辛紅香，張正和，胡俊騰，張緒俊，李建軍，鄭梅，張勇，姜安平（.北京桑德環(huán)境工程有限公司，北京00；.內(nèi)蒙古蒙維科技有限公司，內(nèi)蒙古烏蘭察布0400）

蒙維科技PVA廢水處理與回用工程設計

辛紅香1，張正和2，胡俊騰2，張緒俊2，李建軍1，鄭梅1，張勇1，姜安平1
（1.北京桑德環(huán)境工程有限公司，北京101102；2.內(nèi)蒙古蒙維科技有限公司，內(nèi)蒙古烏蘭察布012400）

內(nèi)蒙古蒙維科技有限公司廢水處理工程設計規(guī)模為200m3/h，采用帶選擇器的活性污泥法作為廢水處理的核心工藝。介紹了廢水的水質(zhì)水量、處理工藝流程和各處理單元設計參數(shù)，并對設計和運行中的經(jīng)驗進行了總結。運行實踐表明，該廢水處理工程運行良好，處理效果穩(wěn)定，處理出水達到《污水再生利用工程設計規(guī)范》（GB 50335—2002）中“再生水用作冷卻用水的水質(zhì)控制指標”，全部回用作循環(huán)冷卻水。

PVA廢水；帶選擇器的活性污泥法；回用

內(nèi)蒙古蒙維科技有限公司是安徽皖維集團有限責任公司與內(nèi)蒙古白雁湖化工股份有限公司共同投資建立的公司，公司總投資約14億元，是目前國內(nèi)一次性投資產(chǎn)能最大的PVA公司。配套的PVA廢水處理與回用工程于2011年建成投產(chǎn)，處理規(guī)模200m3/h，廢水經(jīng)處理后用作冷卻循環(huán)用水。

1　進出水水質(zhì)及處理工藝流程

本工程處理出水全部回用作為冷卻循環(huán)用水，其回用水水質(zhì)要求達到《污水再生利用工程設計規(guī)范》（GB 50335—2002）中“再生水用作冷卻用水的水質(zhì)控制指標”。本工程進出水水質(zhì)如表1所示。

表1　設計進出水水質(zhì)

PVA生產(chǎn)廢水是可生化性較好的廢水，通常含有甲醛（有的高達150～200mg/L）、氰化物（20～50 mg/L）、腈醇（20～50mg/L）、硫化物、硫酸（1 700～2 000 mg/L）、Na2SO3（2 000～2 300mg/L）以及PVA（可達40 mg/L）等物質(zhì)，其pH波動較大，結合回用需求，確定采用“中和+帶選擇器的活性污泥反應池+曝氣生物濾池+過濾”的主體處理工藝。經(jīng)實踐證明，該處理工藝具有良好的處理效果，處理效率高且出水水質(zhì)穩(wěn)定。處理工藝流程見圖1。

2　工程設計

2.1預處理單元

2.1.1格柵間及進水泵房

格柵渠1座，尺寸7m×0.6m×3.5 m，全地下式結構。內(nèi)設機械格柵1套，柵寬0.5m，柵隙3mm。

進水泵房1座，尺寸8.4m×6.6m×6m，全地下式結構。內(nèi)設干式污水提升泵3臺，2用1備，流量110m3/h，揚程10m，功率15 kW。

圖1　工藝流程示意

2.1.2調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池2座，尺寸15m×20m×4.5m，半地下式結構。采用機械攪拌，每池配套潛水攪拌機2臺，功率7.5 kW。

2.1.3事故池

事故池主要承接生產(chǎn)事故水。事故池3座，尺寸18m×20m×4.5m，半地下式結構。內(nèi)設干式污水提升泵2臺，1用1備，流量20m3/h，揚程10m，功率2.2 kW。

2.1.4中和池

中和池起酸堿中和的作用，采用人工投加小蘇打調(diào)節(jié)pH。中和池2座，尺寸6m×6m×4.5m，半地下式結構。采用機械攪拌，配套平槳式攪拌機2臺，功率2.2 kW；出水通過泵提升至活性污泥反應池，設干式污水提升泵3臺，2用1備，流量110m3/h，揚程10m，功率15 kW。

2.2二級處理單元

2.2.1帶選擇器的活性污泥反應池

帶選擇器的活性污泥法是在普通活性污泥池前設置一座小型的前置曝氣選擇池，實際上是一種改良的活性污泥法，其目的是為了提高曝氣池首端的BOD，促進絮凝體形成菌的增殖，抑制絲狀細菌的生長，從而有效地抑制活性污泥膨脹，增加活性污泥法的運行可靠性。

帶選擇器的活性污泥反應池2座，單座尺寸36m×18m×6m，半地下式結構?？傆行Ａ魰r間32 h，其中選擇區(qū)停留時間4 h；污泥質(zhì)量濃度2～3 g/L，污泥負荷為0.08～0.12 kg/（kg·d）。

