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羧甲基纤维素钠废水处理论文范文

时间:2022-11-04 04:31:33

羧甲基纤维素钠废水处理论文

1调试中异常现象及解决措施

1.1异常现象(1)厌氧跑泥。污泥驯化期间,进水NaCl含量达15g/L时,厌氧池表面逐渐漂起浮泥,其后浮泥量逐渐增多,最终浮泥厚度达200mm,同时池内污泥浓度降低,出水COD逐渐升高。浮泥外形似凝胶,触摸有滑腻感,厌氧池产生浮泥前后池面变化情况见图2。(2)CBR池SV30过高。本系统好氧单元采用CBR工艺,调试初始控制污泥回流比60%。进水调试第1周系统SV30=10%,MLSS=1500mg/L;随着进水盐分及COD浓度的提升,到第4周进水NaCl含量为12g/L,好氧系统SV30=40%,MLSS=4000mg/L;第7周开始进水NaCl含量为21g/L,好氧系统SV30=95%,MLSS=4500mg/L。为降低系统SV30值,采取降低回流比至30%,但3d后SV30增至100%,出水浑浊,COD值升高。各参数变化情况见表3。(3)好氧污泥难沉降。系统进水调试第9周时,进水NaCl含量为25g/L,好氧系统污泥难以沉降,污泥随出水流失,系统内MLSS降低至1500mg/L,出水浑浊,COD值超标。(4)好氧水温过高污泥老化。系统调试第11周7月底时正值盛夏,当地气温最高达40℃,此时系统进水量500m3/d。厌氧出水水温35℃,但CBR池内水温达43℃。好氧池内有褐色泡沫,污泥沉降速度快,SV30降至15%~30%,MLSS=2500~4000mg/L,出水浑浊,但增加絮凝剂投加量后出水COD仍达标。

1.2原因分析及解决措施

1.2.1厌氧跑泥原因分析:污泥上浮是企业车间内羧甲基纤维素钠产品带入废水处理系统所致。羧甲基纤维素钠密度为0.5~0.7g/cm3,预处理时投加PAC、PAM等絮凝剂可去除废水中所带来的该产品,但初沉池内高盐废水中NaCl含量达140~160g/L,废水密度约1.116×103kg/m3,远大于羧甲基纤维素钠与PAC、PAM所形成的的絮体,絮体无法在初沉池沉淀去除,大量含CMC、PAC、PAM的絮体上浮并进入后续单元。CMC具有增稠、黏结等功能,在厌氧池内积累到一定程度后,与厌氧池内污泥、有机物黏结成凝胶类物质,其密度小于NaCl含量为15g/L的盐水,当系统盐分达到15g/L时,大量凝胶状污泥上浮[2]。解决措施:通过试验确定初沉池PAC最佳投药量1000mg/L、PAM最佳投药量10mg/L,保证对CMC的絮凝效果;在平流沉淀池池面增设刮渣板,加强表面浮泥的清理工作,保证含CMC产品的絮体不进入均质池;将厌氧池池面浮泥清除出系统,消除已进入系统的CMC对生化污泥的持续影响。按该措施实施2周后厌氧系统恢复正常,其后对生产废水严格执行该预处理方法,废水处理站运行稳定。

1.2.2CBR池SV30过高原因分析:对比MLSS和SV30两个参数,当NaCl含量为21g/L,好氧系统SV30=95%,MLSS=4500mg/L时,污泥SVI=211mL/g,为污泥膨胀的表现[3]。当系统NaCl含量为21g/L时,在高盐环境下形成的菌胶团较普通活性污泥中菌胶团粒径小、分散、絮凝性差,出现SV30值高、SVI指数高等问题,均为高盐、高COD废水好氧系统中正常表现。运行中刻意减小污泥回流比导致污泥流失、MLSS减小、系统缺乏足够成熟的菌胶团处理污染物[4]。污染物浓度高而成熟的菌胶团少,随着负荷过高,活性污泥中含有很高的能量水平,系统内微生物处于对数增殖期。对数增殖期的活性污泥吸附、凝聚能力更差,持续减小回流比则成熟的菌胶团持续减少,处理效率持续降低。解决措施:将污泥回流比增至60%运行,3d后系统SV30降至90%,上清液清澈,出水SS、COD恢复正常。

1.2.3好氧污泥难沉降原因分析:在NaCl含量为25g/L、总盐35g/L的高盐环境下,废水密度已接近海水密度1.025×103kg/m3,而普通活性污泥的相对密度为1.002~1.006,污泥难以沉降;同时高盐环境下的活性污泥粒径小、絮凝性差,易分散于水中并随出水流失,普通的自然沉降已难以达到泥水分离的目的。解决措施:为强化污泥絮凝性、保持系统内生物量,结合现场试验,对CBR出水投加10mg/L的聚硫酸铁。一般认为生物处理对Fe的允许浓度为10mg/L[5],所选聚硫酸铁中Fe的含量为20%,该投加量在微生物承受范围内。具有吸附絮凝性能的聚硫酸铁作为晶核,将分散的微生物吸附并形成较大粒径的菌胶团,增大菌胶团的密度保证沉淀分离效果,在中间沉淀池泥水分离后将污泥回流至CBR池内[6]。污泥及混合液总回流比为60%,整个好氧系统内聚硫酸铁浓度增加并逐渐趋于平衡,通过数学归纳法计算得第n次平衡后系统内聚硫酸铁最终累积浓度为6mg/L,在生物承受范围内。按该法运行7d后,系统出水逐渐清澈,COD达标,MLSS恢复至3500mg/L。其后持续以该参数投加聚硫酸铁,系统无其他不良反应。

