蘇州堿一體化廢水處理設施創新為魂

　近些年，污水處理技術得到了進一步發展，污水的能源回收可以保障污水質量。厭氧生物技術不僅可以實現污水凈化，還可以產生大量高熱值沼氣能源，在污水處理方面得到了廣泛的應用。但是在現階段，諸如甲烷產率低，反應器操作不穩定以及難以滿足出水水質排放標準等問題，需要進一步進行解決并完善。

　　1、厭氧膜生物反應器的工藝操作效果及影響因素

　　1.1 厭氧膜生物反應器的典型工藝

　　通過分離厭氧反應器和膜形成厭氧膜生物反應器。有四種常用的厭氧反應器：分別是混合的厭氧反應器，厭氧流化床、上流式厭氧污泥床和厭氧污泥膨脹床反應器。混合厭氧反應器與膜生物反應器結合，操作較為簡單，成本低，使用廣泛，但有著較差的出水質量，造成的膜污染會比較嚴重。相比之下，混合厭氧反應器與膜生物反應器結合、上流式厭氧污泥床與膜生物反應器結合這兩種形式，具有污泥顆粒較大，膜污染較少等特點，有機工業廢水濃度高，處理應用程序的潛力很大。厭氧污泥膨脹床反應器與膜生物反應器結合，以及厭氧流化床與膜生物反應器結合，這兩種形式由于添加載體而具有較低的懸浮污泥濃度，并且上清液中溶解的微生物產物含量低于混合的厭氧氧反應器與膜生物反應器結合形式，有著較低程度的膜污染。然而，由于載體膨脹所需的大量能量消耗，在設計反應器時選擇載體的類型和顆粒的尺寸對膜污染和操作成本具有重大影響

　　1.2 去除污染物

　　由于膜的保留，與常規厭氧過程相比，厭氧膜生物反應器在去除有機污染物以及固體懸浮固體方面具有很大的改進。不同厭氧膜生物反應器工藝，在對某些低濃度合成或者是高濃度有機廢水與城市實際廢水進行處理的操作條件和操作效果。當厭氧膜生物反應器對濃度低的城市污水進行處理時，有機負荷范圍為0.3～5.0kg氧氣需求/(m3•d)，需求氧氣的平均去除率約為80%，高達95%，固體懸浮物的去除率會有99%。當厭氧膜生物反應器對濃度高的有機廢水進行處理時，一般有機負荷高于5.0kg氧氣需求/(m3•d)，穩定運行期間反應器的氧氣去除率為80%～90%，達99%。高效的厭氧膜生物反應器在去除城市污水中的大多數痕量有機污染物，有著比較好的效果，如藥物，個人護理產品以及內分泌干擾物。Dutta、Monsalvo等人應用兩級厭氧流化床結合膜生物反應器與上流式厭氧污泥床結合膜生物反應器對城市污水進行處理，一些微量有機物達到90%以上的去除率，該機制包括厭氧生物降解，生物載體或者是顆粒污泥的吸附，以及膜保留。但是，厭氧膜生物反應器處理城市廢水中氮與磷的效果有限，需要通過后續工藝進一步去除或再循環。

　　1.3 影響因素

　　用于城市廢水處理的類型不同反應器的典型工藝參數，其中有污泥停留時間、有機負載、水力停留時間和溫度。厭氧膜生物反應器在污泥停留時間長的條件下操作(大于30d)，而類型不同的反應器水力停留時間范圍不同。全混合厭氧反應器結合膜生物反應器運行需要較長的水力停留時間較長(大于10h)；上流式厭氧污泥覆蓋結合膜生物反應器在水力停留時間通常是10h左右;厭氧流化床結合膜生物反應器具有最短的水力停留時間，可穩定運行，不超過8h。隨著水力停留時間的減少，污泥負荷將增加，這可能影響氧氣需求去除率，甲烷產率以及厭氧膜生物反應器的純度。然而，一些研究表明，水力停留時間的減少對流出物的需氧量幾乎沒有影響，這主要是因為膜的保留。在厭氧生物的降解過程中溫度會對其造成很大影響。在高溫下，微生物有較高活性，溫度降低，微生物就會隨之降低活性，水解速率也會因此降低，就會降低需氧量去除率以及甲烷產率。特別是當溫度降到15℃以下時，甲烷在水中的溶解度增加，導致甲烷回收率下降。然而，一些研究發現，長期低溫操作能夠改變厭氧生物反應器中的微生物結構，主導細菌是氫型產甲烷菌，可以實現穩定的甲烷產生。不只

1、鋼鐵生產企業外排水污水主要類型

　　通過對鋼鐵生產企業外排水來源進行分析，可將外排水污水分為以下三類：

　　1.1 鋼鐵生產工序產生的污水

　　這是污水的主要類型，即鋼鐵生產過程中產生的廢水，包括在燒結、焦化、以及冷軋、熱軋、連鑄過程中產生的廢水。這些廢水中泥沙、腐蝕產物、水垢等懸浮物和油脂含量，直接排放將會對環境產生很大的影響。

　　1.2 水制取過程中產生的污水

　　水制取過程中產生的污水指的是通過生產各環節的補充水過程進入企業循環水系統，進而被排放到污水中，成為污水的一部分。例如：脫鹽水、純水以及軟化水等，在這些水制取過程中主要生產的是濃鹽水。濃鹽水若是不加以處理而以直接模式排放，則會對附近河道水源產生影響，進而影響河道生態平衡。

