搜索
天津石化废水生物脱氮处理现场中试设计方案2018年8月23日目录一、项目背景.....................................1二、中试方案设计基本原则.........................3三、中试装置设计方案..............错误!未定义书签。四、中试目标......................错误!未定义书签。五、工艺方案.....................................5六、中试试验初步安排.............................61一、项目背景天津石化公司污水处理场现有污水处理设施2套，采用A/O工艺，处理水量240m3/h；污水回用系统一套，包括一级曝气池、二级曝气池、气浮池、砂滤和活性炭过滤，处理水量240m3/h；超滤反渗透装置和RO浓水、酸碱中和废水处理系统。污水处理场(500m3/h)于1997年2月投产，处理流程：隔油→一级浮选→二级浮选→生化→沉淀→过滤。目前实际处理水量235m3/h。为了节约厂内新鲜水的消耗量，2002年10月，天津石化公司投资1900余万元，建成处理能力为300m3/h的回用水处理装置。处理流程为：污水处理场出水→调节池→一级曝气→二级曝气→气浮池→砂滤池→活性炭池，实际处理水量235m3/h，回用水装置的出水用于厂内循环水补水、绿化用水。随着天津石化公司管理上和技术上节水工作的不断开展，新鲜水用量降低，油品中脱除的盐分累积和新鲜水浓缩作用造成污水中的盐分含量的增加。加之天津石化所处天津油田属于盐碱土质，由于管线渗漏，土壤中的盐分会不断的溶入污水管线，加剧了污水中盐分的累积，造成回用水中含盐量不断增加，其腐蚀性也逐渐加强，回用受到限制，为解决此问题，2008年天津石化公司建成除盐装置，采用超滤反渗透工艺，设计处理量为300m3/h(其中产淡水225m3/h，浓水75m3/h)，产出淡水作为公司动力车间原水。最后，将RO浓水和树脂再生酸碱中和混合处理（称为浓盐水），达标排放。浓盐水共有100m3/d,其中除盐装置反渗透浓水约60m3/h和酸碱再生中和水40m3/h。根据《天津市地方污染物排放标准》的要求及天津石化周围海域功能划分情况，要求浓盐水必须经过处理，外排污水执行天津市地方一级污水排放标准：COD＜50mg/L，BOD5＜10mg/L，悬浮物＜10mg/L，氨氮＜5mg/L，总氮＜15mg/L、总磷＜0.5mg/L，基本控制指标为COD、氨氮、SS等，没有TN指标。浓盐水污水处理系统主要针对COD和氨氮，污水首先经过絮凝、沉淀，再经过臭氧催化氧化塔，除去部分COD，然后进入MBBR池，除去部分氨氮，最后经过气浮，达标排放。2浓盐水污水处理系统没有针对TN处理，故处理后出水虽然COD和氨氮达标，随着天津市地方排放标准基本控制指标越来越严格，本项目TN也被纳入基本控制指标，由于本项目处理工艺未设置生物脱氮系统，浓盐水排水TN严重超标，为了解决浓盐水污水处理系统TN不达标问题，必须设计一套反硝化脱氮设施。由于浓盐水盐度高、基本没有碳源，不适合进行深度脱氮处理，故主要考虑通过对现有污水处理设施进行改造，强化生物脱氮功能。浓盐水以RO浓水为主，混入部分酸碱综合水，新的浓盐水TN排放标准为30mg/l，按RO浓水一般生化池出水浓缩3倍计算，要求污水厂生化池出水TN必须降至10mg/l以下。2017年对A/O生化出进行改造，增加硝化液回流，回流比200%，同时优化厌氧池搅拌系统，取得了一定脱氮效果，二沉池出水TN由原来的40-50mg/l降至20mg/l左右，仍然难以满足TN达到10mg/l的要求，考虑到二级生化系统进一步改造有一定难度，故考虑利用原有中水回用系统一级曝气池的池容进行改造，将其改造为A/0-DN-MBBR生物脱氮池，使进入双模系统中水TN降至10mg/l，满足后续浓盐水TN达标排放之要求。