控制规程，以指导今后的运行。　　二、调试方法　　（一）准备工作　　1.人员准备：　　a.工艺、化验、设备、自控、仪表等相关专业技术人员各一人。　　b.接受过培训的各岗位人员到位，人数视岗位设置和可以进行轮班而定。　　2.其他准备工作：　　a.收集工艺设计图及设计说明、自控、仪表和设备说明书等相关资料。　　b.检查化验室仪器、器皿、药品等是否齐全，以便开展水质分析。　　c.检查各构筑物及其附属设施尺寸、标高是否与设计相符，管道及构筑物中有无堵塞物。　　d.检查总供电及各设备供电是否正常。　　e.检查设备能否正常开机，各种闸阀能否正常开启和关闭。　　f.检查仪表及控制系统是否正常。　　g.检查维修、维护工具是否齐全，常用易损件有无准备。 　　h.购置絮凝剂。　　（二）带负荷试车　　开启水处理设施、管道中所有阀门和闸阀，启动进水泵送水，根据各构筑物进水情况，沿工艺流程适时启动其他设备。在此过程中应做好以下几方面工作：第一、检查进线总电流是否符合要求，变配电设备工作是否正常，各种设备工作情况是否正常以及能否满足设计要求，仪器仪表工作是否正常，自控系统能否满足设计要求。第二、用容积法校核进出水、回流以及剩余污泥流量计计量是否准确，校核各种仪表，检测进水水质，测量流速，测量并记录设备的电压、电流、功率和转速。第三、及时解决试车过程中发现的问题。第四、编制设备操作规程。　　（三）活性污泥培养　　活性污泥培养的实质就是在一段时间内，通过一定的手段，使处理系统中产生并积累一定量的微生物，其培养方式主要有连续式和间歇式。　　1.连续式培养：连续式培养是指在连续进水、连续出水的情况下进行的活性污泥培养方式。选择该种培养方式的条件是要有足够的进水，即日进水量至少可以满足一台进水泵24小时的水量，连续式培养的优点是培养时间短，微生物所需驯化时间短。其具体操作方法是根据来水量的大小确定进水泵开机台数和生物池开启组数，格栅机、沉砂池、二沉池全开，开启外回流泵（若有内回流泵，选择不开），回流量控制在大于100%，曝气区溶解氧大于2mg/l，生物池流速平均不小于0.3m/s，绝对流速不小于0.2m/s，连续运行。在此过程中，每天做好各项水质指标和控制参数的测定。当sv%达到10%以上时，活性污泥培养即告成功，此时的出水BOD5、SS、COD等指标一般可达到设计要求。　　2.间歇式培养：间歇式培养是按进水、曝气、沉淀、撇除上清液等四个阶段往复循环的培养方式，是在进水量小不能满足连续运行的一种培养方式。其特点是微生物积累周期长，驯化时间长，操作工作量大。其具体操作方法是同时开启进水泵、格栅机、沉砂池，待生物池充满水后开始曝气，同时停止进水，定时测量生物池，当COD、SS明显小于进水时停止曝气，沉淀2小时后再进水，同时撇除上清液。在此过程中的水质指标和控制参数的测定及完成的标志同连续式培养。　　（四）活性污泥驯化　　驯化的目的是选择适应实际水质情况的微生物，淘汰无用的微生物，对于有脱氮除磷功能的处理工艺，通过驯化使硝化菌、反硝化菌、聚磷菌成为优势菌群。具体做法是首先保持工艺的正常运转，然后，严格控制工艺控制参数，DO在厌氧池控制在0.1mg/l以下，在缺氧池控制在0.5mg/l以下，在好氧池控制在2-3mg/l，好氧池曝气时间不小于5小时，外回流比50%～100%，内回流比200%～300%，并且，每天排除日产泥量30%～50%的剩余污泥。在此过程中，每天测试进出水水质指标，直到出水各指标达到设计要求。　　（五）工艺控制参数的确定　　设计中的工艺控制参数是在预测的水量、水质条件下确定的，而实际投入运行时的污水厂其水量水质往往与设计有较大的差异，因此，必须根据实际水量水质情况来来确定合适的工艺控制参数，以保证运行的正常进行和使出水水质达标的的同时尽可能降低能耗。　　1.