制藥廢水改造工程調(diào)試實(shí)例

馬雪琦

（1. 遼寧博創(chuàng)環(huán)保技術(shù)有限公司，遼寧沈陽(yáng) 110179；2. 遼寧省環(huán)保集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧沈陽(yáng) 110179）

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的深入推進(jìn)，眾多工業(yè)企業(yè)響應(yīng)國(guó)家環(huán)保政策要求，開展原有配套污水站的提標(biāo)、擴(kuò)能改造工程。由于企業(yè)生產(chǎn)壓力大，停產(chǎn)或減產(chǎn)均會(huì)帶來較大經(jīng)濟(jì)損失，但工程改造及調(diào)試持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)［1］，如何科學(xué)合理地縮短調(diào)試周期，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 工程調(diào)試背景

2.1 改造前工程概況

某制藥企業(yè)生產(chǎn)提取類藥劑，改造前問題有：（1）高濃度廢水預(yù)處理效果不佳，生化系統(tǒng)COD 負(fù)荷超過設(shè)計(jì)負(fù)荷；（2）高濃度廢水調(diào)節(jié)池容積偏小，水質(zhì)波動(dòng)大，對(duì)生化系統(tǒng)沖擊較大［2］；（3）最終出水水質(zhì)指標(biāo)波動(dòng)較大，時(shí)有超標(biāo)情況發(fā)生。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)

2.2 改造后工藝流程

污水站改造項(xiàng)主要包括：（1）溶氣氣浮機(jī)增設(shè)泥斗，強(qiáng)化排泥，提高高濃度廢水預(yù)處理效果［3］；（2）擴(kuò)大高濃度調(diào)節(jié)池容積，HRT 延長(zhǎng)至48 h，穩(wěn)定水質(zhì)水量；（3）改造原水解池為微氧水解酸化池，強(qiáng)化池內(nèi)水力條件，改善水解效果，減少臭氣排放［4］；（4）改造原生化系統(tǒng)為高、低負(fù)荷兩段，兩段相互獨(dú)立，COD負(fù)荷可根據(jù)需求各自調(diào)整；（5）生化系統(tǒng)間可互相補(bǔ)充污泥，保證污泥活性。改造后的工藝流程見圖1。

圖1 改造后工藝流程

2.3 調(diào)試不利工況與有利條件

不利工況：（1）調(diào)試開始距高濃度廢水恢復(fù)排放僅剩一周，保證出水達(dá)標(biāo)壓力大；（2）調(diào)試期間低濃度廢水持續(xù)排放，需保證其達(dá)標(biāo)排放；（3）調(diào)試與改造收尾工作交叉進(jìn)行，突發(fā)事件頻繁。

有利條件：（1）原運(yùn)行臺(tái)賬提供大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)供調(diào)試參考；（2）留存有原剩余污泥作為接種菌種，縮短調(diào)試時(shí)間；（3）現(xiàn)有1 000 m3事故池可作為暫存池使用。

3 調(diào)試組織方案設(shè)計(jì)

3.1 調(diào)試前提條件與準(zhǔn)備工作

改造工程調(diào)試前需具備：（1）主體工藝改造基本完畢，相關(guān)管道改造完畢，水泵、風(fēng)機(jī)單機(jī)調(diào)試完畢；（2）將溶氣氣浮池作為低濃度廢水應(yīng)急處理裝置，臨時(shí)管線連接完畢。

調(diào)試開始前準(zhǔn)備工作：（1）掌握進(jìn)水水質(zhì)水量規(guī)律，預(yù)判水質(zhì)水量對(duì)污泥生長(zhǎng)的影響；（2）確認(rèn)改造前剩余污泥存量與活性，采購(gòu)?fù)庠次勰啵唬?）外源碳源、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等準(zhǔn)備充分，本項(xiàng)目?jī)?chǔ)有950 m3高濃度廢水、80%乙醇碳源、磷酸二氫銨等；（4）確認(rèn)生產(chǎn)排產(chǎn)情況，完成調(diào)試方案、應(yīng)急方案。