活性污泥反應池供氧采用3臺羅茨鼓風機，2用1備，風量35m3/min，風壓73.5 kPa，功率75 kW。

2.2.2二沉池

中心進水周邊出水輻流式二沉池1座，直徑24m，水深4.5m，表面負荷0.5m3/（m2·h）。半橋式周邊傳動刮吸泥機1套，驅(qū)動功率0.37 kW。

2.2.3污泥泵房

污泥泵房1座，尺寸4.6m×4m×4m，用于暫存污泥。設污泥回流泵3臺，流量100m3/h，揚程8m，功率5.5 kW，回流比50%～150%；剩余污泥泵2臺，1用1備，流量7m3/h，揚程20m，功率1.5 kW。

2.3深度處理單元

2.3.1深度處理提升泵站

深度處理提升泵站1座，尺寸7m×1.8m×3.3m。設干式污水提升泵2臺，流量200m3/h，揚程12.5m，功率15 kW。

2.3.2曝氣生物濾池

曝氣生物濾池2座，單座尺寸7m×7m×6.7m。采用球形輕質(zhì)多孔陶粒生物濾料，小阻力配水系統(tǒng)，水力負荷2m3/（m2·h），曝氣強度3.5 L/（m2·s）。采用氣洗-氣水洗-水洗的反沖洗順序，氣洗強度10~15 L/（m2·s），水洗強度6~8 L/（m2·s），整個反洗過程中水洗強度不變。

配套2臺羅茨鼓風機，風量20m3/min，風壓73.5 kPa，功率45 kW，曝氣時開1臺，反洗時2臺同時運行，水洗采用回用水。

2.3.3過濾設備間

過濾設備間1座，尺寸15.6m×7.2m。內(nèi)設中間水箱1個，過濾提升水泵3臺，2用1備，流量100 m3/h，揚程18m，功率18.5 kW；纖維束過濾器3個，直徑2m，濾速22m/h，處理能力70m3/h。采用氣洗-水洗的反沖洗順序，氣洗強度40～50 L/（m2·s），水洗強度6～8 L/（m2·s）。配套羅茨鼓風機2臺，1用1備，風量10m3/min，風壓63.7 kPa，功率22 kW，水洗采用回用水。

2.4消毒及回用水單元

2.4.1回用水池

過濾器出水自流進入回用水池，在回用水池進水管前端接入加氯管，對回用水進行加氯消毒。回用水池1座，尺寸10m×10m×4.4m。出水用泵送至各用水點。

2.4.2加氯間及綜合泵房

加氯間1座，尺寸16.5m×7.5m。設2 kg/h真空加氯機1臺，為回用水消毒，加氯量10mg/L。

綜合泵房1座，尺寸12m×7.5m。設曝氣生物濾池反洗泵2臺，1用1備，流量1100m3/h，揚程17m，功率90 kW；過濾器氣洗泵2臺，1用1備，流量94 m3/h，揚程28m，功率11 kW；加氯動力水泵2臺，1用1備，流量7m3/h，揚程35m，功率2.2 kW；回用水泵2臺，1用1備，流量200m3/h，揚程15m，功率15 kW。

2.5污泥處理單元

污泥濃縮脫水間1座，尺寸24m×7.2m。設帶式濃縮脫水一體機1臺，帶寬1m，處理量（以干泥計）150～180 kg/h。

3　運行調(diào)試與處理效果

3.1運行調(diào)試

廢水處理設備經(jīng)單機調(diào)試，清水聯(lián)動試車正常后，開始接種污泥進行生化階段的調(diào)試。生化調(diào)試主要包括污泥接種、活性污泥培養(yǎng)馴化及負荷提升。

3.1.1污泥接種

調(diào)試時先對1組生化池進行污泥接種，接種污泥來自烏蘭察布市某污水廠的脫水污泥，污泥含水率約80%。先排出一半的生化池聯(lián)動試車后的清水，然后投加篩洗后的種泥，投加量為5 g/L，同時加入少量預處理合格后的污水（保證混合后的pH為6~9），加水量約為200m3。經(jīng)過連續(xù)5 d的悶曝后，有明顯的絮體菌膠團生成，鏡檢發(fā)現(xiàn)有較多的鞭毛蟲和少量的累枝蟲，說明污泥初期接種效果良好〔1〕。

3.1.2活性污泥培養(yǎng)馴化及負荷提升

污泥接種完成后，開始對生化系統(tǒng)進行污泥培養(yǎng)馴化，這個過程分為2個階段，單格啟動階段和系統(tǒng)全部啟動階段。

首先單格間歇進水，第1次進水量為正常處理水量的10%，系統(tǒng)穩(wěn)定后（系統(tǒng)穩(wěn)定判斷指標為COD去除率達80%），按照20%的進水提升比例逐步增加負荷至設計處理能力。此過程中，均在系統(tǒng)穩(wěn)定1周后再進行下次負荷提升，同時采用臨時泵每天排出進水量的50%至下一處理單元。

待單格池內(nèi)注滿水，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，達到設計處理能力的60%以上時，開始啟動另外一格，進入系統(tǒng)全部啟動階段。先啟動的一格采用臨時泵每天提升進水量的50%至另一格，同時另一格每天間歇進預處理合格后的污水，仍按照20%的進水提升比例逐步增加負荷。每一個負荷提升階段穩(wěn)定時間縮短至4~6 d，逐步提升進水負荷直至達到設計處理能力。污泥培養(yǎng)馴化及負荷提升共用90 d時間。

