臺州市一體化污水處理設備自動循環系統某精細化工企業,年產3萬t配方型水質穩定劑,生產方式為間歇式小批量生產,每生產一反應釜化學品后,都需對反應釜進行清洗,清洗污水水量每天18~22m3。原主要以有機聚合物一類的產品為主,其生化性較好。企業采用調節池-厭氧-好氧生化處理-沉淀處理的短流程處理工藝,自建有污水處理設施,出水滿足園區接受標準DB12/356-2008(COD≤500mg•L-1,NH3-N≤35mg.L-1,總磷≤3mg•L-1)。隨著企業業務發展,開始生產殺生劑和消毒劑,且產量逐年增加,其中含異噻唑啉酮衍生物的殺生劑占比達40%以上。為解決殺生劑污水對生化處理系統的嚴重沖擊,經過研究,在原有污水處理工藝的基礎上,采用微波裝置對殺生劑污水進行預處理,再進入原污水處理設施。經過微波法預處理,降低了殺生劑污水中殺生劑的活性物組分含量,消除了殺生劑對生化處理系統的影響,可生化性提升。經改造,污水處理設施運行穩定,出水優于園區接受標準。
1、污水處理設施存在的問題及原因分析
1.1 污水處理設施存在的問題
1.1.1 現有污水處理設施工藝流程
為處理生產污水(污水水量每天18~22m3),企業采用污水調節罐-厭氧池-好氧池-沉淀池處理工藝自建有污水處理設施。
污水處理工藝流程中,生產污水進入污水調節罐,用NaOH或H2SO4調節pH至7.5~8.2后,泵入厭氧池進行厭氧生物處理,經厭氧充分生化處理后的出水泵入好氧池,進行好氧生物處理。經生化處理的出水進入沉淀池,通過投加PAC進行化學除磷,根據出水磷酸鹽殘留濃度調節加入量,出水達到園區接受標準后進入清水罐,沉淀池污泥用板框壓濾機脫水后,干泥外送處理,壓濾機濾液泵回污水儲水罐。
1.1.2 現有污水處理設施出現的問題
2017年開始,污水處理設施出現運行不穩定,好氧池表面經常出現大量懸浮污泥,液面浮渣疏松稀薄,顏色灰暗。出水COD、NH3-N、總磷頻繁超標。
污泥沉降比SV為8%,顯示其沉降性不好,微生物處理能力不足,出水水質惡化,COD峰值880mg•L-1,NH3-N峰值59mg•L-1總磷峰值4.5mg•L-1,嚴重超標導致無法外排。
1.2 原因分析
根據污水處理設施運行狀況及生化處理系統運行參數情況,經調研,2017年前后生產狀況的變化,2017年初企業在生產聚合物的基礎上,開始增加生產異噻唑啉酮衍生物為主的殺生劑和消毒劑,生產污水中開始含有較高濃度的異噻唑啉酮衍生物成分。初步判斷殺生劑是導致污水處理系統無法正常運行的主要原因。因此,對聚合物生產污水、殺生劑生產污水和混合污水中的殺生劑含量及可生化性進行分析,并將殺生劑生產污水隔離,只將聚合物生產污水進入污水處理系統進行處理,以確定上述判斷。
殺生劑生產污水中殺生劑活性組分2-甲基4-異噻唑啉-3-酮(MI)和5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮(CMI)含量達19~21mg•L-1;有機聚合物生產污水中不含有殺生劑成分;混合污水中殺生劑活性物含量<0.5mg•L-1時,污水處理系統出水水質可以穩定達到綜合排放標準三級,滿足園區污水接受標準。
經水質分析及單獨對聚合物生產污水進行處理,可以斷定,殺生劑的高濃度進入是導致污水處理系統無法運行的主要原因。殺生劑短時間大量進入污水處理設施,殺滅了污水處理微生物,使生化處理系統失活,最終導致污水處理系統無法正常運行。
2、實驗部分
2.1 實驗方法
臺州市一體化污水處理設備自動循環系統以殺生劑生產污水為研究對象,采用微波處理小型實驗裝置進行處理,檢測實驗前后水中的活性物含量變化,確定出對殺生劑消解的條件。并在此條件下對三種污水實驗前后的可生化性變化進行實驗研究。
處理效果用消解后活性物含量表征。活性物含量測試按HG/T3657-2008標準進行測定。
可生化性用BOD5/CODcr表征,CODcr測試按哈希USEPA消解比色法,BOD5,測試按哈希稀釋水法。
2.2 儀器和試劑
實驗用儀器:微波實驗裝置(喬躍JOYN-J1-3);電子天平(METTLERAL204-1);取液器(大龍,100-1000UML);滴定管;pH計(METTLERFE28);消解反應器(HACHDRB200);水質分析儀(HACHDR900);BOD分析儀(哈希B729);BOD培養箱(HACH205);溶解氧測試儀(HACHHQ30D)。
實驗用試劑:標準滴定溶液(0.1mol•L-1);亞硫酸氫鈉溶液(0.5mol•L-1);碘溶液:(0.12mol•L-1);可溶性淀粉溶液(10g•L-1);NaOH溶液(0.5mol•L-1);H2SO4溶液(0.5mol•L-1);哈希COD消解試劑管;BOD營養鹽緩沖劑粉枕包;BOD細菌培養液(多菌種)。