化纤污水生化处理的分析与控制

化纤污水生化处理的分析与控制

李清雷

(中国石化 洛阳分公司 ， 河南 洛阳471012)

摘要：介绍了化纤污水生化处理工艺，对影响生化处理的环境影响因素进行了分析，提出了控制措施，对污水处理达标回用具有重要的作用。

关键词：化纤污水 ； 生化处理 ； 控制措施

中图分类号：X783.4文献标识码：B

收稿日期：2014-11-15

作者简介：李清雷(1975-)，男，工程师，从事污水处理工作，电话：18695997340。

中石化洛阳分公司是中原地区重要炼油化工生产企业，化纤污水合格处理是中石化洛阳分公司化纤各车间顺利生产的重要保障，同时也不污染黄河，保证下游人民健康正常生活。化纤污水处理汇集洛阳石化化纤厂PTA装置、PET装置及其配套设施所产生的连续、间断污水、生产生活污水，化纤污水处理包括预处理和生化、MBR污水回用部分，生化处理效果好坏对出水是否达标回用有重要的影响，为洛阳分公司的生产及发展奠定了基础。

1化纤污水生化处理工艺简介

污水的生化处理法主要为活性污泥法，即以活性污泥为主体的污水生物处理技术，它的主要构筑物是曝气池和沉淀池。工艺流程简图见图1。

图1　工艺流程简图

经过预处理均质调节池处理后的污水不断进入曝气池，曝气池中的混合液不断排入沉淀池进行泥水分离，沉淀下来的活性污泥部分回流至曝气池，部分作为剩余污泥排出。生产生活污水来水量为60～80 t/h，含有较多油剂和表面活性物质，采取经涡凹气浮再流入进行接触氧化处理的方法。生化处理后的澄清水排入MBR(活性污泥法和超滤相结合的方法)后，流入监测池，经过活性炭过滤后回用。

2水处理主要影响因素分析与控制措施

生化处理活性污泥法对来水的COD及对苯二甲酸(TA)等污染物质具有很高的去除效果， COD平均去除率可达95%左右，TA平均去除率约为99%。为提供良好的进水水质，生化处理主要依靠活性污泥微生物对污染物降解，和所有的生物相同，活性污泥微生物只有在它适宜的环境条件下生活，它的生理活动才能得到正常的进行。当生化微生物受到冲击后，则污泥絮凝沉淀性能变差，污泥指数会变得很高，沉淀池易于出现污泥流失现象，影响出水水质。能够影响微生物生理活动的因素较多，其中主要有：营养物质、溶解氧、水温、pH值以及有毒有害物质等[1]。

2.1　营养物质

参与活性污泥处理的微生物，在其生命活动过程中，需要不断地从其周围环境的污水中吸取其所必需的营养物质，这里包括：碳源、氮源、无机盐类及某些生长素等。如图2所示。

图2　污水好氧生物处理过程示意图

原先定期投加尿素及磷盐来满足生化的需要，为了节能降耗，降低成本，又由于氨水中的氮可不经分解就被微生物直接利用来合成自身的物质，而尿素投加后有一个水解的过程，易造成曝气池前端氮源的缺乏，不利于微生物的生长合成。来自四联合被稀释过的浓度约为10%的氨水进氨水罐后，经定量调节进调节均质池，再流入Ⅰ级曝气池，供给其微生物氮源。投用氨水前后生化进出水CODCr值见表1。在其它影响因素变化不大的情况下，由表1数据可知，改用氨水后，进水污染物CODCr升高的情况下，生化对污染物的去除率提高，外排污水水质CODCr明显好于投用前。

表1　投用氨水前后生化进出水COD Cr值(月平均值)

投加营养物质，尽量使BOD5∶N∶P=100∶5∶1，另外，在Ⅱ级曝气池出现碳源或营养不足时，生产生活污水可分流部分水入Ⅱ级曝气池补充其不足。

2.2　溶解氧

参与污水活性污泥处理的菌种是以好氧呼吸的好氧菌为主体的微生物种群。因此，在曝气池内必须有足够的溶解氧。如果溶解氧不足，将对微生物的生理活动产生不利的影响，降低新陈代谢的能力，从而影响污水处理进程，甚至遭到破坏。但在曝气池内溶解氧也不宜过高，否则会导致有机污染物分解过快，从而使微生物缺乏营养，活性污泥易于老化，结构松散。此外，溶解氧过高，会造成耗能增大，这在经济上也是不适宜的[2]。Ⅰ级曝气池、Ⅱ级曝气池溶解氧控制指标≥2，溶解氧量可由风机风量控制，如果溶解氧量偏低则可提升风机风量，偏高则可降低风机风量。在曝气池当中，空气以微小气泡形式逸出，在混合液中扩散，气泡在混合液中强烈扩散、搅动，使混合液处于剧烈混合搅拌状态。