3.2 具體調(diào)試方案

首先，將生化系統(tǒng)劃分為兩段，即“微氧水解酸化池＋高負(fù)荷好氧池＋中沉池”為前段，通過留存的高濃度廢水和原剩余污泥培養(yǎng)適配高濃度廢水的活性污泥；“低負(fù)荷好氧池＋二沉池”為后段，通過原剩余污泥接種外源污泥同步培養(yǎng)污泥。兩段系統(tǒng)相互獨(dú)立，同時(shí)悶曝縮短培養(yǎng)污泥時(shí)間。其次，以高濃度廢水進(jìn)水為時(shí)間節(jié)點(diǎn)安排工作，當(dāng)進(jìn)度落后時(shí)，及時(shí)采取應(yīng)急措施，保證目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。具體調(diào)試方案見表2。

表2 調(diào)試方案

4 實(shí)際調(diào)試效果

4.1 調(diào)試期污泥生長(zhǎng)情況

由于低濃度廢水通過預(yù)處理可較穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，改造調(diào)試圍繞提高系統(tǒng)污泥濃度與水質(zhì)耐沖擊性展開。按調(diào)試計(jì)劃，－7～0 d 進(jìn)行悶曝，以微氧水解酸化池為培養(yǎng)池，逐步培養(yǎng)污泥輸送至前段生化池內(nèi)，后段生化池采用原剩余污泥接種外源生活污水廠污泥進(jìn)一步培養(yǎng)。悶曝期污泥生長(zhǎng)情況見圖2a。

圖2 調(diào)試期污泥生長(zhǎng)情況

由圖2a 可見，前段污泥SV 增長(zhǎng)速度較快，由于高濃度廢水被稀釋，生物毒性降低，可生化性較好，當(dāng)COD 負(fù)荷達(dá)到1 000 kg/d 左右后，前段污泥SV增長(zhǎng)進(jìn)入穩(wěn)定期，鏡檢顯示污泥活性較好，考慮是前段F/M 限制了污泥SV 增長(zhǎng)速度；后段污泥SV 則平緩穩(wěn)定增長(zhǎng)。悶曝結(jié)束時(shí)全部生化池SV 均達(dá)到25%左右，符合調(diào)試計(jì)劃預(yù)期。為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定，高濃度廢水進(jìn)水后的1～7 d 低濃度廢水仍通過預(yù)處理后達(dá)標(biāo)排放，高濃度廢水按排放量70%進(jìn)入生化系統(tǒng)，并隨流程向后推流，污泥生長(zhǎng)情況見圖2b。

由圖2b 可見，高濃度廢水進(jìn)水后，前段污泥量有小幅下降，即高濃度廢水對(duì)污泥有一定沖擊，但3 d后污泥量開始穩(wěn)步上升，且速度較快，即采用高濃度廢水和原污泥培養(yǎng)前段污泥能夠較好地適配進(jìn)水水質(zhì)，實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)。同樣的，后段污泥量也有所下降，且近一周污泥量都沒有明顯上升，雖然前段已經(jīng)將進(jìn)水COD 稀釋及降解，但通過外源污泥培養(yǎng)的生化系統(tǒng)還是需要更長(zhǎng)的時(shí)間適應(yīng)水質(zhì)變化。高濃度廢水進(jìn)水7 d 后，系統(tǒng)較為穩(wěn)定，污泥量充足，按照調(diào)試計(jì)劃，整個(gè)系統(tǒng)開始正常進(jìn)水，全部高濃度廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池均質(zhì)均量與低濃度廢水混合均勻后進(jìn)入生化系統(tǒng)。從第8 天開始，隨著進(jìn)水COD 負(fù)荷的提高，前段污泥突然大量增殖，微氧水解酸化池污泥更是生長(zhǎng)迅速，SV 由8 d 的60%突然增長(zhǎng)到9 d 的90%，微氧水解酸化池、高負(fù)荷好氧池1＃污泥顏色變黑，前段池體內(nèi)產(chǎn)生大量泡沫。考慮到改造工程污泥脫水段仍需4 d 可改造完畢，此時(shí)立即降低進(jìn)水COD負(fù)荷，排放前段污泥至生化污泥儲(chǔ)池。12 d 系統(tǒng)內(nèi)污泥量有所控制，但13 d 污泥仍大量增長(zhǎng)，后段污泥量亦增長(zhǎng)迅速，14 d 再次降低進(jìn)水COD 負(fù)荷，排放系統(tǒng)污泥并開始污泥脫水，污泥量得到控制。