3.2處理效果

本工程自2011年至今運行良好，出水得到全部回用，良好的出水水質(zhì)保證了生產(chǎn)的正常運行，并節(jié)約了寶貴的水資源。實際出水水質(zhì)如表2所示。

表2　實際出水水質(zhì)

3.3處理成本

廢水處理的直接成本主要包括水、電、藥劑及人工費等，各計價依據(jù)如下：自來水費3.3元/t，電費0.4元/（kW·h），人工工資36 000元/（人·a），藥劑費PAM 30 000元/t、NaOH 2 000元/t。經(jīng)計算直接處理成本約為1.1~1.3元/t，噸水處理成本大大低于自來水價格，處理出水回用實現(xiàn)了變廢為寶。

4　設計總結

PVA廢水的可生化性較好，要做好該類廢水的處理關鍵是充分了解原水特性，有針對性地選擇處理工藝，以及把握好設計參數(shù)、設備的選擇。本工程主要在以下方面把握整體設計：

（1）工藝流程簡單，易于操作。不追求冗長的工藝流程，從類似工程實際運行的現(xiàn)場數(shù)據(jù)反算工藝參數(shù)，使得到的參數(shù)經(jīng)濟可靠，既不造成投資浪費，又能確保出水水質(zhì)。

（2）調(diào)節(jié)池攪拌。由于原水水質(zhì)水量變化大，攪拌非常關鍵，否則直接影響后續(xù)生化的穩(wěn)定處理?；诮?jīng)驗進行攪拌強度計算。

（3）生化負荷。PVA是中性混凝劑，易與Ca2+、Mg2+結塊絮凝，降低污泥的活性。因此，負荷一定要設計合理，這也是該工程的設計關鍵。

（4）pH調(diào)節(jié)。原水pH變化非常大，因此在pH控制上需要非常注意選擇控制點?？刂泣c放在調(diào)節(jié)池前會增大中和藥劑量，放在調(diào)節(jié)池之后則可以保證相對穩(wěn)定的中和效果，并且充分利用原水的堿性水中和，可降低中和藥劑量；此外還需充分考慮中和藥劑的選取。

（5）好氧池污泥膨脹的避免措施。增加生物選擇器，采用合理的回流比。

（6）曝氣生物濾池。在曝氣生物濾池內(nèi)選用合適的填料，采用先進的布水、布氣設施，保證不產(chǎn)生死角；并在可生化性差的進水條件下適當調(diào)整碳源的補入，利于填料掛膜，從而最終達到深度生化處理要求。

5　結論

內(nèi)蒙古蒙維科技有限公司廢水處理與回用工程的實踐證明，采用“中和+帶選擇器的活性污泥法+曝氣生物濾池+過濾”的組合工藝處理PVA廢水，處理出水能達到《污水再生利用工程設計規(guī)范》（GB 50335—2002）中“再生水用作冷卻用水的水質(zhì)控制指標”。該工藝簡單，運行穩(wěn)定，具有抗沖擊負荷強等優(yōu)點。此外，該工程的實施每年可使BOD排放減少15.8 t，COD排放減少39.6 t，且出水全部回用于生產(chǎn)，不僅減小了環(huán)境污染，且大大緩解了當?shù)厮Y源緊張的現(xiàn)狀，實現(xiàn)了變廢為寶，為企業(yè)創(chuàng)造了持續(xù)的經(jīng)濟價值。

［1］趙維春，王文喜.煙臺南郊污水處理廠調(diào)試及污泥接種馴化［J］.中國市政工程，2014（4）：31-33.

Design of the projecton PVA wastewater treatm entand reuse in Inner Mongolia MengweiTechnology Co.，Ltd.

Xin Hongxiang1，Zhang Zhenghe2，Hu Junteng2，Zhang Xujun2，Li Jianjun1，ZhengMei1，Zhang Yong1，Jiang Anping1
（1.Beijing Sound EnvironmentalEngineering Co.，Ltd.，Beijing101102，China；2.InnerMongoliaMengwei Technology Co.，Ltd.，Ulanqab 012400，China）

The design capacity of Inner Mongolia Mengwei Technology Co.，Ltd.forwastewater treatment project is 200m3/h.Activated sludge treatmentprocesswith a biological selectorhasbeen chosen as the core treatmentprocess. The quality and quantity of the influentwater，the layout of the treatment processes，and the design parameters of every treatmentunitare introduced in detail，and the experiences in the design and operation are summarized.The operation practice shows that thewastewater treatmentproject runswell，treatmenteffectsare stable，and the treated effluent reaches the“controlled targets ofwater quality for the reclaimed water used as cooling water”，specified in the Design Specification ofWastewater Recycling Project（GB 50335—2002）.The effluentcan all be reused as circulating coolingwater successfully.

PVAwastewater；activated sludge processwith selector；reclamation

X703

B

1005-829X（2016）10-0094-04

辛紅香（1979—），工程師。電話：01060598739，E-mail：s60594280@126.com。

2016-06-08（修改稿）