为使溶解氧供应充足，主要采取了以下措施：①对风机、风线、法兰泄漏部位进行了检修。②应用新式空气过滤器滤网。③解决风机叶轮级间密封因磨损而泄漏风量的问题，改善了风机性能。④通过检修曝气池里部分破损曝气头，提高充氧效率。⑤均匀调节各间曝气池的供风量，而不使有的曝气池供风量过少，有的曝气池供风量过多，导致溶解氧量偏低或偏高。⑥控制来水水温不过高，来水水温高会降低水中的饱和溶解氧浓度。通过以上措施节约了成本，而处理污水的效果大为提高。

2.3　水温

在影响微生物生理活动的各项因素中，温度的作用非常重要。温度适宜，能够促进、强化微生物的生理活动；温度不适宜，会减弱甚至破坏微生物的生理活动，甚至可能使微生物死亡。参与活性污泥处理的微生物，多属嗜温菌，其适宜温度在10～45 ℃。过高、过低的温度都将对微生物有强烈的抑制作用。由于微生物氧化分解有机污染物要产生热量，生化进水量大且含有有机污染物浓度高时，产生的热量就多。加之鼓风机鼓出的风温度高(尤其在夏季，可达80～90 ℃)，对水有一定的传热量，因此会致使曝气池温度升高5～6 ℃。为防止水温过高，使微生物在适宜温度下生长，主要采取如下主要措施：①从源头上对水温进行控制，上游加强了冷却器的维护和运行，以2014年11月为例，实际进水温度见表2。调节均质池出水温度指标要求小于50 ℃，实际温度39 ℃，温度可满足要求。②生化增上了凉水塔设施，若Ⅰ级曝气池进水温度超过50 ℃时，将B104池水打入凉水塔后，通过泵打入Ⅰ级曝气池，降低Ⅰ级曝气池中水温。③使化纤来水污染物浓度控制在规定范围内，加强预处理操作调节，降低进生化污染物浓度。同时控制好进生化处理水量，降低生化反应产热量。④在曝气池溶解氧富余条件下，减少鼓风量，从而降低传热量。⑤监测池水经冷却塔冷却后喷洒于Ⅰ级曝气池内，或使冷却水直接喷洒于曝气池内，也可降低水温5～6 ℃。以2014年11月为例，Ⅰ级曝气池的温度约36 ℃，Ⅱ级曝气池的温度约28 ℃，基本上达到了要求。

表2　源头进水水温

2.4　pH值

微生物的生理活动与环境的酸碱度(氢离子浓度)密切相关，只有在适宜的酸碱度条件下，微生物才能进行正常的生理活动。以pH值表示的氢离子浓度能够影响微生物细胞质膜上的电荷性质。电荷性质改变，微生物细胞吸收营养物质的功能也会发生变化，从而对微生物生理活动产生不良影响。工艺条件是：Ⅰ级曝气池进水pH值控制指标为4.2～5.5。污泥经过多年驯化也逐渐适应了来水水质，来水中对苯二甲酸等酸性物质的不断降解，以及硝化、反硝化的作用，使得生化处理后，pH值升高。为控制好pH值，当pH值低时，采取的主要措施：①可适当加大投加氨水来提高污水的pH值(此时，Ⅰ级曝气池中氮的含量不是很高)。由于氨水呈碱性，投加氨水可以节约碱的消耗量。氨水投加设施投用前后生化进出水pH值(月平均值)对比如表3所示。

表3　投用氨水前后生化进出水pH值(月平均值)

由表3可知，氨水投加设施投用前后其pH值变化不大。②也可通过加NaOH调节。③提升事故池B102/1池放空到提升池内的PTA碱性水入调节均质池(此时，B102/1池的碱性水COD值及TA含量不是很高)。

当pH值高时，采取的主要措施：①减少氨水投加量(此时，Ⅰ级曝气池中氮的含量较高)。②减少事故池B102/1池内碱性水的处理量(此时，事故池B102/1池能较充分接收上游来的PTA碱性水)。③可通过加HNO3调节。④特殊情况下，可使水力旋流沉淀器出水部分或全部直接入Ⅰ级曝气池进行调节。

2.5　有毒物质

某些无机物质及有机物质对微生物生理活动具有抑制作用，如重金属离子、酚、氰等。重金属离子(铅、镉、铬、铁、铜、锌等)对微生物都产生毒害作用，它们能够和细胞的蛋白质相结合，使其变性或沉淀。但是，有毒物质对微生物的毒害作用有一个量的概念，即只有有毒物质在环境中达到某一浓度时，毒害与抑制作用才显露出来。如果污水中的各种有毒物质低于极限允许浓度，则微生物的生理功能不受影响。PTA含有少量钴等催化剂的水，经过提取后的澄清液，排入装置，进行再处理，经过处理， 微生物活性不受影响。

3处理效果

表4　化纤污水回用情况

4结束语

通过对化纤污水生化处理主要环境影响因素分析，采取有效措施加以控制，从而保证了生化装置正常运行，使处理后的污水达到中石化行业内循环冷却水补水标准，年回用量50万t，减少了污染物排放总量，同时，减少了新鲜水消耗50万t，保护黄河的水环境，保障了公司的顺利生产。

参考文献：

[1]张自杰，林荣忱，金儒霖.排水工程下[M].北京:中国建筑工业出版社,2000：101-105.

[2]李亚新.活性污泥法理论与技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2000：80-90.

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