接觸氧化池法在鞍鋼天鐵公司冷軋廢水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

王征傳

（天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司，天津 300000）

接觸氧化池法在鞍鋼天鐵公司冷軋廢水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

王征傳

（天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司，天津 300000）

簡要敘述了天津鞍鋼天鐵公司處理冷軋廢水的生產(chǎn)工藝，接觸氧化池在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題,通過提高廢水的預(yù)處理效果、對接觸氧化池進(jìn)行相應(yīng)的工藝改進(jìn)、調(diào)整工藝參數(shù)及運(yùn)行方式、加強(qiáng)對接觸氧化池的污泥指標(biāo)檢測等措施，提高了冷軋廢水生化處理效果，改善了出水水質(zhì)，使接觸氧化池法處理冷軋廢水達(dá)到設(shè)計要求，實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放。

接觸氧化池；冷軋廢水；水質(zhì)指標(biāo)；系統(tǒng)

1 引言

天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司的生產(chǎn)廢水包括含酸廢水，稀堿含油廢水、含油廢水及濕平整液廢水。其中稀堿含油廢水選用的是接觸氧化池法，而含油廢水和濕平整液廢水經(jīng)過相應(yīng)預(yù)處理后也混入稀堿含油廢水一起處理。處理系統(tǒng)共設(shè)4個接觸氧化池，設(shè)計處理能力為100m3/h，預(yù)處理裝置有兩級中和反應(yīng)池、絮凝池、氣浮池。接觸氧化池出水要求達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

該系統(tǒng)于2008年5月投入使用，隨著各條生產(chǎn)線的逐步投產(chǎn)并達(dá)產(chǎn)，各處生產(chǎn)廢水排入廢水處理站集中處理，在實(shí)際運(yùn)行過程中，接觸氧化池出水指標(biāo)不穩(wěn)定，時好時壞，沒有達(dá)到設(shè)計指標(biāo)。通過綜合的分析，找出了問題所在，對部分設(shè)施相應(yīng)改進(jìn)并對運(yùn)行控制指標(biāo)進(jìn)行合理調(diào)整合改進(jìn)，最終使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

2 冷軋廢水處理工藝參數(shù)及工藝流程

鞍鋼天鐵公司冷軋廢水處理系統(tǒng)的核心技術(shù)是接觸氧化池法，裝置功能是生產(chǎn)廢水通過池內(nèi)活性污泥進(jìn)行生化反應(yīng)，降低稀堿含油廢水中的油、COD、BOD。現(xiàn)場主要工藝設(shè)備配置比較緊湊。

2.1 設(shè)備設(shè)施

接觸氧化反應(yīng)池：4座，地上式鋼混結(jié)構(gòu)，每座尺寸5.5 m×22 m×5 m，內(nèi)有軟性填料、曝氣管、曝氣頭。接觸氧化池下設(shè)風(fēng)機(jī)房，裝有羅茨鼓風(fēng)機(jī)。

羅茨鼓風(fēng)機(jī)：3臺，2用1備，每臺參數(shù)Q=60m3/min，H=5.5 mH2O，配套消聲器、空氣過濾器、空氣冷卻器、彈性接頭及安全閥等，管網(wǎng)壓縮空氣作為備用氣源。

2.2 工藝流程

稀堿含油廢水與經(jīng)過處理的含油及平整液廢水在稀堿含油廢水調(diào)節(jié)池混合，再提升至一級中和池、一級中和池出水自流到二級中和池。中和池中投加酸、堿藥劑并加以曝氣處理。二級中和池出水進(jìn)入絮凝槽，在絮凝槽中投加助凝劑，提高沉淀效果，絮凝槽出水流入氣浮池去除沉淀物和浮渣，氣浮池出水進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)、降溫等處理。最后進(jìn)入接觸氧化池進(jìn)行生化處理，處理合格的水排放或再進(jìn)行深度處理。生產(chǎn)流程圖見圖1。

3 生產(chǎn)處理水質(zhì)分析及影響因素分析

冷軋廠產(chǎn)線的生產(chǎn)廢水成分復(fù)雜，總體特點(diǎn)是溫度高，含油量較高，鐵離子含量較高，COD較高。用普通生化方法處理較為困難。因此，設(shè)計選用了接觸氧化池法作為廢水處理的核心工藝。生產(chǎn)線機(jī)組排放廢水的水質(zhì)組成情況，見表1。