　　1.3 系統排污水

　　系統排污水包括敞開式、密閉式的循環冷卻水系統，這部分污水往往阻垢劑、緩蝕劑、分散劑等還原性較強物質含量較高，需經過凈化處理后才能進行排放。

　　2、鋼鐵生產企業外排水污水處理工藝

　　由于鋼鐵生產企業原水為外排水，水中濁度及有機物含量較高，經加藥、混合反應、凝聚、沉淀及過濾后去除水中大部分的懸浮物及大顆粒的有機雜質，確保出水濁度≤3NTU，經凈化處理有機物的去除率約30-40%，為防止微生物的膨脹，凈水系統進水需投加殺菌劑。

　　鋼鐵生產企業外排水污水處理工藝：

　　2.1 格柵渠、篩網、漏網過濾懸浮物

　　鋼鐵生產企業外排水產生的廢水通過排水渠自流至格柵渠，經機械格柵截留柵渣、氧化鐵皮和粗大的懸浮物，可實現連續清渣的目的。截留的柵渣、氧化鐵皮和粗大懸浮物外運處置。

　　2.2 調節池降解

　　COD廢水經過格柵渠后自流至調節池，集水調節池內設置穿孔曝氣裝置，除具有調節水質水量的功能外，兼調節水溫和預曝氣的功能，有生化反應功能，可對廢水中COD有初步降解效果。

　　2.3 凝聚劑加藥裝置吸附小顆粒雜質

　　由于原水水中含有懸浮物、膠體及有機物等雜質，這些雜質往往帶有一定量的同性電荷，它們相互排斥，難以自動聚集成大顆粒，凝聚劑是長鏈的高分子聚合物，在水中可形成帶電荷的多功能基團，它具有壓縮膠體雙電層作用，同時對異性電荷起到中和的作用，而且每一個基團都可以吸附水中分散的懸浮物、有機物、膠體等小顆粒雜質，使其凝聚成大顆粒絮狀礬花，便于全自動凈水器沉淀及過濾去除。

蘇州堿一體化廢水處理設施創新為魂

　2.4 殺菌劑加藥殺藻

　　通過投加殺菌劑可防止凈水系統微生物的繁殖，防止凈水系統管道及濾料的阻塞，由于原水外排水受外界溫度的影響，有機物含量較高，特別是夏季水中具有大量的藻類物質，因此在系統中設置一套殺菌劑加藥裝置，用于凈水器前的殺藻，以保證凈水系統及后級處理設備能安全工作。

　　2.5 管道混合器

　　管道混合器設在凈水器進水母管上，用于加藥后藥液與進水充分混合，使原水及藥劑混合均勻。管道混合器的流速1-1.5m/S，混合器的設計按流量統一考慮，采用較低流速。藥劑的投加點設在混合器進水口前0.3米以外。

　　2.6 平流氣浮裝置

　　原水經溶氣泵閉路循環高速噴射入溶氣罐時，通過特殊裝置吸入空氣，在2~2.5kgf的壓力下(空壓機作用)，此時溶氣水壓力迅速恢復至常壓，釋放出的大量微氣泡吸附凝聚原水中懸浮雜質上，造成雜質整體比重小于原水的狀態，依靠微氣泡的浮力，使其上浮至水面，從而達到固液分離的目的，同時可以去除水中石油類污染物。

　　2.7 高效斜板沉淀池

　　斜管沉淀池采用乙丙共聚、玻璃鋼或聚氯乙烯蜂窩斜管，傾角為60°，斜長1m，內切圓直徑為35-50MM不等，根據水質可以改變內切圓直徑，以達到沉淀效果。可根據用戶要求或原廢水的試驗數據來設計加工斜管沉淀器，使用時一般都要投加混凝劑。適用于廣大農村、鄉鎮、農場、營房和中小企事業單位改善生活飲用水水質及小型廢/污水項目。

　　2.8 中間水池和凈水器凈水技術

　　高效斜板沉淀池出水自流進入中間水池，作為深度處理的過渡。此外，通過凈水器剩余污泥的循環回流，進行絮凝反應，使進水與污泥具有更大的接觸凝聚面積，提高污泥的凝聚效率，使原水中的小礬花凝聚成較大的礬花，為斜管沉降創造有利條件。

　　2.9 排放水池

　　排放水池設置在線pH儀和加硫酸系統，調節廢水pH，保證后續出水pH正常。廢水經處理后，部分處理水用于廠區雜用，剩余處理水達標排放。凈化水泵用于凈化水的提升，經提升后向后級系統供給凈化水。

考慮水力停留時間和溫度，甲烷回收率也受到進水需氧量和硫酸鹽比率的影響。為了將甲烷產率提高，可以對溫度和水力停留時間進行調整，進而減少進水硫酸鹽。

　　2、厭氧膜生物反應器的應用前景

　　在近幾年，很多研究證明了厭氧膜生物反應器工藝，在城市處理污水中的應用具有經濟性和可操作性。但是城市污水中的氮磷營養素未被有效去除，這就是厭氧膜生物反應器的在城市污水處理中應用的嚴重障礙。在這樣的情況下，研究人員嘗試將其他技術結合厭氧膜生物反應器，以達到去除和回收氮、磷的目的：

　　(1)結合厭氧氨氧化技術。

　　厭氧氨氧化技術把NO2-N當做電子受體，將污水中的氨氮氧直接化成氮氣。在低溫條件下，氨氮(大于80%)與總氮去除率(大于75%)更高，應用在污水脫氮方面有良好的潛力。

　　(2)結合光合自養技術。

　　厭氧膜生物反應器的出水含有很多氮和磷營養物，能夠成為光合生長微藻的基質，生物固氮因此實現，微藻也能作為能源再循環利用。

　　(3)結合生物電化學系統。

　　對氧氣需求進行去除時，通過生物電化學方法以無機沉淀的形式回收污水中的氮和磷，能夠用作農業肥料，去除氨氮效率會有83.4%。去除磷的效率約為52.4%。