为了验证后置A/0-DN-MBBR工艺生物脱氮效果，设计中试装置，现场试验。3一、中试方案设计基本原则（充分考虑现场改造条件及可能性）（1）中试池体设计基本按拟设计工艺缺氧、好氧平面布局比例设计。计划A/O-DN-MBBR系统，利用原有中水回用系统一级曝气池的池容进行改造，总池容，其中1#池840m3，2#池840m3，3#池1110m3，拟将1#池、2#池为A-MBBR池，停留时间7h，3#池中，750m3改为O-MBBR，停留时间3.1h,360m3改为沉淀池。中试设备基本模拟现场工艺及停留时间，采用缺氧+好氧设计，为了提高缺氧池调节功能和载体的流化状态，在其中增加搅拌电机，停留时间HRT模拟现有反应系统。中试设备A-MBBR共5个池，总池容2.1m3，O-MBBR一个池，总池容1.1m3，由于反硝化脱氮主要发生在A-MBBR池中，故中试设备运行进水量以A池停留时间7h为准，设计进水量约300l/h，这样，O-MBBR停留时间约为3.6,较现场稍高。（2）为了准确验证MBBR池对生化系统容积负荷的提高及提高的潜力，中试方案设计上可根据实验需要，对进水量进行适当调节，以便明确该系统最大容积负荷和最佳脱氮能力。（3）集水管、污泥回流管均设置阀门和流量计，准确控制装置运行参数，增加实验的成功率。厌氧池出口管、缺氧池出口管均布置取样口便于取样。（4）进气管道设置阀门和流量计，以便调整空气量，控制装置内溶解氧。二、中试装置设计方案4（1）运行的基流程是：污水经过进水泵，进入A-MBBR池，再进入O-MBBR池，按进水-缺氧-好氧-沉淀次序运行。（2）沉淀池设置污泥回流泵，将污泥回流至缺氧池，回流比一般为30-100%。（3）所有进水、回流系统、曝气系统均设置阀门和流量计。（4）在标准运行工况下，不断调整溶氧和MLSS浓度，考察系统脱氮效率与溶氧和MLSS浓度，找到最佳MBBR运行条件。（5）每组含载体池子出水口设计多孔管和气刀，保证载体不会滞留在出口。（6）在最佳运行条件下，连续运行20天，满足运行目标。四、中试目标（1）连续20天系统出水COD、氨氮、TN指标达到出水标准；（2）TN除去率达到60%以上，出水TN·10mg/l以下；（3）通过中试，找到最适条件下最大容积负荷，供工程设计参考，以确认载体投配体积比和投配最佳区域。（4）通过中试，确定载体生物体总量。（5）通过中试，找到系统运行最佳溶解氧和污泥浓度，供工程设计参考。（6）初步确定运行费用。（7）稳定达标出水20天后申请标定。A1A2OA3A4A55五、工艺方案1、A/O-DN-MBBR工艺（1）采用A/O-DN-MBBR工艺，将装置的缺氧区和好氧区通过投加载体，增加搅拌电机，改造为AMBBR池和MBBR池，工艺流程图如下：（2）本试验采用MBBR的厌氧流化床处理工艺，污水取水后通过调节池的调节，将进水水质、水量保持在相对稳定的状态，通过进水泵进入生化系统A区，通过控制系统的溶解氧、污泥回流量、葡萄糖投加量和污泥流化状态等来高效的去除TN，然后进入O区，此区采用人工穿孔曝气，使DO控制在1mg/l左右，主要是通过投加载体同步硝化反硝化进一步去除TN，进一步增加系统的TN去除率，保证出水TN能在10mg/L以下，同时除去剩余COD。最后二沉池进行泥水分离，上清液溢流出水。本工艺优点是通过悬浮载体生物膜系统，大大增加生化反应池生物量，厌氧池的反硝化和好氧池中载体同步硝化反硝化、短程硝化反硝化，节省宝贵碳源，提高了生化反应效率，提高了系统的TN容积负荷率，在最大限度实现低C/N原水的生物脱氮。