圖1 稀堿含油廢水生產(chǎn)處理工藝流程簡圖

表1 鞍鋼天鐵冷軋稀堿含油廢水水質(zhì)表

2008年5月投產(chǎn)，當(dāng)時只有酸軋線生產(chǎn)，廢水量較小，后來鍍鋅線、連退線陸續(xù)投產(chǎn)，全線生產(chǎn)時，廢水處理量較大，廢水站連續(xù)生產(chǎn)，并根據(jù)產(chǎn)線排水量確定每天廢水處理量，確保產(chǎn)線的正常排放不受影響。但在生產(chǎn)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，接觸氧化池出水水質(zhì)不穩(wěn)定，水質(zhì)指標(biāo)好時出水優(yōu)于1級排放標(biāo)準(zhǔn)，效果差時達(dá)不到2級排放標(biāo)準(zhǔn)。針對這種情況，廢水站技術(shù)人員進(jìn)行了長期跟蹤、認(rèn)真觀察和分析，發(fā)現(xiàn)了影響廢水處理效果的原因。

3.1 溫度的影響

由于接觸氧化池建在室外，運(yùn)行溫度受季節(jié)影響較大，冬季水溫偏低，只有0～5℃，夏季水溫較高，約為20～35℃，春、秋季節(jié)水溫約為20℃左右。溫度對接觸氧化池處理廢水影響顯著，當(dāng)溫度低于10℃時，廢水處理的水力負(fù)荷會明顯下降。冬季運(yùn)行溫度遠(yuǎn)低于13℃，接觸氧化池內(nèi)活性污泥的生物活性顯著降低，活性污泥的正常生長、繁殖過程受到抑制，表現(xiàn)為處理廢水能力下降，導(dǎo)致廢水處理效果不佳。

3.2 溶解氧D O的影響

接觸氧化池進(jìn)水方式為推流型，因此在接觸氧化池中，廢水從入口到出口整個長度方向上，各斷面廢水中，微生物的種類、數(shù)量、性質(zhì)也各不相同，因此，各處微生物正常生長所需條件就有差異，其供氧量也應(yīng)不同，進(jìn)口處廢水中BOD含量高，微生物數(shù)量多、活性強(qiáng)，所需溶解氧量就高，出口處廢水中BOD較低，微生物數(shù)量少、活性低，所需溶解氧量也低。但實(shí)際運(yùn)行中接觸氧化池的曝氣量是均勻分配的，這樣就造成了在污水進(jìn)口處溶解氧量不足，活性污泥處于缺氧狀況，而在污水出口處則溶解氧偏高，曝氣過量。每一處的活性污泥都沒有處于最理想的工作狀況，最后導(dǎo)致接觸氧化池整體廢水處理效果差。

3.3 微生物生長時期的影響

微生物的生長曲線可劃分為四個時期:適應(yīng)期；對數(shù)期；平衡期；衰老期。在微生物的不同生長時期，活性污泥處理污水的效果是不同的，平衡期和衰老期的處理效果為最好，由于在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，生產(chǎn)線產(chǎn)量波動較大，廢水排放量也經(jīng)常波動，排放量大時每天達(dá)700m3，廢水量少時每天只有100m3，這樣就造成接觸氧化池水力負(fù)荷波動大，水量大時污泥負(fù)荷高，微生物處于對數(shù)期，水量小時污泥負(fù)荷低，微生物處于衰老期，水量波動范圍大時，接觸氧化池抗水力沖擊能力低，造成污水處理效果不穩(wěn)定。

3.4 營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響

微生物的細(xì)胞組成物質(zhì)中碳和氮是最主要的，無機(jī)營養(yǎng)元素主要是磷。這三大營養(yǎng)要素的適當(dāng)比例一般認(rèn)為是 C∶N∶P=100∶5∶1 比較理想，實(shí)際運(yùn)行中由于產(chǎn)線排水量變化較大且各生產(chǎn)線廢水成分差異較大，因此廢水中營養(yǎng)元素的含量比例也在不斷變化，有時營養(yǎng)物投加不及時會造成微生物營養(yǎng)元素比例失當(dāng)，不利于活性污泥的生長，污水處理效果就不太好。

