终端污水经济运行模式探究与总结

陶 勤 ， 岳花婷

(安阳化学工业集团有限责任公司 ， 河南 安阳 455133)

安阳化学工业集团有限责任公司产品有合成氨/尿素、甲胺/DMF、DMAC、复合肥、粉煤灰砌砖、PET。配套终端污水处理装置始建于2007年9月，设计处理能力15 000 m3/d，采用“反硝化+氨氧化+亚硝化+硝化”组合工艺，分为东线和西线两条并联生物处理系统，经多次技术改进后，达到《河南省辖海河流域水污染排放标准》(DB41/777—2013)，最终排入安阳河。受淘汰落后产能政策影响，2020年9月30日合成氨装置停运，尿素装置也停运，污水需处理量明显降低；同时因终端污水处理装置已连续运行5年，超期服役情况比较严重，氨氧化池底部填料脱落飘出较多，曝气池底部曝气片脱落较多等，隐患较大，需要彻底进行系统大修。因此利用大修机会对当前生产情况下的运行模式进行优化，切实做到“算账搞生产，效益最大化”。

1 工艺流程及主要废水来源

公司终端污水处理站采用东、西两条线并联运行，当污水进口指标超标时，污水进入1#、2#事故池，指标合格的污水进入1#调节池均质调节后，经提升泵、旋流沉砂池等调节水温、碳氮比后进入东、西两套生物系统，依次通过厌氧段和好氧段，去除氨氮、总氮及COD，最后废水达标排放。

自合成氨尿素及乙二醇装置停运后，废水量处理量由550～600 t/h降低至250 t/h。如果继续保持双线运行的生产模式，虽然可保证装置运行的稳定性，但其处理能力存在较大余量，占用了较多的生产资源，且生产成本较高，已脱离了最佳经济运行模式。

2 双线运行存在问题评估及调整思路

2.1 存在问题评估

2.1.1活性污泥长期处于较差状态

合成氨/尿素装置停运后，污水组分发生很大变化，污水氨氮浓度较低，可生化性差，导致终端污水处理站活性污泥长期处于较差状态。

2.1.2水下仪表故障率高，部分仪表需要修复或更换

①生物池的控制指标氧化还原电位(ORP)数据显示，氨氧化池ORP指标偏高，硝化池和亚硝化池ORP偏低，仪表班组已多次来终端进行校正，数据无明显改善好转；②从硝化池和亚硝化池的溶解氧(DO)数据看，存在和ORP指标一样的情况；③池底内回流管道多个流量计无数据显示或数据异常，影响调节。综合工艺方面分析，基本所有生物池死泥居多，必须利用大修清淤，否则在线仪表将失去其测量的准确性，将不能第一时间判断生物池污水的基本理化性质。

2.1.3设备老化、腐蚀，需及时更换

①生化池内填料框填料大面积脱落上浮，填料框架已有严重变形。②水下设备基础腐蚀，特别是推流器水下设备，由于水下基础腐蚀造成设备脱落，并使正常运行的其他设备运行状况不佳。③防渗膜部分老化脱落，曝气片脱落较多，部分区域存在无曝气现象，说明曝气盘堵塞或者管线堵塞。 ④二沉池吸泥泵支架脱落造成刮泥效果差，二沉池溢流堰处明显观察到出水悬浮物，经分析SS基本在20 mg/L以上，处于高值。

2.2 模式调整思路及实施的必要性

2.2.1改单线运行，发挥装置最大潜能

终端污水处理站，原设计双线极限负荷625 t/h，最佳运行负荷550 t/h，但两套合成氨/尿素装置及乙二醇装置于2020年9月30日停运后，仅九天公司、九龙公司及小众装置运行，污水平均水量250 t/h，经评估，具备单线长周期运行且满足生产的条件。

2.2.2单线彻底大修，同时验证单线运行的稳定性

随着安化公司甲胺/DMF、DMAC等产品的投产，终端污水站污染因子成分越来越复杂，且近年来环保形势日趋严峻。终端污水站经2016年提标改造后，原有设计负荷和工艺处理方式并未改变，目前超期服役情况比较严重。结合目前的生产情况，对东线进行大修，同时验证单线运行的稳定性和安全性。

3 具体措施

3.1 改单线试运行时，装置存在的风险及应对措施

①单线运行时，生物池综合池故障，如反硝化池、厌氧氨氧化池局部水流不动、未见污泥翻滚等情况，说明个别潜水混合搅拌机出现故障，应及时检修。曝气池内液面有局部翻滚现象，则有可能是曝气器膜片破裂，此时应更换曝气器，也可能是曝气管与曝气器断开，此时应进行检修。如果发生污泥膨胀，应判断原因，及时加以处理。主要措施有：在曝气池的进水口处，投加粉末活性炭、消石灰、硫酸亚铁，以提高活性污泥的沉降性和密封性；增加曝气强度，提高混合液的DO浓度，防止混合液局部缺氧或厌氧。补充磷盐使BOD5∶N∶P=100∶5∶1；短时间内间歇曝气(闷曝)调整污泥负荷，通常增加回流比；曝气池内活性污泥不增加或减少，则有可能是因为曝气充氧量过大，使活性污泥发生自身氧化，此时应合理调整曝气量，减少供氧量；营养物质含量不平衡，使活性污泥微生物的凝聚性能变差，应及时补充足量的氮、磷等营养盐；剩余污泥排量过大，应适当减少剩余污泥的排放量。