工艺参数内容： 　　需确定的重要工艺参数有进水泵房的控制水位、沉砂池排砂周期、生物池溶解氧DO及氧化还原电位ORP、污泥回流比R、污泥浓度MLVSS，污泥沉降比SV%、污泥指数SVI、污泥龄SRT、剩余污泥排放周期及日排放量、二沉池泥面高度等，其中影响能耗大小的主要因素是进水水位的高低和污泥浓度MLVSS的大小，影响脱氮除磷效果的主要因素是溶解氧DO和污泥龄SRT。　　2.确定方法：　　进水泵房水位在保证进水系统不溢流的前提下尽可能控制在高水位运行。用每天排除大海量的体积与集砂容积对比来确定排砂周期，排砂量体积小于集砂容积。生物池DO及ORP根据厌氧池放磷情况、缺氧池反硝化情况、好氧池吸磷和硝化情况来确定，一般情况下厌氧池的DO小于0.1mg/l，缺氧池的DO小于0.5mg/l，好氧池的DO控制在2～3mg/l之间，厌氧池ORP小于-250mv，缺氧池ORP在-100mv左右，好氧池ORP大于40mv。回流比R的大小应根据污泥在二沉池的停留时间和磷的释放来确定，一般情况下80%左右较合适。污泥浓度MLVSS通过污泥负荷来确定，脱氮除磷工艺的污泥负荷一般在0.12kgBOD5/（kgMLVSS*d）左右较合适。污泥龄SRT要考虑设计水质的要求，对脱氮除磷工艺而言，其一般控制在8天左右。　　（六）工艺控制规程：　　工艺控制规程主要是用来指导生产运行的，是工艺运行的主要依据，其主要包含以下几方面的内容：第一，各构筑物的基本情况；第二，各构筑物运行控制参数；第三，设施设备运行方式；第四，工艺调整方法；第五，处理设施维护维修方式。工艺控制规程应在工艺参数确定后编制。　　（七）调试中的其他工作：　　污水厂要正确运行，还应有一套完善的制度，其主要包括管理制度、岗位职责、操作规程、运行记录、设备设施档案等，在调试过程中可分步完成上述工作。　　三、应注意的问题　　1.通过前对所有设施、管道及水下设备进行检查，彻底清理所有杂物，以避免通水后管道、设备堵塞和维修水下设备影响调试的顺利进行。通水后进行水下设施设备的维护困难相当大，主要是因为维修需将水池放空，而水池的容积小则几千个立方，大则上万立方，放空一次相当费时费工，特别是有活性污泥后，水往哪放本身就是个问题，放出去会发生污染事故，放到别的池子往往又装不下。因此，在通水前一定要认真检查、清理。　　2.对进水水质严格进行监控，尤其是PH，超过要求时应立即采取相应措施，否则会使培菌工作前功尽弃。　　3.培菌初期，曝气池会出现大量的白色泡沫，严重时会堆积两三米高，污染走道和现场仪器仪表，这一问题是培菌初期的必然现象，只要控制好溶解氧和采取适当的消泡措施就可以解决。 　　4.自来水水量和压力大小往往容易被大家忽视，在调试过程中，化验室和污泥脱水的一些仪器、设备对水量和水压有严格的要求，若达不到要求，这些仪器、设备将无法使用。污水厂一般远离城市，处于自来水的管网末梢，水量水压通常很小，因此，应设置一定的装置以提高水量水压。　　四、建议：　　工艺调试是关系到污水处理厂能否正常运行及效益能否充分发挥的重要工作，它有技术性强、难度高等特点，需要具备污水处理知识和长期运行经验的专业人员或专业机构来实施，因此，建议有关部门将工艺调试列入项目，并安排足够的资金，以保证调试工作的有效开展。 工艺概述        某酒精企业污水处理场处理经由酒精蒸发工艺排出的二次蒸汽冷凝水及事故排放的部分离心清液两股废水。平均水量为405m3/d，平均温度为50℃左右，ph值为3.6，原液cod约为8000mg/l,ss为1600mg/l。        废水经由酸化调节池进行水解酸化并加碱调整ph值＞6.0，再由耐酸液下泵送至uasb反应器。        uasb反应器为钢制矩形罐体，外形尺寸9m×13.6m×6m，有效容积750 m3。设计容积负荷(vlr)为4.3kgcod/(m3·d)。        进液布水采用一管多孔配水方式。原液经反应器底部经4根布水管分配到各自的支管，并由支管下方等距布水孔射流到反应器底部的反射锥，此时与污泥床上的污泥充分接触并发生扰动。        由于采用多孔配水，考虑到布水管道末端容易出现死角及堵塞现象，故在反应器底部设有兼作放空用的排泥管两根。