某柴油机制造工厂排放的生产废水中含油量和COD较高,可生化性较差,经过简单气浮处理后,出水水质不达标,会对周边环境造成严重污染,为减轻水环境污染,充分利用水资源,缓解水资源短缺,降低用水成本,根据厂内生产废水和生活污水的特点,在原有工厂污水处理工艺上,进行了中水回用工艺的提升改造,经过工艺方案比较,采用气浮/活性滤料生物滤池/高效纤维束过滤工艺,使得出水水质标准由一级排放标准水质提高到了国家GB/T18921-2002城市污水再生利用 景观环境用水水质景观用水水质,用来作为冲厕、绿化、洗车用水。
进水水质分析
中水处理工艺的进水为工厂内的生产废水和生活污水,其中,生产废水由连续排放的工业废水(机加工车间和涂装车间的废液)以及间歇性排放的工业废水(清洗废液、涂装车间磷化废液和油漆废液)组成。内排放的生活污水指标正常,生产废水的特点是含油量、COD及悬浮物指标偏高,可生化性差;将废水治理成中水所面临的主要难度是除油,提高生产废水的可生化性,降低COD指标及悬浮物指标。
方案的选择及确定
在实际建设和工艺选择中,根据污水处理的现有条件,并针对生产工艺产生废水的具体特点,同时参考国内外污水生物处理工艺的发展情况,进行方案的选择和比较。根据工艺方案比较和水处理行业专家对方案的认证,活性滤料生物滤池在容积负荷、去除率、氧利用率、耗能、出水水质、池容体积比、生物量等各项指标中都优于传统的好氧生物处理技术,结合公司实际情况,秉承运行稳定简便、降低运行成本,保证出水水质的原则,确定“活性滤料生物滤池”作为本项目的实施处理工艺。
工艺流程
物理处理单元
1)缓冲池。缓冲池为钢混凝土结构,容积为60m3。由于厂区内排放的工业废水中含有间歇性排放的清洗废液、涂装车间磷化废液和油漆废液,这部分排水水质差、浓度高,若直接进入废水处理系统容易造成冲击,故设缓冲池对其进行蓄积达到均匀排放。
2)格栅沉砂池。格栅沉砂池为钢混凝土结构,容积为70m3,流量为1190m3/d,细格栅1套。格栅拦截了废水中较粗的分散性悬浮物和漂浮物;沉砂池实现了废水和比重较大的无机颗粒的分离,保护水泵和管道免受磨损,避免了后续处理构筑物管道的堵塞。
3)隔油池。隔油池为倾斜板式,钢混凝土结构,容积为30m3,流量为1190m3/d。斜板式隔油池能够提高油水分离效果,而且停留时间变短,节省了占地面积。
4)化粪池。化粪池的型号为13-100A01,钢混凝土结构,流量为510m3/d。化粪池截留了厂内生活污水中的悬浮固体物质,减轻了后续处理系统的负荷,处理效果得到提高,降低运行费用,同时,对水质、水量起到了调节作用。具体联系污水宝或参见更多相关技术文档。
5)调节池。调节池为钢混凝土结构,容积为600m3,流量为1700m3/d,提升泵2台(一用一备)。调节池对进水进行了充分混合,保证了出水水质的均匀一致性,使得后续处理设施能够稳定运行。
6)气浮池。气浮池的流量为1700m3/d,气浮设备的型号为GQF-80。
气浮装置集混凝反应与分离反应为一体。采用的混凝剂为高分子混凝剂,利用其吸附架桥作用来实现水中微小悬浮物质和胶体溶解性杂质形成粗大的絮凝体。
活性滤料生物滤池
活性滤料生物滤池为钢混凝土结构,容积为170m3,流量为1700m3/d。其中,鼓风机3台(二用一备),型号为GRB-65;反冲风机1台,型号为GRB-100;反冲水泵1台,型号为KQW200/220-15/4(Z);回流泵2台(一用一备),型号为KQW100/90-4/2(Z)。活性滤料生物滤池是在传统好氧生物处理方法基础上,结合工程实践研发的高效好氧生物处理技术,已广泛应用于生活污水、中水处理工程中,经其处理的出水均达到国家规定的回用水标准。在滤池进水端设置缺氧段,通过控制水中的溶解氧使回流水中的硝态氮利用进水中的碳源进行反硝化,达到去除总氮的目的。
