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    混凝沉淀-水解酸化-SBR工藝處理乳膠漆廢水

     1工程概況

    河北某涂料有限公司主要生產裝飾漆、工業用漆、面漆,供電子器材、家具和其他工業產品用漆等產品。乳膠漆生產工藝分為分散階段和調制階段。分散階段是將水、顏填料、分散劑以及其他助劑加入分散罐內混合成料漿,利用分散設備將料漿分散至一定的細度。調制階段是將已分散好的料漿和乳液、成膜助劑、消泡劑、防腐防霉劑混合均勻,將黏度調至合適即可。該工藝產生的廢水濃度高,懸浮物含量高,受生產周期影響大,且可生化性較差。

    1.1廢水水量
    廢水由廠區生活污水及生產廢水組成。生產廢水主要來自沖洗漆缸、漆桶、管道和地面以及不合格品的處理等。根據該企業提供的數據,確定污水處理廠規模為150m3/d,變化系數1.2,即7.5m3/h。

    1.2廢水水質
    該企業涂料生產采用苯丙乳液,生產過程加入的顏填料有鈦白粉、滑石粉、高嶺土、碳酸鈣等,增稠劑采用纖維素類物質,此外根據需要添加乙二醇調節成品冰點。因此廢水中主要含有大量的無機懸浮物以及苯乙烯,丙烯酸(酯)以及聚合反應過程中生成的半聚合體等有機污染物。根據該企業提供的進水水質以及排放至市政管網的要求,確定的主要進出水水質如表1所示。

    2工藝流程及主要構筑物

    2.1工藝流程
    根據國內外同類廢水處理的工程經驗以及現場中試,確定該污水廠采用物化與生化相結合的處理方法。其主要工藝流程如圖1所示。

    2.2主要構筑物
    (1)格柵渠。由于來水中較大的懸浮物及漂浮物數量較少,因此設置格柵渠1道,安裝人工細格柵1臺,柵條間隙5mm,安裝角度45°。

    (2)調節池。地下式鋼筋混凝土結構,1座,有效容積50m3,HRT為8h。由于生產周期性明顯,為了保證系統24h連續穩定運行,設置調節池。池內安裝穿孔曝氣管系統以使水質混合均勻。池內安裝2臺一級潛污提升泵,1用1備,流量7.5m3/h,揚程20m,將廢水提升至混凝反應池。

    (3)混凝反應池。碳鋼防腐結構,1座,混合池0.22m3,混合時間2min,反應池設置三級,每級有效容積1.6m3,反應時間15min;旌铣嘏渲脭嚢杵1臺,轉速30~80r/min,每級反應池各配置攪拌器1臺,轉速分別為0~12、0~8、0~5.2r/min。

    (4)序批式沉淀罐。碳鋼防腐結構,4座,尺寸為D2.6m×5.6m,有效容積15m3。4座沉淀罐配置螺桿泵2臺,1用1備,流量10.0m3/h,揚程50m,主要用于將沉淀物抽至污泥儲池。4座沉淀罐交替進水,每天3個周期,每個周期8h,其中進水2h,沉淀2h,排水2h,排泥1h,沖洗及閑置1h。由于乳膠漆廢水懸浮物含量高,其混沉污泥產量大且黏性高,容易附著在罐壁以及管道內壁上形成垢體。因此設置沖洗系統,每個周期對沉淀罐壁進行沖洗以防結垢。

    (5)中間水池。地下式鋼筋混凝土結構,1座,尺寸為5.1m×1.8m×6.0m。主要用于儲存沉淀罐的上清液。池內配置二級潛污提升泵2臺,1用1備,流量10m3/h,揚程15m。