经两台排泥管道泵(q＝25m3/h、h＝30m、w＝4kw、一开一备)送入污泥压滤机。        uasb反应器内安装有玻璃钢材质预制的可供水、泥、气分离用的三相分离器，共分16组、三层，由碳钢为加固连接为一整体结构。属多级厌氧分离装置。        厌氧水由三相分离器出水堰溢流到集水槽后汇集到出水总管后重力流入好氧处理系统。        考虑到北方气候因素，在反应器罐体内距底部1.2m处设有一根蒸汽加热管线，在启动初期及冬季对反应器内部进行直接加热。         由集气室所产生的沼气首先由位于反应器顶部的4根支管收集后通过主管进入气液分离器，在进行气液分离后通过水封罐进入沼气柜。        沼气柜为浮罩式，设有限位器、排空阀、泄压阀、水封、溢流、蒸汽伴热及柜顶配重。沼气通过输送风机直接运送到锅炉回收利用。        初次启动        进料流量调整：        2001年3月初各装置安装完成后开始初次启动的准备工作，首先将酸化调节池注入清水，打开uasb底部人孔，进入反应器内后启动酸化调节池液下泵向uasb进水，逐一查看穿孔支管射流量是否均匀有无阻塞、死角，并通过阀门调整各支管流出水量基本一致。        进水流量调整非常关键，在很多同样布水条件的实例中，布水不均现象多有发生，这样会造成污泥床的形成不均衡，减小反应器的处理能力。        种泥的选择：        由于没有现成的颗粒污泥，就近选择采购了某生活污水厂的消化污泥(含水率80～85%)；另一部分采购自某酒精厂的厌氧絮状污泥(含水率85～90%)(二次启动)。        污泥接种：        将污泥投入搅拌罐注入工艺冷却水(30℃ )稀释、搅拌，并经过充分筛滤处理后，经临时管线将污泥输送至反应器沉淀区流入罐底。当反应器填充量达到25％时，通入蒸汽升温，开始对污泥进行72h活化，使反应器罐体内温度恒定在37℃～41℃之间，活化过程中每24h进料一次，进料量为25m3/d(cod≤500mg/l)，为防止污泥在活化过程中因沉淀分层，增设一回流管线利用两台排泥管道泵对污泥进行强制回流扰拌。        污泥驯化：        污泥驯化分为二个阶段进行：第一阶段为初始阶段，分反应器负荷＜1kgcod/m3·d。此阶段周期为70天。第二阶段为提高阶段，1kgcod/m3·d＜反应器负荷＜3kgcod/m3·d。此阶段周期为90天        初始阶段：反应器内温度控制在37～39℃之间。每日进料量保持在100m3/d(cod≤1000 mg/l)左右控制进水ph值在6.0-6.5之间，当uasb反应器充满后，三相分离器溢流出水部分回流至调节池，这样既可以减少污泥洗出量，也可以节省碱投加量。        每天定时取厌氧进出水样，通过观测cod、vfa、ph值三项指标分析反应器内环境状态。保证反应器内cod＜600～800、vfa＜300、出水ph值控制在6.5～7.0之间为正常。根据化验结果调整进水水质水量，测出口水样cod、vfa、ph值，观察进料后反应器工作状态。回流4h以保证反应器内保持升流状态并且将部分较轻的污泥洗出。(由于被洗出的较轻污泥经过调节池又返回到uasb反应器从而在三相分离器溢流堰逐渐生成大量浮渣积累，影响了出水效果，由于本工程未设浮渣冲洗装置，采用人工冲洗，从而增加了操作难度。)        系统运行达到10天时，打开气液分离器底阀，发现已有少量沼气产生。        当系统运行20天后，出水cod降至100mg/l左右，考虑进行增加进水能力试验，增大了负荷(当时反应器负荷实际为0.13kgcod/m3·d)，连续四天提高进料量达到150～200m3/d，提高负荷(进水cod达到1500mg/l～2500mg/l)，观察出水vfa＞600，之后又连续进料两天，vfa最高达到800以上，反应器出水ph值＜5发生明显“酸化”；沼气产大量减少。