（3）调试前对专用反硝化细菌进行驯化、增殖培养，还有在好氧和缺氧部分分别投加一定量的填料，大量增加微生物的表面积，强化系统的氨氮和总氮的去处率。并在标准运行工况下，不断调整溶氧和MLSS浓度以及停留时间，考察系统脱氮效率与溶氧和MLSS浓度以及停留时间的关系，找到最佳MBBR运行条件。三、技术原理污水处理工艺中，最常用的是活性污泥法和接触氧化法，活性污泥法反应系统传质混合效果好，但生物量相对较小，接触氧化法生物量大，但传质困难。MBBR通过向活性污泥生物反应器投放一定数量轻质悬浮填料，使污水处理的机理和效能发生了质的改变。结合传统的活性污泥法和生物接触氧化法的优点，使固相生中水回用车间进水调节罐AMBBR池MBBR池二沉池出水6物膜和液相的活性污泥发挥各自生物降解优势，实现优势互补，反应器中悬浮填料因搅拌在水中自由运动，污水连续经过装有移动填料的反应器时，在填料上生长形成生物膜，通过系统悬浮活性污泥和载体生物膜的吸附、生物氧化等作用，净化水质。MBBR属于三相生物流化床处理方法，和接触氧化不同，固化生物膜也处于流化状态，污水和生物膜传质混合效果好，污水处理效率高。和普通活性污泥法不同，通过投放比表面积大的悬浮载体，生物量可达30-40g/l，是普通活性污泥5-10倍生物量，大大提高系统污水处理能力，容积负荷更高，占地面积更小；生物膜提高了系统耐冲击负荷能力和对有毒化合物抵抗能力，反应系统为为气-固-液共存的三相流化状态，固-液-气三相充分接触、混合和碰撞，增加传质面积，提高传质速率，强化传质过程，同时填料流化时不断切割分散气泡，使布气均匀，提高氧利用率；填料为生长缓慢的硝化细菌和其它长世代微生物提供载体，使生物固体停留时间和水力停留时间相分离，主要除去氨氮；同时生物膜独特的好氧-厌氧环境使系统具有直接在载体膜内进行反硝化作用的能力，不需要额外的加大内回流去处总氮，这也是MBBR工艺的最大优点之一。六、中试试验初步安排（1）1.2.3中试准备1）项目组人员（项目技术员、厂区生产化验人员）2）中试一体化设备装置3）现场具备化验条件，包含所需仪器仪表（化验频率为每天一次）4）建立中试记录、检测档案（2）生物中试计划1）一体化中试设备改造、调试时间安排：5天人员安排：项目技术员2）生物系统污泥培养时间安排：15天人员安排：项目技术员、化验分析人员73）系统正常运行时间安排：15天人员安排：项目技术员、化验分析人员（注：此时间为预估时间，现场情况还需以实际中试结果时间为准）（3）调试及试运行具体步骤见下表：周期节点运行方式运行内容运行数据接种闷爆两天在生物池好氧缺氧段多点投加外接污泥投加接种污泥投加浓缩池污泥及相应营养源控制气量，不可过大闷曝好氧区控制D0在3mg/L左右间歇进水阶段三天间歇性换水闷曝进水、闷曝、沉淀每天2次，每次沉静1小时，换水一次，闷曝6小时，作报表记录每天2次作SV30的观察、DO测定和镜检连续进水培养阶段（硝化菌和反硝化的培养和驯化）十五天生物池、二沉池，污泥内、外回流系统连续运行，适当调节回流比，根据污泥浓度和增值速率适当排泥间歇进、出水和回流污泥水量和空气量均匀分配调整，适当排泥进水曝气，对污泥进行驯化缺氧段DO小于0.5mg/L，，好氧段末端小于2mg/L载体挂膜前期放厂内生化段接种，接着和污泥一起培养驯化，其次挂膜，最后正常运行作报表记录作SV30的观察、DO测定、MLSS和镜检稳定运行阶段十五天曝气池间歇运行，污泥回流系统连续运行间歇进、出水和回流污泥空气量视DO值作适时调整按设计水量运行进水曝气按设计处理能力运行可以根据MLSS和SV30值综合考虑进行适量的作报表记录可以增加分析项目和镜检8排泥控制回流污泥和内回流转入常规分析项目（4）化验检测数据表项目编号取样时间取样人化验指标CODTNNH3-NPH电导率备注进出进出进出进出进出123456