霍俊梅

(河鋼股份有限公司唐山分公司，河北唐山 063000）

引言

冷軋廢水是鋼鐵企業(yè)較難處理的廢水之一。由于冷軋包含酸軋、連退、鍍鋅等過程，生產(chǎn)線多，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，工藝產(chǎn)生廢水排放量大，排放點多，廢水中含有大量的酸、堿、油等雜質(zhì)，排放的廢水具有分子量較小、COD 含量非常高、可生化性非常差的特點，對廢水生化處理帶來了很大的困難[1]。由于利用這兩項技術(shù)共同處理的案例很少，對于運行操作、參數(shù)設(shè)置等方面可參考的經(jīng)驗非常少，在運行過程中，出現(xiàn)了污泥老化，降解有機物效果降低等問題，這使得系統(tǒng)運行不穩(wěn)定[2]。如果污泥持續(xù)老化，為了保證外排水質(zhì)達標，必須進行活性污泥的重新馴化，馴化期間只能單池運行，含堿廢水處理系統(tǒng)產(chǎn)水量將較少，相應(yīng)的能夠處理的水量也會減少，影響生產(chǎn)。

采用對比試驗法，探索唐山高強汽車板公司生化系統(tǒng)穩(wěn)定運行的方法，保證外排水質(zhì)達標，不再重新馴化污泥，使生化系統(tǒng)穩(wěn)定運行[3，4]。對間歇性曝氣方法進行試驗。生化處理系統(tǒng)有機物去除率達到90%以上。

1 工藝概況

唐山高強汽車板公司生化系統(tǒng)工藝見圖1。由缺氧池+好氧池+MBR 膜組件組成，系統(tǒng)設(shè)計處理水量為100 m3/h，處理水包含經(jīng)過預(yù)處理的濃油/乳化液（10 m3/h）、平整液（6 m3/h）、和稀堿（84 m3/h）。主要用于去除溶解性COD及氨氮。

2 試驗

2.1 設(shè)計方案

缺氧池由池體、填料、曝氣攪拌系統(tǒng)三部分組成。分為二池，每池尺寸為（13×11.1×6.0）m3，有效水深5.5 m?？傆行莘e為1600m3，停留時間為10 h。

圖1 唐山高強汽車板公司生化系統(tǒng)工藝圖

好氧池利用膜組件進行固液分離，將全部微生物截留在反應(yīng)池內(nèi)，與廢水中殘留的有機物進行生化反應(yīng)，分為二池，每池尺寸為(23.0×11.1×6.0)m3，有效水深5.5 m，總有效容積為2800 m3，停留時間為17.5 h。膜組件每池16組，每組200片，單張平板膜有效膜面積150 dm2，膜通量10～15 L/m2·h。

2.2 試驗分析

統(tǒng)計2018 年1～12 月份COD 月平均去除率，去除率呈現(xiàn)下降趨勢，如圖2 所示，并出現(xiàn)以下情況：

（1）溶解氧居高不下；

（2）A/O池均出現(xiàn)黃白色泡沫；

（3）沉降比上層清液渾濁；

（4）在池壁出現(xiàn)厭氧泥掛壁現(xiàn)象。

圖2 2018年月平均COD去除率

由此分析，活性污泥正在呈現(xiàn)老化趨勢，為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，尋找生化系統(tǒng)老化原因。2019年以來，生化進水COD 值變化越來越大，不穩(wěn)定性越來越高，對于生化系統(tǒng)的沖擊負荷增加。圖3 為2018年及2019年的生化系統(tǒng)進水COD值對比。

圖3 生化系統(tǒng)進水COD對比（COD單位mg/L）

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計流量及來水流量分析，生化系統(tǒng)進水流量小，COD 變化大，不間斷的曝氣會使活性污泥過氧化，發(fā)生污泥膨脹，失去活性[5]。對此，以兩池采用不同的運行方式進行試驗，觀察COD 去除情況。

（1）保證試驗環(huán)境一致，營養(yǎng)物C:N:P=100:5:1，pH=6～9，DO=2～4 mg/L，T=25～30 ℃，A池采用間斷性曝氣方式，B 池一直保持曝氣狀態(tài)。試驗數(shù)據(jù)如表1。

經(jīng)過試驗，A池去除COD效果稍好于B池，現(xiàn)場觀察A 池出現(xiàn)泡沫現(xiàn)象已明顯好轉(zhuǎn)，觀察生化沉降比上清液，A池較B池更為清澈，但COD去除效果并沒有達到之前的最佳效果。

增加COD 去除率，相當于使廢水中的有機物在生化系統(tǒng)中能夠充分分解，增加廢水停留在生化系統(tǒng)的時間，對此，再次進行試驗。

表1 A、B池曝氣試驗數(shù)據(jù)一覽表

（2）保證試驗環(huán)境一致，營養(yǎng)物C:N:P=100:5:1，pH=6～9，DO=2～4 mg/L，T=25～30 ℃，A 池、B 池均采用間斷性曝氣方式，A 池間斷性曝氣后，將O 段水回流至A段，增加水力停留時間。試驗數(shù)據(jù)如表2。

表2 A、B池間斷性曝氣試驗數(shù)據(jù)一覽表

經(jīng)過試驗，增加廢水在生化系統(tǒng)中的水力停留時間有利于有機物充分氧化，提高了生化系統(tǒng)去除COD能力[6]。

3 實施效果

2019 年生化系統(tǒng)去除有機物能力變化，如表3所示。

表3 2019年生化系統(tǒng)去除率統(tǒng)計

采用間歇曝氣的方式，風(fēng)機運行時間減少，節(jié)省電費：72×365×0.56=1.47萬元/年；

若污泥老化現(xiàn)象持續(xù)，需要對活性污泥進行重新馴化，馴化過程需用藥劑葡萄糖約1t，尿素0.2 t，磷鹽0.04 t，藥劑費用總計：(1×5 200+0.2×5 900+0.04×6 200)/10 000=0.66萬元；

在馴化期間，需要將老化的污泥大量排出，單池約排1 000 m3，需要10 天排泥，5 天壓泥，人工至少需10 人，兩池排泥工作量約30 天，費用約為9 600×10/10 000=9.6萬元；

污泥馴化期間，為了保證水質(zhì)達標排放，可處理水量相對減少，唐山高強汽車板相應(yīng)產(chǎn)生含堿廢水的產(chǎn)線至少有一條產(chǎn)線排產(chǎn)量要減少，按平均排產(chǎn)量最少的產(chǎn)線每月外售減少1/15 的產(chǎn)量計算，損失約為：10 000×1/15×4 500/10 000=300萬元。

綜上所述，對廢水生化處理系統(tǒng)運行方式的優(yōu)化，每年創(chuàng)效約為：1.47+0.66+9.6+300=311.73萬元。

4 結(jié)束語

經(jīng)過本次課題研究，解決了 污泥老化問題，正式投入使用后，使生化系統(tǒng)去除率穩(wěn)定在92%以上，避免了重新馴化污泥造成的成本費、人工費以及對生產(chǎn)產(chǎn)水的影響，同時也避免了對高強汽車板公司產(chǎn)線的影響。提高了生化處理系統(tǒng)降解有機物能力，使生化處理系統(tǒng)更加穩(wěn)定運行，節(jié)省了馴化污泥的費用，避免了對生產(chǎn)的影響，保證出水達標排放。