山東省某阿膠廠是福膠集團設于平陰縣東阿鎮(zhèn)的老廠，主要生產(chǎn)傳統(tǒng)阿膠及阿膠保健品的原料—清膠，生產(chǎn)過程排放的污水中污染物主要有驢毛、驢皮碎塊等不溶物和溶解性、膠狀蛋折質(zhì)等有機污物，具有濃度較大、有機物含量高、可生化性好等特點，直接排放將嚴重污染環(huán)境。該廠污水治理被列為濟南市重點污染限期治理項目。該污水治理工程采用調(diào)節(jié)+SBR法污水處理工藝，經(jīng)過1個半月的調(diào)試運行后通過監(jiān)測驗收。監(jiān)測結果表明該工藝設計合理、處理效果良好、出水穩(wěn)定，出水水質(zhì)符合GB8979--1996《國家污水綜合排放標準》的二級排放標準。
二 . 設計簡介：
1 . 設計水質(zhì)、水量的確定
�、� 生產(chǎn)工藝簡介及污水來源
阿膠的生產(chǎn)工藝是先將原料—干驢毛浸泡、清洗，清除驢皮上沾染的污物，再經(jīng)高壓熔化，而后添加黃酒等輔料熬制成膠。泡皮、洗皮過程排放的污水量約占污水總量的1/3，水中主要污染物是泥砂、驢毛、驢皮碎塊等不溶物。驢皮溶化、熬膠過程所排放的污水中主要是溶解的或膠狀的蛋白質(zhì)等有機污染物。阿膠廠污水還包括該廠附近宿舍區(qū)排放的生活污水。全廠污水經(jīng)蓋板渠匯合后進入污水處理站集中處理。混合污水官感很差，并有很重的氣味。
�、谠O計水質(zhì)、水量的確定
根據(jù)廠方提供的日排放污水量資料，設計處理規(guī)模：800m3/d。
根據(jù)廠方的提供有關水質(zhì)資料，原水水質(zhì)見表1。經(jīng)過實測，混合污水水質(zhì)具體數(shù)據(jù)詳見表3。處理要求：經(jīng)處理達到國家規(guī)定的二級排放標準（GB8978-96）。
表1 原污水水質(zhì)與排放標準對照表
|
水質(zhì)指標 |
污水水質(zhì) |
允許排放標準 |
|
COD(mg/1) |
1800mg/1 |
1500mg/1 |
|
BOD5(mg/1) |
1200mg/1 |
60mg/1 |
|
SS(mg/1) |
1000mg/1 |
200mg/1 |
|
PH值 |
6-- |
6-9 |
|
色度（倍數(shù)） |
500 |
80 |
2.污水處理工藝設計
�、俟に囘x擇與確定
從水質(zhì)情況來看，本工程污水屬高濃度有機污水，污水可生化性好。從投資情況來看，廠方提供污水處理用地少，經(jīng)費少。由于有機物濃度高，采用傳統(tǒng)的物理化學法和生物處理法將對于秦效；采用物化法+生物法，將增加工程投資和日常處理費用，所以工藝選擇以高效生化法為主，經(jīng)技術比選二級處理工藝采用SBR法。
SBR法（間歇式活性污泥法）是一種處理高濃度有機污水行之有效的生物處理技術。SBR法是對傳統(tǒng)活性污泥法的改進，具有工藝系統(tǒng)組成簡單，一池多用，無須高污泥回流設備、二沉池，建設費用都較低等特點。在運行時，一般不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，管理較簡單。并且通過對運行方式的調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)能進行脫氮和除磷，運行管理得當，處理水質(zhì)優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法。該法相對于傳統(tǒng)活性污泥法具有工藝結構與形式簡單、占地少、處理效率高、投資省、省處理費用低、對沖擊負荷適應能力強等特點，并且具有運行方式靈活多變、空間上完全混合、時間上理想推流等獨特優(yōu)點。
�、诠に嚵鞒�
污水處理選擇以SBR法為體的二級生物處理工藝，其流程如圖1。
污水經(jīng)格柵攔截水中大塊污物、驢毛后進入調(diào)節(jié)沉淀池，并由潛污泵將污水抽入SBR反應池，經(jīng)過曝氣反應、沉淀，完成水質(zhì)凈化后排放
。SBR池中剩余污泥重力排至污泥濃縮池，重力分離后再由污泥泵提升至污泥干化場，半干污泥比較后用作農(nóng)肥。
�、跾BR運行周期設計