高效纤维束过滤器
高效纤维束过滤器为碳钢结构,流量为1700m3/d,型号为SF-GL,2台。在纤维过滤装置前安装有化学絮凝除磷装置,利用高效纤维过滤器的过滤功能,达到除磷目的。高效纤维过滤装置采用了一种新型的纤维束软填料作为滤元,其滤料直径可达几十微米甚至几微米,比表面积大,过滤阻力小,解决了粒状滤料的过滤精度受滤料粒径限制等问题。滤料直径微小,增加了滤料的比表面积和表面自由能,提高了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力,从而提高了过滤效率和截污容量。为充分发挥纤维滤料的特长,在滤池内设有纤维密度调节装置。设备运行时,通过纤维密度调节装置向滤层加压,使滤层空隙度沿水流方向逐渐缩小,密度逐渐增大,相应滤层孔隙直径逐渐减小,实现了理想的深层过滤。
回用清水池
回用清水池为钢混凝土结构,容积为450m3,流量为1700m3/d,消毒剂选用二氧化氯,回用清水泵的型号为KQL65/170-5.5/2和KQL100/100-5.5/2。回用清水池用来调节蓄水,以满足回用、反冲洗及消毒的要求。
运行效果
该工程自运行以来,工艺设备运行基本稳定,中水回用效果良好,出水水质各项指标满足GB/T18921-2002城市污水再生利用景观环境用水水质景观用水水质要求。
乳化液废水非常稳定，不易破坏，采用常规方法难以达到理想的效果，而且处理费用高，如果直接排入环境，会对环境造成严重的污染。乳化油表层油膜阻碍氧气溶入水中，从而致使水中缺氧、生物死亡、发出恶臭，严重污染环境。
滤法采用物理方法去除废水中的微粒，去除率可以达到90%以上。超滤膜一般可分为聚合膜、陶瓷膜或者金属膜。膜可以是合成材料或非对称均匀材料。膜的材料和工艺会对膜的平均隙径、分布和透过性等产生影响。
在巩清叶发表的《废切削液的处理与排放》一文中提到，超滤膜的过滤精度指标采用截流分子量MWCO。超滤膜的孔径是当量的平均值。膜组超滤过程中起分离作用的是膜表面上多孔致密层，一般以致密层上微孔径大小和孔径的分布来衡量膜的分离透过性能。膜壁上微孔的形状和大小并非完全一致，常使用截留率和截留分子量两个参数共同来衡量，截留率是指溶液中被截留的特定溶质的量所占溶液中特定溶质总量的比率。当90%的溶质被膜截留时，在截留曲线上所对应该类溶质的最小分子量即为该膜的截留分子量。超滤膜的孔径大约在0.001μm～0.1μm之间，其对应的切割分子量约为1000～500000。具体联系污水宝或参见更多相关技术文档。
水处理上常用的膜的截流分子量50000～100000，对应膜孔径0.001μm～0.01μm。处理乳化液时采用的超滤工艺一般采用管状膜，而不是螺旋绕管膜或中空膜。因为管状膜允许通过回流实现大水量进水，产生径向和轴向的紊流提高混凝效果，紊流产生的表面漩涡还可以减轻膜表面沉积和膜污染。当然，回流需要相对较大的回流泵和管道。
超滤法通常要求预过滤来去除大的乳化颗粒。预过滤工艺采用的滤网一般小于100μm。预过滤增加了超滤系统的运行成本，因为滤网会很快被乳化物堵塞，而且滤网的更换和处置成本都必须考虑到整个运行成本中。超滤后还要增加必要的后续处理，因为超滤膜设计时不考虑截留水溶性的有机物，不然成本太高，企业将无法承受。超滤膜的再生能力取决于膜的材料和所允许采用的再生工艺。某些聚合物膜能承受的最高温度是60℃;某些化学物质，比如乙二醇或者硅树脂，会对聚合物膜产生不可逆的污染;陶瓷膜和金属膜对温度、化学溶剂的耐受性会比较强，再生能力相对较高。
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