生化處理冷軋廢水運行方式的研究與應用

霍俊梅

(河鋼股份有限公司唐山分公司，河北唐山 063000）

引言

冷軋廢水是鋼鐵企業較難處理的廢水之一。由于冷軋包含酸軋、連退、鍍鋅等過程，生產線多，生產工藝復雜，工藝產生廢水排放量大，排放點多，廢水中含有大量的酸、堿、油等雜質，排放的廢水具有分子量較小、COD 含量非常高、可生化性非常差的特點，對廢水生化處理帶來了很大的困難[1]。由于利用這兩項技術共同處理的案例很少，對于運行操作、參數設置等方面可參考的經驗非常少，在運行過程中，出現了污泥老化，降解有機物效果降低等問題，這使得系統運行不穩定[2]。如果污泥持續老化，為了保證外排水質達標，必須進行活性污泥的重新馴化，馴化期間只能單池運行，含堿廢水處理系統產水量將較少，相應的能夠處理的水量也會減少，影響生產。

采用對比試驗法，探索唐山高強汽車板公司生化系統穩定運行的方法，保證外排水質達標，不再重新馴化污泥，使生化系統穩定運行[3，4]。對間歇性曝氣方法進行試驗。生化處理系統有機物去除率達到90%以上。

1 工藝概況

唐山高強汽車板公司生化系統工藝見圖1。由缺氧池+好氧池+MBR 膜組件組成，系統設計處理水量為100 m3/h，處理水包含經過預處理的濃油/乳化液（10 m3/h）、平整液（6 m3/h）、和稀堿（84 m3/h）。主要用于去除溶解性COD及氨氮。

2 試驗

2.1 設計方案

缺氧池由池體、填料、曝氣攪拌系統三部分組成。分為二池，每池尺寸為（13×11.1×6.0）m3，有效水深5.5 m?？傆行莘e為1600m3，停留時間為10 h。

圖1 唐山高強汽車板公司生化系統工藝圖

好氧池利用膜組件進行固液分離，將全部微生物截留在反應池內，與廢水中殘留的有機物進行生化反應，分為二池，每池尺寸為(23.0×11.1×6.0)m3，有效水深5.5 m，總有效容積為2800 m3，停留時間為17.5 h。膜組件每池16組，每組200片，單張平板膜有效膜面積150 dm2，膜通量10～15 L/m2·h。

2.2 試驗分析

統計2018 年1～12 月份COD 月平均去除率，去除率呈現下降趨勢，如圖2 所示，并出現以下情況：

（1）溶解氧居高不下；

（2）A/O池均出現黃白色泡沫；

（3）沉降比上層清液渾濁；

（4）在池壁出現厭氧泥掛壁現象。

圖2 2018年月平均COD去除率

由此分析，活性污泥正在呈現老化趨勢，為了保證系統穩定運行，尋找生化系統老化原因。2019年以來，生化進水COD 值變化越來越大，不穩定性越來越高，對于生化系統的沖擊負荷增加。圖3 為2018年及2019年的生化系統進水COD值對比。

圖3 生化系統進水COD對比（COD單位mg/L）

根據系統設計流量及來水流量分析，生化系統進水流量小，COD 變化大，不間斷的曝氣會使活性污泥過氧化，發生污泥膨脹，失去活性[5]。對此，以兩池采用不同的運行方式進行試驗，觀察COD 去除情況。

（1）保證試驗環境一致，營養物C:N:P=100:5:1，pH=6～9，DO=2～4 mg/L，T=25～30 ℃，A池采用間斷性曝氣方式，B 池一直保持曝氣狀態。試驗數據如表1。

經過試驗，A池去除COD效果稍好于B池，現場觀察A 池出現泡沫現象已明顯好轉，觀察生化沉降比上清液，A池較B池更為清澈，但COD去除效果并沒有達到之前的最佳效果。

增加COD 去除率，相當于使廢水中的有機物在生化系統中能夠充分分解，增加廢水停留在生化系統的時間，對此，再次進行試驗。

表1 A、B池曝氣試驗數據一覽表

（2）保證試驗環境一致，營養物C:N:P=100:5:1，pH=6～9，DO=2～4 mg/L，T=25～30 ℃，A 池、B 池均采用間斷性曝氣方式，A 池間斷性曝氣后，將O 段水回流至A段，增加水力停留時間。試驗數據如表2。

表2 A、B池間斷性曝氣試驗數據一覽表

經過試驗，增加廢水在生化系統中的水力停留時間有利于有機物充分氧化，提高了生化系統去除COD能力[6]。

3 實施效果

2019 年生化系統去除有機物能力變化，如表3所示。

表3 2019年生化系統去除率統計

采用間歇曝氣的方式，風機運行時間減少，節省電費：72×365×0.56=1.47萬元/年；

若污泥老化現象持續，需要對活性污泥進行重新馴化，馴化過程需用藥劑葡萄糖約1t，尿素0.2 t，磷鹽0.04 t，藥劑費用總計：(1×5 200+0.2×5 900+0.04×6 200)/10 000=0.66萬元；

在馴化期間，需要將老化的污泥大量排出，單池約排1 000 m3，需要10 天排泥，5 天壓泥，人工至少需10 人，兩池排泥工作量約30 天，費用約為9 600×10/10 000=9.6萬元；

污泥馴化期間，為了保證水質達標排放，可處理水量相對減少，唐山高強汽車板相應產生含堿廢水的產線至少有一條產線排產量要減少，按平均排產量最少的產線每月外售減少1/15 的產量計算，損失約為：10 000×1/15×4 500/10 000=300萬元。

綜上所述，對廢水生化處理系統運行方式的優化，每年創效約為：1.47+0.66+9.6+300=311.73萬元。

4 結束語

經過本次課題研究，解決了 污泥老化問題，正式投入使用后，使生化系統去除率穩定在92%以上，避免了重新馴化污泥造成的成本費、人工費以及對生產產水的影響，同時也避免了對高強汽車板公司產線的影響。提高了生化處理系統降解有機物能力，使生化處理系統更加穩定運行，節省了馴化污泥的費用，避免了對生產的影響，保證出水達標排放。