SBR生化系統(tǒng)運行過程以進水、曝氣反應、沉淀、潷水和閑置（排泥）5個階段為一個運行周期。污水進入系統(tǒng)前，反應器內(nèi)已存在高濃度的活性污泥混合液，進水后活性污泥與污水互相混合、充分接觸，進水達到一定高度即停止進水，并且向池內(nèi)曝氣供氧（或進水的同時曝氣）進行生物降解，發(fā)生有機物的去除、硝化、磷的吸收等反應，然后停止曝氣和攪拌，混合液處于靜止沉淀狀態(tài)，泥水分離，上清液通過潷水器排放，而污泥存留在SBR池內(nèi)，作為種泥時入系統(tǒng)的下一個周期，剩余污泥則需要定期排放。
SBR池典型的運行模式如下：
3.主要構筑物設計簡介
①格柵
包括車間出口的格柵和處理站的兩道格柵。由于污水中攜有大量驢毛，限于投資，采用簡單格柵層層加以攔截，各主要排放含驢毛的車間出水口、浸皮池放水口等處均設格柵。全廠污水匯合進入污水處理站后，再安置粗、細兩道格柵。
粗細柵間隙：20mm,細格柵間隙：10 mm，傾角60o。人工清除污物。
②調(diào)節(jié)池
鑒于車間生產(chǎn)污水間隙式排放，排水很不均勻，水量水質(zhì)波動大，為保證生物處理設施進水的均衡，需要設置有足夠調(diào)節(jié)容積的調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池前端設整流板和較大泥斗，使污水中懸浮物和不溶有機物在此沉淀，并設污泥泵定期將沉泥抽入污泥濃縮池。在調(diào)節(jié)池的后端設離心式潛污泵，將污水按SBR運行要求提升至SBR系統(tǒng)進行處理。調(diào)節(jié)池中存活的厭氧及兼氣微生物也能分解有機物，使大分子有機物分解成小分子，提高可生化性，也將影響有機物的總去除率�？紤]到調(diào)節(jié)池應定期清理，為了使清理期不導致系統(tǒng)停運，調(diào)節(jié)池分2格，分格清理，清理時維持系統(tǒng)的正常運行。
工藝系統(tǒng)設計流量按40T/h，表面負荷2m3/m2.h。
③SBR反應池
SBR反應池為本工程主體構筑物，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一體。SBR反應器的運行操作由進水、反應、沉淀、排水、閑置五個工序組成，這五個工序在SBR池內(nèi)分時段進行。
采用2格反應池，兩上池子交替運行，以使整個系統(tǒng)能接納連續(xù)的進水。對每格來說，運行操作按序間歇進行。
設計一周期8小時。每周期SBR運行程序安排如下：
表2 SBR系統(tǒng)運行周期時間表
|
階段 |
進水 |
曝氣 |
沉淀 |
潷水 |
閑置（排泥） |
|
時間 |
1.5h |
4h |
1h |
0.5h |
|
兩格SBR反應池運行周期如下表反示：
表3 SBR池周期運行控制
|
時段（h） |
SBR池1 |
SBR池2 |
|
1 |
進水 |
曝氣 |
|
2 |
沉淀 |
|
|
曝氣 |
||
|
3 |
潷水 |
|
|
4 |
閑置 |
|
|
5 |
沉淀 |
進水 |
|
6 |
曝氣 |
|
|
潷水 |
||
|
7 |
||
|
閑置 |
||
|
8 |
反應池體積采用350m3每格，總容積為700m3。
采用鋼筋砼結構，半地下式。
�、芪勰酀饪s池 選用φ5×5m,鋼筋砼圓形池。
�、菸勰喔苫瘓� 選用13.22m×6.15m，三格，磚砌。
表4 主要構筑物及其設計參數(shù)
|
構筑物 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量 |
設計及運行參數(shù) |
|
格柵 |
粗、細兩道， |
2座 |
隨時巡視，清撈雜物 |
|
調(diào)節(jié)沉淀池 |
鋼砼 12×3×4.2m |
2格 |
有效容積：150m3 |
|
ＳＢＲ池 |
鋼砼14×5.6×4.5m |
2格 |
一個運行周期8小時 |
|
污泥濃縮池 |
鋼砼 φ5×5m |
1座 |
初沉、生化污泥混合沉淀 |
|
污泥干化場 |
磚砌11.32×6.15m |
3格 |
|
4.SBR系統(tǒng)主要設備：
①攪拌設備
選用潛水攪拌機，設在SBR池前端，固定在池壁上。1格1臺，共2臺。
�、谄貧庠O備
選用離心式潛水曝氣機，對混合液起曝氣和攪拌作用，效果好，性能穩(wěn)定。免除了鼓風設備、曝氣管路系統(tǒng)、閘閥、曝氣器等一系列設備。1格3臺，共6臺�！�
③潷水器
采用自行研制的機械式潷水器，由潷水槽、傳動裝置、排水管等組成。潷水槽是四周帶有三角堰的不銹鋼槽，并帶有擋浮渣的擋板，保證浮渣不被排走。傳動裝置上下運動，下降速度與水位下降同步，排水平穩(wěn)。1格1臺，共2臺。
�、苡嬃吭O備
水量計量設備采用超聲波流量計，由換能器發(fā)射或接收超聲波脈沖信信號，然后根據(jù)水位差由微計算機自動算出管道中的流量，可以連續(xù)自動顯示瞬時流量和累計流量。該設備安裝時注意流槽內(nèi)不可積水，否則會造成誤差，顯示瞬時流量，并使累計流量偏大。這就需要流槽后保持一定的坡度，保證排水通暢。
⑤PLC自動控制系統(tǒng)
污水處理系統(tǒng)中所有電氣設備的控制采用集中控制與現(xiàn)場手動控制相結合。采用PLC可編程序控制嚦嚦與各設備電控聯(lián)合，實現(xiàn)自動控制。SBR反應系統(tǒng)內(nèi)設備的啟停，按設定的運行程序，根據(jù)水位和設定時間，由PLC控制。電控系統(tǒng)達到了較高自動化水平，減輕了工人的勞動強度。
三.調(diào)試、進行極驗收情況
1.污泥接種
菌種取自市政污水處理廠的濃縮污泥，泥種用量30t。
2.調(diào)試
�、傥勰囫Z化期
引進菌種之后，即進入量污水和清水，清水：污水=2：1，連續(xù)曝氣約20個小時，然后再進少量污水和清水，曝氣直至混合液顏色變淺，之后，不再進清水，逐漸增加污水進水時間和頻率，縮短進水的時間間隔，進水量可按10%遞增，20天后完成污泥馴化。同步監(jiān)測出水CODcr濃度等指標，并觀察混合液污泥性狀。在污泥馴化期還要適時排放代謝產(chǎn)物，即泥水分離后上清液。
�、跐M負荷運行期
在這個階段，由于池中已培養(yǎng)和保持了高濃度、高活性的足夠數(shù)量的活性污泥，池中曝氣后混合液的MLSS達到5000mg/1，污泥負荷在0.4kgBOD5/MLVSS.d,COD的去除率達到90%-95%，SBR法充分發(fā)揮作用。此過程同步監(jiān)測溶解氧，控制曝氣機的運行，并進行污泥的生物相鏡檢，共歷時10天左右。
從2000年6月下旬開始污泥接種進行調(diào)試，出水水質(zhì)逐漸好轉，并趨于穩(wěn)定，7月下旬運行趨于正常，各項指標達到或超過國標要求。
3.調(diào)試期間的監(jiān)測和控制
在調(diào)試及運行過程中有許多影響處理效果的因素，主要有進水CODcr濃度、pH值溫度、溶解氧等，所以對整個系統(tǒng)通過感官判斷和化學分析方法進行監(jiān)測是必不可少的。根據(jù)監(jiān)測分析的結果對影響因素進行調(diào)整，使處理達到比較佳效果。
①溫度
溫度是影響整個工藝處理的主要環(huán)境因素，各種微生物都在特定范圍的溫度內(nèi)生長。生化處理的溫度范圍在10--40℃，比較佳溫度在20--30℃。該工程調(diào)試運行期間正值盛夏，進水溫度在26--29℃，SBR池內(nèi)平均水溫27--32℃。
�、趐H值
pH值也是影響因素之一。阿膠污水的pH值使用電極式測量儀測定，范圍較窄，進水pH值在6.5--7.5之間，混合液pH值在7.0--7.5之間，而且SBR反應系統(tǒng)也具有較大的緩沖能力，所以對處理效果沒有明顯地影響。
�、蹱I養(yǎng)物質(zhì)
良好的營養(yǎng)條件是產(chǎn)甲烷菌和有關菌群代謝、生長的前提。阿膠污水中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，生化處理系統(tǒng)不需添加營養(yǎng)物質(zhì)。
�、軕腋∥镔|(zhì)SS：
阿膠污水中含有大量的懸浮物，通過預處理懸浮物已大部分去除，但也有部分不有降解的SS進入SBR池，曝氣時會形成浮渣層，但不影響SBR系統(tǒng)對污水的處理。
�、萑芙庋趿緿O：
通過溶解氧測定儀測出混合液溶解氧濃度，控制適當?shù)墓┭酰岣哐醯睦寐�，保證生化過程需要的氧量。是工藝控制的主要指標。本工程曝氣時，DO控制在0.3--1.5mg/1。
�、藁旌弦簼舛萂LSS：