②单线运行时，二沉池出现漂泥或有浮渣物质时，在不影响其他单元运行前提下，尽量加大回流污泥量或剩余污泥排出量。进出二沉池的污泥保持平衡，若二沉池出口污泥量大于进口污泥量，则抽出的污泥中水分过多；若二沉池出口污泥量小于进口污泥量，则二沉池会积泥。二沉池污泥存积应越少越好；定期采样测定进出口二沉池液体的DO，若二沉池出水中DO显著下降，表明二沉池仍具有较高的需氧量，水质处理不完全，仍未稳定化；若DO下降少，说明污泥稳定状态是可以接受的。如果二沉池出水溶解氧偏高，则有可能是曝气池进水有机负荷偏低或曝气池充氧偏大，可采取提高曝气池进水负荷或采取降硝化池鼓风量的办法使之降低；pH值下降，同时有小气泡表明存在反腐败条件。二沉池污泥中水、微生物和有机物含量都很高是造成腐败变质的根本原因，无论是哪一种都会产生不良气味，导致污泥上浮，将严重影响二沉池的正常运行。

③经常检查并调整出水堰板的平整度，防止出水不均匀或短流现象发生，经常彻底擦洗与废水接触的所有表面，防止出水堰板脏而影响出水水质。

④总氮指标出现波动，提高终端进口碳源，保证反硝化。硝化最合适的碳氮比为10∶1左右。碳源保证主要是甲醇以计量泵精准投加，氮源为入口氨氮实时分析。保证反硝化池溶解氧控制在0.5mg/L以下，亚硝化池出口溶解氧维持在2.0～3.5 mg/L，若亚硝化池出口溶解氧迅速降低或持续低于1.0 mg/L时，根据好氧池DO对风机开启台数以及频率实施动态调整。保证进口水温≥25 ℃，冬季气温降低时，可投用终端新增蒸汽加热管线进行提温伴热，保证菌种合适的环境温度。

⑤单线运行出水指标出现波动，立即将出水全部回收至1#事故池，保证厂区总排指标合格。严格管控厂内各污水池运行状况，主要控制罐区污水池、九天气化污水池氨氮、COD指标达标才可排放。各污水泵交替运行，缩短开泵时间，减轻终端进水负荷，满足单线正常运行进水要求。

3.2 东线大修时存在的风险及应对措施

①2021年9月15日—11月10日对东线进行大修，对其填料框、防渗膜、曝气片老化脱落，曝气盘、管线堵塞等一系列问题及隐患进行消除。清空停运线所有生物池污水并清空池内淤泥，清理完毕后加注清水保护水下曝气片及填料，同时为了防止清水放置时间过长发生变臭现象，适当地间断开启部分回流设备及单台风机，使设备不会因为闲置时间过长而发生故障。②制定详细保运措施并加强职工培训，一旦西线出口指标波动，根据保运措施调整处理，保证环保指标达标排放；1#和2#事故池时刻保持在低液位，保证单线运行发生问题时备用。③根据大修总簿，做好职工培训，保证大修项目顺利开展，在检修期间，严格票证办理、安全规程遵守和安全措施落实工作，发现安全隐患及时进行处理。④厂内源头水质突变、水量增大，造成运行生化系统受到冲击，源头加强查水，必要时生产装置调整负荷，控制终端进水量，同时加强内部调整，保证出口指标稳定。

4 经济运行模式总结

4.1 单线运行效果良好，保证污水正常处理

终端污水东线检修期间，单线运行完全可以保证污水处理量和指标达标排放，同理，停运西线也可实现单线稳定运行，后期可根据运行情况对西线进行大修消缺。

4.2 降低生产成本，效益可观

终端污水处理站停运设备耗电量测算见表1。由表1可知，单线运行时，总耗电量在440 kW·h，全年可节省电费约63.79万元。

终端用化工原材料，主要包括甲醇、玉米淀粉、醋酸钠、絮凝剂等，双线运行消耗情况见表2。日合计费用6 583.5元，全年合计240.3万元。终端双线改单线运行后，预计可节约费用120.15万元。

表2 终端双线运行使用药剂情况统计表

终端污水处理站，双线改单线运行后：全年可节省费用=电费+化工原材料费用=183.94万元。

终端污水处理站自2021年9月15日改单线运行后，出水水质主要指标达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的一级排放标准。优化后的单线生产模式，既满足了生产需求，又达到了降低生产费用的目的，有力地保证了生产装置安、稳、长、满、优运行。