    (6)袋式過濾器。碳鋼防腐結構,2座,1用1備,D0.5m×0.8m,過濾精度10μm。進一步去除懸浮物。

    (7)水解酸化池。地下式鋼筋混凝土結構,2座,尺寸為5.1m×2.5m×6.0m,HRT為18h。池底設置穿孔曝氣管以達到攪拌作用,同時池內安裝半軟性填料38m3,填充率30%。為增強水解酸化反應速率,可由SBR反應池向水解酸化池回流一定量的剩余污泥,既可加速反應過程又可減少污泥膨脹發生。

    (8)SBR池。地下式鋼筋混凝土結構,2座,總尺寸為10.2m×9.6m×6.0m,總HRT為72h,COD容積負荷為0.35kg/(m3•d),氣水比為70∶1。每個池池底安裝微孔曝氣管137套,每個池安裝潷水器1臺,潷水能力50m3/h,潷水高度0.85m。

    (9)清水池。地下式鋼筋混凝土結構,1座,尺寸為5.1m×1.8m×6.0m。主要用于儲存達標污水,作為沉淀罐、管道以及污泥壓濾系統的沖洗水源。池內配置三級潛污提升泵2臺,1用1備,流量10m3/h,揚程20m。

    (10)附屬構筑物?蚣芙Y構,1座,主要包括鼓風機房,污泥壓濾間,加藥間等。

    3工程運行分析

    3.1運行效果
    經過近半年的調試,水解酸化池以及SBR池的污泥濃度達到設計值,出水水質穩定,各項指標均達到排放要求,具體的進出水水質及各單元去除率如表2所示。

    3.2運行過程分析
    (1)調試初期使用企業內現有的鐵鹽作為混凝劑,但沉淀罐的沉淀效果較差。經觀察發現絮體較小,且不密實,沉淀時間長,其后續的袋式過濾器容易堵塞,更換濾袋頻繁。后選用硫酸鋁、PAC、明礬3種混凝劑進行燒杯實驗,確定在pH為8~9時,硫酸鋁的效果最佳,COD去除率可達到85%,且形成礬花密實,沉淀速率快。隨后更換了混凝劑,調節了進水的pH,沉淀效果明顯改善。

    (2)生化系統調試前向水解酸化池以及SBR池中投加接種污泥,該污泥為來自天津某市政污水處理廠的脫水污泥,污泥含水率為75%~80%,投加量為0.55kg/m3左右。經過1個多月的調試,發現SBR池中的SV值基本沒有變化,經測試發現氮磷含量較低,雖說來水中含有部分生活污水,但仍無法滿足微生物的生長需求。后投加尿素以及磷酸銨,保證了n(C)∶n(N)∶n(P)=100∶5∶1,SV值有了明顯提高,MLSS達到了3150mg/L左右。鏡檢菌膠團發現大量游離性和固著型纖毛蟲,說明SBR池中污泥培養基本成熟。

    (3)經過一段時間運行后,發現沉淀罐泥斗部位結垢現象較為嚴重,拆開底部的污泥管道,管內壁上也明顯結垢。后改進沖洗系統,一是增加了沉淀罐底部的沖洗點,二是增加沖洗強度及沖洗時間,保證螺桿泵在輸送完污泥后再輸送部分清液,以達到沖洗目的。

    4技術經濟指標
    工程占地面積360m2,總投資166.4萬元。全廠日耗電量326kW•h,折合噸水耗電量2.17kW•h,以電價0.8元/(kW•h)計,運行電費為1.74元/m3;投加的酸堿、硫酸鋁、尿素及PAM等藥劑費用為0.46元/m3;全場值班2人,月工資按照1200元/人,人工費用為0.53元/m3。不計折舊和維修,直接運行費用為2.73元/m3。

    5結論
    (1)采用混凝沉淀-水解酸化-SBR法處理乳膠漆廢水技術可行,處理效果穩定,出水完全滿足排放標準要求。

    (2)定期檢查沉淀罐底部泥斗以及輸送污泥的螺桿泵管道,發現結垢及時清理。

    (3)注意營養源的投加以保證微生物營養需求。

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