微生物是生物污泥中有活性的部分，也是有機物代謝的主體，在生物處理工藝中起主要作用，而混合液污泥濃度MLSS的數(shù)值即大概能表示活性部分的多少。對高濃度有機污水的生物處理一般均需保持較高污泥濃度，本工程調(diào)試運行期間MLSS范圍在：4.4--5.6g/1之間，比較佳值為4.8g/1左右。
�、哌M水CODcr濃度 進水中有機物濃度對SBR處理影響很大，詳見“分析”部分。
�、辔勰嗟纳锵噻R檢
活性污泥處于不同的生長階段，各類微生物也呈現(xiàn)出不同的比例。細菌承擔著分解有機物的基本和基礎的代謝作用，而原生動物（也包括后生動物）則吞食游離細菌。阿膠污水調(diào)試運行期間出現(xiàn)的微生物種類繁多，有細菌、綠藻等藻類、原生動物和后生動物，原生動物有太陽蟲、蓋纖蟲、累枝蟲等，后生動物出現(xiàn)了線蟲。調(diào)試運行后期SBR池混合液中固著型纖毛蟲，如累枝蟲的大量存在，說明處理系統(tǒng)有良好的出水水質(zhì)。
�、嵛勰嘀笖�(shù)SVI 正常運行時污泥指數(shù)在801/mg左右。
下表列出調(diào)試運行期間一些天的記錄：
表5 調(diào)試運行記錄表
|
日期 |
SBR池反應水量 |
進水水質(zhì) |
30分鐘沉降比SV |
污泥指數(shù) |
MLSS |
出水水質(zhì) |
簡介 |
||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
CODcr(mg/1) |
ss(mg/1) |
CODcr |
SS |
||||||
|
6.26 |
150 |
|
|
1 |
|
|
|
|
進泥種15t,溶液渾濁、色黑、臭味漸散 |
|
6.27 |
180 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
6.28 |
210 |
|
|
1 |
|
|
|
|
泥水分離不明顯 |
|
6.29 |
240 |
|
|
1.5 |
|
|
|
|
顏色由黑變淺，見到較多絮狀物 |
|
6.30 |
240 |
|
|
2 |
|
|
|
|
絮狀物較大，上清液透明度漸好 |
|
7.8 |
300 |
839 |
646 |
11 |
|
|
169 |
54 |
兩周期，微生物鏡檢見累枝蟲、污鐘蟲，擬加大負荷 |
|
7.10 |
300 |
1161 |
739 |
12 |
82.2 |
1.46 |
161 |
42 |
兩周期，電磁閥壞 |
|
7.11 |
300 |
|
|
14 |
76.9 |
1.82 |
137 |
49 |
兩周期，上清液較清、懸浮物少 |
|
7.12 |
300 |
3446 |
1718 |
18 |
76.6 |
2.35 |
179 |
38 |
兩周期 |
|
7.13 |
300 |
1008 |
324 |
14 |
67.6 |
2.07 |
171 |
44 |
三周期，加大負荷，促進污泥生長 |
|
7.21 |
300 |
1159 |
202 |
35 |
81.0 |
4.32 |
167 |
46 |
三周期，水體發(fā)黑、出水發(fā)黃、浮渣較多 |
|
7.22 |
300 |
1206 |
232 |
|
|
|
|
|
三周期，鏡檢見累枝蟲、線蟲，排泥約10t |
|
7.26 |
滿池 |
878 |
232 |
38 |
71.4 |
5.32 |
137 |
48 |
三周期，污泥凝聚性好，上清液清亮透明，鏡檢生物相豐富 |
|
7.27 |
滿池 |
1254 |
444 |
|
|
|
137 |
55 |
三周期 |
|
7.28 |
滿池 |
847 |
162 |
39 |
83.3 |
4.44 |
122 |
50 |
三周期 |
|
7.29 |
滿池 |
1260 |
153 |
36 |
77.8 |
4.63 |
117 |
54 |
三周期，排泥約10t |
|
7.30 |
滿池 |
|
|
40 |
80.6 |
4.96 |
105 |
45 |
三周期 |
|
7.31 |
滿池 |
|
|
40 |
83.2 |
4.81 |
97 |
52 |
三周期 |
|
8.2 |
滿池 |
830 |
310 |
36 |
72.7 |
4.95 |
96 |
44 |
三周期 |
|
8.3 |
滿池 |
734 |
|
44 |
|
|
76 |
|
三周期 |
|
8.4 |