七天生产指标如下(表1)。            日期    指标第21天第22天第23天第24天第25天第26天第27天    进水水量m3/d100150200150120100100    进水codmg/l11311538154523559671025818    出水codmg/l122233437488628788825    出水vfamg/l157222357456878875935     进水ph值66.266.36.86.76.5    出水ph值7.16.96.25.95.45.34.9                (表1)        (图1)                (图2)        从(图1)、(图2)的趋势分析中不难看出，虽然在进料过程中进行了相应的调整，但由于进料指标远远超出反应器内负荷，出现“酸化”是不可逆转的。        停止进料，增加循环，当停止进料4天后系统参数趋与正常。之后的近20天内，每5天增加50m3/d进料量，而进水cod控制在1000mg/l左右。当系统运行50天后，出水cod保持在200mg/l左右，已达到80％的去除率。再次增加负荷，每5天进料cod增加500mg/l，进料量保持250m3/d，第70天左右进料cod为3000 mg/l，出水cod为500mg/l，去除率达80～85％。反应器负荷达到1kgcod/(m3·d)，至此启动第一阶段基本完成。        提高阶段：负荷逐日增加，每2天进料cod增加200mg/l，进料量为保持250m3/d。系统运行至30天左右时进料cod为6000mg/l，反应器出水为500mg/l，反应器负荷达到2kgcod/(m3·d)，去除率达80～85％。沼气产量达到400～600m3/d，在此其间发现三相分离器集气室(玻璃钢材质)漏气。厂家来人维修(10d)，将uasb反应器内排出大部分污泥排入调节池保存。        二次启动时将保存至调节池的污泥引回至uasb反应器中，同时再投放部分某酒精厂的絮状厌氧污泥进行培养(进料量250m3/d、cod为2000mg/l)，当培养至10天左右，出水cod为200mg/l，此时重新启动开始进行。        重新启动后每1天进料cod增加100mg/l，进料量也逐日增加，至80天时进料量达到350m3/d，cod为7000mg/l左右。出水cod为1500mg/l。        之后又经过10天左右的调整，到90天后进料量达到400m3/d，cod8000mg/l，出水cod为1200～1500 mg/l。反应器负荷为3kgcod/(m3·d)左右。去除率达到80～85％左右，已达到后续好氧工艺进水要求，反应器初次启动成功。        小结        此装置3月培菌，8月中旬启动成功，历时5个多月。总结以下几点在试车过程中的教训：        1接种菌种最好使用发酵工业厌氧污泥，便于驯化培养。        2反应器内ph值、温度、vfa作为指导初次启动的主要控制及观察参数。        3 厌氧菌的培养是个缓慢的过程，进水的cod及水量渐近的均匀稳定的提高是保证初次启动成功的关键。        4　一定量的回流可以降低运行成本且有助于uasb反应器内溢出的种泥重新利用，改善废水与污泥的混合条件，但容易造成大量浮渣的积累。        5　注意冬季寒冷气候对整个系统的外部影响。(室外设备及阀门的保温)        6三相分离器所有溢流堰应保证同一标高(满水试验时检查)以确保反应器内污泥床高度的均匀。        7开车前布水孔布水能力应仔细检查以保证反应器内布水均匀没有死角。        8反应器顶部有氧条件下h2s氧化为硫酸对金属、水泥都能造成一定的腐蚀。        参考文献        王凯军.秦人伟.发酵工业废水处理.化学工业出版社.2000        贺延龄.废水的厌氧生物处理.中国轻工业出版社.1998'