4 實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中的應(yīng)對措施

針對接觸氧化池處理廢水效果不佳問題的分析，對現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn)并對操作控制環(huán)節(jié)進(jìn)行了合理調(diào)整。

4.1 努力提高廢水的預(yù)處理效果

廢水預(yù)處理對接觸氧化池的最終處理效果影響很大，是需要控制的重要環(huán)節(jié)，預(yù)處理主要有酸堿中和、絮凝沉淀、氣浮三個步驟，酸堿中和反應(yīng)的結(jié)果會影響絮凝沉淀效果，絮凝沉淀效果好，可以有效降低廢水中的懸浮物指標(biāo)，并除去廢水中不易被生化法除掉的有機(jī)物和無機(jī)物顆粒，提高接觸氧化池處理效果。好的氣浮環(huán)節(jié)能很好地去除水中的油滴及輕質(zhì)浮渣，有利于后面的生化處理。調(diào)整溶氣罐內(nèi)壓縮空氣的壓力和溶氣水泵的出口壓力，使壓縮空氣充分溶于水中，在氣浮池底的釋放器出口排出，形成致密的細(xì)小氣泡，氣泡在上升過程中與油滴、輕質(zhì)小顆粒結(jié)合升至氣浮池表面，被刮渣機(jī)掛進(jìn)渣槽，氣浮處理效果好后的廢水能明顯改善其可生化性。做好廢水預(yù)處理工作能使接觸氧化池BOD的去除率達(dá)到90%以上。

4.2 對接觸氧化池進(jìn)行相應(yīng)的工藝改進(jìn)

為解決冬季運(yùn)行水溫過低的不利影響，在接觸氧化池內(nèi)靠近池壁處布置安裝了若干加熱蒸汽管道，每處設(shè)閥門單獨(dú)控制。冬季生產(chǎn)時，接觸氧化池內(nèi)水溫下降，低于10℃時打開蒸汽閥門給接觸氧化池加溫，調(diào)節(jié)好蒸汽流量，將水溫維持在15～20℃，使大部分污泥保持較強(qiáng)的活性，雖然靠近加熱蒸汽管附近局部水溫過高會引起一些活性污泥死亡，但其數(shù)量占整個接觸氧化池內(nèi)污泥總體的比重較小，不會影響接觸氧化池的整體處理效果。通過兩年時間的運(yùn)行結(jié)果證明，利用蒸汽加熱的方法使接觸氧化池內(nèi)保持適當(dāng)溫度，能夠保證在冬季運(yùn)行時活性污泥具有較高的活性，獲得較為理想的廢水處理效果。

4.3 調(diào)整工藝參數(shù)及運(yùn)行方式

接觸氧化池總的有效容積為1 600m3，實(shí)際生產(chǎn)時當(dāng)處理廢水量為100m3/d和700m3/d時，接觸氧化池實(shí)際容積負(fù)荷為 F=Q·L/V·T=（10.6～73.4）g/m3·d。

可以看出接觸氧化池實(shí)際運(yùn)行的污泥負(fù)荷較低。因此對生產(chǎn)操作進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整，即每次處理廢水前1 h開啟鼓風(fēng)機(jī)給接觸氧化池曝氣，恢復(fù)污泥活性，處理廢水結(jié)束后1 h停鼓風(fēng)機(jī)。這樣操作可以縮短接觸氧化池曝氣時間，通過控制曝氣時間來控制接觸氧化池內(nèi)活性污泥的生長曲線，使活性污泥總體處于平衡期和衰老期之間，提高廢水處理的效果。

另外，污泥回流比也是控制活性污泥生長曲線的一個重要途徑。其實(shí)質(zhì)是通過改變回流污泥量來控制活性污泥在接觸氧化池內(nèi)的停留時間，即控制活性污泥的泥齡。由于產(chǎn)線生產(chǎn)廢水量隨生產(chǎn)情況而經(jīng)常變化，污泥回流比也要隨著廢水量的變化而及時調(diào)整。實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)廢水處理量較高時，適當(dāng)提高污泥回流比；反之，采用較低的污泥回流比。這樣，即使廢水處理量經(jīng)常變化，也能通過調(diào)節(jié)運(yùn)行方式將活性污泥泥齡控制在一個較為固定且理想的范圍內(nèi)，對穩(wěn)定出水水質(zhì)有重要的作用。