滿池 |
1086 |
218 |
50 |
86.2 |
5.80 |
116 |
57 |
三周期，排泥約10t |
4.運行結果與分析
運行結果及運行數(shù)據(jù)平均值如下表：
表６ 處理工藝運行結果及去除效果
|
項目 |
CODcr/（mg.1-1） |
去除率/% |
SS/（mg.1-1） |
去除率/% |
|
|
原污水 |
比較大值 |
3446 |
|
1718 |
|
|
比較小值 |
839 |
|
202 |
|
|
|
平均值 |
1445 |
|
598 |
|
|
|
調(diào)節(jié)池出水 |
比較大值 |
1333 |
|
311 |
|
|
比較小值 |
830 |
|
153 |
|
|
|
平均值 |
1022 |
29.3 |
221 |
63.0 |
|
|
SBR池出水 |
比較大值 |
122 |
|
75 |
|
|
比較小值 |
76 |
|
40 |
|
|
|
平均值 |
100 |
90.2 |
55 |
75.1 |
|
原水的CODcr變化幅度較大，比較高值在3446mg/1，比較小值是839mg/1。說明該處理工藝耐沖擊負荷能力強，即對進水水質(zhì)急劇變化引起的沖擊負荷的適應能力強。CODcr的去除率在一定范圍內(nèi)會隨進水CODcr濃度的提高而增長，如圖2所示。然而濃度過高，超過微生物的耐受能力時，將導致處理效果的降低。
調(diào)試運行完畢，CODcr濃度的變化對本工藝出水水質(zhì)的影響甚微，無論進水的CODcr突然升高或降低，出水的CODcr值變化不大，能保證出水CODcr值在100mg/1左右，低于國標要求的150mg/1。如圖3所示。
5.監(jiān)測驗收情況
系統(tǒng)穩(wěn)定運行半個月后，由市環(huán)保局監(jiān)測站連續(xù)2天跟蹤取樣監(jiān)測，結果表明，出水完全達到設計和排放標準要求。詳見表5。
四.總結
1.工程造價與運行成本
基建投資35萬元，設備及安裝35.5萬元，工程總投資75萬元。
日耗電量：530kW.h，以每度電0.50元計，則日電費265.00元，噸水電耗費用：W1=0.33元/m3。
設計操作管理定員5人，人均月工資按450元計，噸水人工費用為：W2=0.09元/m3。
工程折舊費：W3=0.10元/m3。
每噸水處理成本：W=W1+W2+W3=0.52元/m3。
日常處理費用：0.29元/kgCOD。
2.本工程特點
本工程設計工藝流程簡潔，技術可靠，高效穩(wěn)定，操作管理靈活簡便，全自動運行，投資省，造價低，運行費用及成本均較低，節(jié)約能源。本工程實踐證明系統(tǒng)設計先進、工藝合理、SBR法效果顯著，消除了人們對SBR活性泥法的誤解和疑慮。調(diào)節(jié)池設置合理，為處理成功奠定了基礎，確保了出水CODcr、SS值的達標。
3.體會
�、侔⒛z污水的特點除驢毛、泥砂含量大外，有些類似于肉類加工廢水，懸浮物和有機污染物濃度高，可生化性好，宜采用完善的預處理＋以生物處理為主體的處理工藝流程。
�、谡{(diào)節(jié)+SBR法處理阿膠污水效果十分理想，CODcr、SS等指標的去除率均達到90%以上，并且具有剩余污泥少、耐沖擊負荷、費用低等優(yōu)點，是一種高效、低能耗的污水處理工藝。
�、跾BR反應池內(nèi)活性污泥馴化后，活性高、沉降性能好、適應能力強，通過調(diào)節(jié)曝氣機的運行時間和臺數(shù)、控制混合液溶解氧量、調(diào)節(jié)SBR池剩余活性污泥的排放和沉淀、閑置時間等措施，使有機污染物得到有效去除，能保證SBR系統(tǒng)具有良好的處理效果。
�、芑钚晕勰喾ㄔ谡{(diào)試運行初期提高有機負荷應該慎重，以免造成超負荷運行。在高度后期，則需有意加大負荷，以期促進污泥生長，提高污泥濃度。
�、荼竟に囂幚砹鞒毯啙�、造價低、運行操作靈活簡便、運行費用也較低，特別適合于一般中、小型食品加工廠等有機濃度高、可生化性好且水量不大的工業(yè)廢水處理。SBR法處理高濃度有機污水及工業(yè)污水，經(jīng)濟有效，是一種很具優(yōu)勢的技術，在污水處理中具有較大的推廣應用價值。
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