1.2.4好氧水温过高污泥老化原因分析:由SV30与MLSS指标计算得高温时SVI值为60~75mL/g,此时水温高、污泥沉降性差、出水浑浊、曝气池有深褐色泡沫,是水温过高引起的污泥老化问题。CBR池水温较厌氧池高8℃,热量来源为:①系统已接近满负荷运行,好氧单元COD去除负荷达2.5kgCOD/(m3•d),大量的有机物被微生物通过新陈代谢降解,反应过程释放大量的热量导致水温升高;②风机出口处空气温度达99℃,空气与水接触时将空气中热量传递至水中;③进水水温升高,厌氧出水水温已经达35℃,与①、②所述释放热量的情况综合考虑后水温可达40℃以上。解决措施:短期内增设冷却塔或换热器对好氧池降温并不现实,出水絮凝后水质仍较好,说明可驯化出耐高温的耐盐菌,可加强絮凝单元以保证出水水质。均质池一般调节pH至7.5左右,废水中大量有机酸在CBR池内被消耗,CBR出水pH上升至8.5。试验发现不同pH下絮凝效果差异显著,见表4。试验显示当絮凝反应pH≥8时,大量PAC与水中碱度发生反应,絮凝效果不佳;当调整pH至中性环境,大部分PAC参与絮凝反应,出水水质好。废水中由生物代谢产生的大量CO2溶于水中,在pH为8~8.5时主要以HCO3-形式存在,当加酸调节pH≤7.5时,HCO3-与H+反应,产生CO2粘附于絮体上,致使试验中污泥上浮[7]。实践中选择在中间沉淀池出水堰处投加盐酸将pH调至7,再跌水进入絮凝沉淀池投加絮凝剂进行泥水分离,所产气泡在跌水过程中散发。按此参数运行1d出水即达标,其后CBR池水温最高达46℃时,出水仍稳定达标。高盐、高COD废水生化处理系统的稳定性受多方面因素的影响,精细化管理对保证系统稳定、出水达标至关重要。在该废水处理站的日常运行中,对配水盐分、MLSS、SV30、pH、药剂投加量等各单元参数的检测任务落实到人,并由相邻工作组的人员复测确认;建立各单元定时巡检点与操作规程;建立完善的奖励与处罚制度;定期组织废水处理站员工技术培训。通过精细化管理、提升操作管理人员业务水平和责任心以保证系统运行的稳定。

2处理效果

系统稳定运行后,选取9月30d内厌氧、好氧系统运行参数,见图2,厌氧、好氧系统去除负荷见图3。系统厌氧进水COD均值为13209mg/L,厌氧出水COD均值为5608mg/L,厌氧系统平均COD去除负荷为2.53kgCOD/(m3•d),超过原设计的2.5kgCOD/(m3•d)容积去除负荷;好氧出水COD均值为309mg/L,好氧系统平均COD去除负荷为3.12kgCOD/(m3•d),超过原设计的3kgCOD/(m3•d)容积去除负荷。

3运行费用分析

系统满负荷稳定运行后,经测算得:日耗电3331.5kW•h,电费0.55元/(kW•h),即电费1832.33元/d;各类药剂费合计1715元/d;污泥处置费合计1260元/d;废水处理站7名操作管理人员,工资合计30800元/月,即人工费1026.67元/d。各类费用合计5834元/d。满负荷时处理水量600m3/d(含100m3/d的高浓度生产废水),即总运行总成本为9.72元/m3,折合成高浓度生产废水处理成本为58.34元/m3,每吨高盐废水的处理成本低于多效蒸发技术(处理成本100元/m3)的运行费用。

4结论

(1)将企业生产废水与其他废水按比例配水,采用初沉池—均质池—水解酸化池—厌氧池—CBR池—絮凝沉淀池工艺处理高COD、高含盐的羧甲基纤维素钠废水是可行的,可以做到稳定运行,出水达标。(2)系统稳定运行后,厌氧进水COD均值为13209mg/L,厌氧出水COD均值为5608mg/L,厌氧系统平均COD去除负荷为2.53kgCOD/(m3•d),超过原设计的2.5kgCOD/(m3•d)容积去除负荷;好氧出水COD均值为309mg/L,好氧系统平均COD去除负荷为3.12kgCOD/(m3•d),超过原设计的3.0kgCOD/(m3•d)容积去除负荷。(3)运行中保证预处理效果、尽量减少进入生化系统的CMC产品、控制合适的好氧污泥回流比、投加聚硫酸铁保证污泥沉降性、调节絮凝反应的pH环境等是确保出水水质达标的关键。(4)采用生化法处理高盐分、高COD的羧甲基纤维素钠生产废水的总运行成本为9.8元/m3,折合成高浓度生产废水的处理成本为58.8元/m3,单位水量高盐废水的处理成本低于多效蒸发技术的运行费用。

作者:余泽强江葱蒙钟代李家祥单位:南京绿岛环境工程有限公司

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