4.2 調(diào)試期COD 去除情況

高濃度廢水進(jìn)水后，各生化池COD 濃度見圖3。由圖3 可見，1～3 d 前段生化池內(nèi)COD 濃度波動(dòng)較大，3 d 后逐步穩(wěn)定，隨著污泥增殖，出水COD 濃度從近300 mg/L 逐步降低至150 mg/L 以下。當(dāng)8 d低濃度廢水開始進(jìn)入系統(tǒng)后，水量增大，進(jìn)水COD濃度被稀釋，發(fā)生前段污泥量爆增和COD 濃度波動(dòng)現(xiàn)象，一方面考慮COD 濃度降低對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊，另一方面水量大，污泥量大，中沉池沉降不足，導(dǎo)致前段污泥向后段跑泥，圖2b 中8～11 d 的SV 變化同樣顯示了這一跡象。但隨著池內(nèi)污泥排放，調(diào)整污泥濃度后，處理效果又趨于平穩(wěn)，出水COD 濃度基本穩(wěn)定在150 mg/L 以下。

圖3 高濃度廢水進(jìn)水后各池COD 去除情況

當(dāng)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定排泥后，各池處理效果見圖4。由圖4 可見，由于進(jìn)水可生化性較高，微氧水解酸化池平均COD 去除率達(dá)到了56%左右，污泥濃度宜控制在4 000～6 000 mg/L，既能耐受較大的水質(zhì)波動(dòng)，又能通過適量適時(shí)排泥，避免污泥自身水解，去除更多COD 負(fù)荷，微氧水解酸化池COD 污泥負(fù)荷為0.85 kgCOD/（kgMLSS·d）。微氧水解酸化出水再經(jīng)高負(fù)荷好氧池及中沉池處理后，COD 濃度基本穩(wěn)定在500 mg/L 左右，高負(fù)荷好氧池污泥濃度宜控制在4 000～5 000 mg/L，COD 污泥負(fù)荷為0.33 kgCOD/（kgMLSS·d）。低負(fù)荷好氧池污泥濃度宜控制在2 500～3 000 mg/L，COD 污泥負(fù)荷為0.046 kgCOD/（kgMLSS·d），最終二沉池出水COD 濃度基本穩(wěn)定在150 mg/L 左右。

圖4 穩(wěn)定后各池COD 去除情況

5 結(jié)論

改造工程調(diào)試工況往往較新建工程復(fù)雜，時(shí)間也更加緊迫，必須掌握進(jìn)水特點(diǎn)，合理利用有利條件，編制可行的調(diào)試方案，利用原剩余污泥作為接種污泥，縮短調(diào)試啟動(dòng)時(shí)間。

某制藥企業(yè)污水站改造調(diào)試即通過上述手段分段培養(yǎng)污泥，加強(qiáng)前段生化系統(tǒng)對(duì)高濃度廢水的適應(yīng)性，同時(shí)培養(yǎng)后段生化系統(tǒng)污泥，最大程度增加污泥量，縮短調(diào)試時(shí)間，7 d 悶曝后，前后兩段生化系統(tǒng)池內(nèi)SV 均達(dá)到25%以上，具備進(jìn)水條件。高濃度廢水進(jìn)水后，前段生化系統(tǒng)顯示較強(qiáng)的適應(yīng)性，3 d 后污泥開始恢復(fù)增殖，7 d 后前段SV 達(dá)到了60%左右，后段生化系統(tǒng)SV 穩(wěn)定至20%，后續(xù)系統(tǒng)穩(wěn)定排泥后，污泥量維持在合理水平，COD 出水濃度逐步穩(wěn)定低于150 mg/L，實(shí)現(xiàn)21 d 調(diào)試完成，期間保證達(dá)標(biāo)出水。