針對觸氧化池內(nèi)不同部位廢水情況不同，活性污泥生化反應(yīng)條件狀況有差異，所需溶解氧量各不相同的問題。控制池內(nèi)各部位曝氣量以適應(yīng)池內(nèi)不同部位的不同要求，接觸氧化池前面進(jìn)水部位混合物濃度高，BOD含量高，因此將進(jìn)水段曝氣管進(jìn)氣閥門適當(dāng)開大，保持較高的曝氣量，溶解氧濃度實(shí)際控制在2～3 mg/L。在接觸氧化池中后段，隨著進(jìn)水中大部分有機(jī)物被活性污泥吸附，逐漸分解，混合物中有機(jī)物含量逐漸降低，BOD逐漸減少，在接觸氧化池中后段將曝氣管進(jìn)氣閥門開度減小，實(shí)際溶解氧含量一般控制在1～2 mg/L。這樣通過控制接觸氧化池內(nèi)不同部位曝氣量，滿足池內(nèi)不同部位活性污泥的正常需要，改善了廢水處理效果，這樣做同時還能有效降低風(fēng)機(jī)能耗。

4.4 加強(qiáng)對接觸氧化池的污泥指標(biāo)檢測

實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中要時常檢測廢水混合液中活性污泥營養(yǎng)物質(zhì)的含量，酸軋、鍍鋅、平整、連退生產(chǎn)線所排放的生產(chǎn)廢水其組成差異較大，生產(chǎn)廢水中碳、氮、磷等元素的含量也在不斷變化，經(jīng)常檢驗廢水中這些元素的含量情況，發(fā)現(xiàn)其不滿足活性污泥健康生長的要求時，及時投加相應(yīng)的營養(yǎng)物質(zhì)，使三種基本元素的含量始終穩(wěn)定在C:N:P=100:5:1，能很好地保持活性污泥分解有機(jī)物的能力，提高接觸氧化池的廢水處理效果。

通過上述工藝改進(jìn)和工藝參數(shù)的調(diào)整，經(jīng)過一段時間的運(yùn)行，接觸氧化池出水水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，表2是2012年每月平均日處理廢水量和出水含油、COD指標(biāo)情況，經(jīng)過工藝改進(jìn)以及調(diào)整運(yùn)行參數(shù)后，接觸氧化池處理冷軋廢水效果得到明顯改善，出水指標(biāo)日趨穩(wěn)定，見表2。

表2 鞍鋼天鐵冷軋稀堿含油廢水水質(zhì)表

5 結(jié)語

在接觸氧化池處理冷軋廢水的實(shí)際運(yùn)行中，通過對接觸氧化池的局部改進(jìn)并對各項控制指標(biāo)進(jìn)行靈活調(diào)整，使接觸氧化池內(nèi)活性污泥始終處于良好的生長狀況，保持較高的廢水處理能力，使接觸氧化池處理冷軋生產(chǎn)廢水效果理想，在5年的實(shí)際工作中，一直對上述生產(chǎn)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格控制，出現(xiàn)偏差及時調(diào)節(jié)，使接觸氧化池法處理冷軋廢水出水水質(zhì)穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計要求。

Application of Contact Oxidizing Tank Method to Cold Rolling Waste Water Treatment System at Angang Tiantie Company

WANG Zheng-chuan

(Tianjin Angang Tiantie Cold Rolling Sheet Company Limited,Tianjin 300000,China)

The author briefly describes the production process of cold rolling waste water treatment at

Tianjin Angang Tiantie Company and the problems occurring in the actual running process of contact oxidizing tank.Measures were taken as improving the pretreatment effect of waste water,making process modification on contact oxidizing tank,adjusting process parameters and running mode and enhancing inspection on tank sludge indices to improve the biochemical treatment effect of cold rolling waste water and supply water quality.The cold rolling waste water treatment at contact oxidizing tank reached the design requirement and water discharging complied with relevant standards.

contact oxidizing tank;cold rolling waste water;water quality indices;system

2013-02-05

2013-03-02

王征傳（1972—），男，天津人，工程師，主要從事水處理方面的研究工作。

（編輯 潘娜）