電廠循環冷卻排污水達標外排處理試驗研究

肖 艷

(中煤科工集團杭州研究院有限公司，浙江 杭州 311201)

0 引 言

1 試驗裝置與方法

1.1 試驗水質

浙江某電廠循環冷卻排污水水量為8 000 m3/d，外排要求滿足《城鎮污水處理廠主要水污染物排放標準》(DB 33/2169—2018)要求，原水水質及目標水質見表1。

表1 原水水質及目標水質

1.2 試驗流程

圖1 試驗工藝流程Fig.1 Process flow chart of experiments

1.3 試驗裝置

試驗裝置處理水量8 000 m3/d。SBOT采用2組，每組6格，總有效容積1 500 m3，水力停留時間4.5 h，SBOT內采用穿孔管鼓風曝氣，載體為大孔隙高分子聚合物，型號De-CNitrogen，生物載體填充率為45%。澄清池2組，直徑12.0 m，澄清池上升流速1.93 m3/(m2·h)。濾池2組，濾料為石英砂、無煙煤雙層濾料，厚700 mm，正常濾速8.2 m/h，臭氧氧化塔2組，活性炭濾池2組，炭層厚度2 m，濾速6.8 m/h。試驗從2020年9月3日開始，至2020年10月2日結束。

1.4 試驗與分析方法

1.4.1 試驗方法

(1)SBOT運行

試驗初期，先將SBOT池注滿水，投加SBOT專用菌種300 kg，悶曝3天，進水量調至1/3，每天投加菌種100 kg，3天后，進水量調至2/3，每天投加菌種50 kg，3天后，進水量調至滿負荷。保持池內溶解氧2～4 mg/L，氨氮負荷為0.27 kg/(m3·d)，為使老化生物膜快速脫落，定期間歇加大曝氣量。

(2)澄清池運行

根據燒杯試驗選取了除磷效果較好的聚合硫酸鋁鐵(PAFS)為混凝劑，投加量為35 mg/L，聚丙烯酰胺(PAM)為助凝劑，投加量為0.2 mg/L，運行至反應室污泥沉降比為30%時開始排泥，運行初期藥劑投加量增加0.5～1.0倍，穩定后逐步降低藥劑量，排泥間隔時間為2 h，每次排泥時長為3～5 min。

(3)濾池運行

通過間歇定時對濾池出水檢測，最終確定反沖洗強度為14.5 L/(s·m2)。

(4)臭氧-活性炭過濾運行

臭氧接觸時間30 min，臭氧投加量55 mg/L，活性炭濾池設氣水反沖洗，氣沖洗強度15 L/(s·m2)，水反沖洗強度8.0 L/(s·m2)。

1.4.2 分析方法

2 結果與討論

2.1 對CODCr的去除效果

試驗分別考察了SBOT、臭氧及活性炭過濾單元對CODCr的去除效果，見圖2。

圖2 對CODCr的去除效果Fig.2 Removal effect of CODCr

從圖2可見，SBOT單元出水CODCr最大值35.4 mg/L，最小值22.1 mg/L，平均值28.1 mg/L，平均去除率64.4%。臭氧氧化-活性炭過濾單元出水CODCr最大值12.9 mg/L，最小值7.6 mg/L，平均值10.8 mg/L，平均去除率21.9%。CODCr總體最大去除率87.4%，最小去除率84.7%，平均去除率86.3%。該污水水源為城市中水，城市污水處理廠生化處理后，CODCr多為難降解有機物，經測定B/C小于0.3，可生化性差，SBOT單元進水端的厭氧區以及池內多孔生物載體內部的厭氧環境為大分子有機物降解提供了有利條件。SBOT單元末端出現少量玫瑰旋輪蟲，說明單元內具有活性污泥的生理特性。臭氧氧化利用過程產物羥基自由基進一步降解有機物，活性炭對有機物的去除開始以物理吸附為主，運行一段時間，碳層表面形成一層生物膜，發生生物降解反應，活性炭濾池具有生物降解功能[16]。

2.2 對的去除效果

圖3 對的去除效果

2.3 對TN的去除效果

對TN的去除效果見圖4。

圖4 對TN的去除效果Fig.4 Removal effect of TN

從圖4可見，SBOT單元出水TN最大為8.8 mg/L，最小為6.2 mg/L，平均為7.7 mg/L。TN最大去除率為81.5%，最小為75.1%，平均為75.7%。TN的去除效果與C/N、回流比、pH密切相關。SBOT單元結合了生物膜法和活性污泥法兩者特性，池內水流切割氣泡運動，氧利用率高，生物載體固定微生物后形成流化狀態，微生物量可達10～20 g/L，單個生物載體(7.5 cm×7.5 cm×7.5 cm)由內到外依次形成厭氧、缺氧、好氧的微環境，形成上萬個短程硝化反硝化及厭氧氨氧化微單元，在低C/N(2.0左右)條件下仍具備較好的脫氮效果。

2.4 對TP的去除效果

對TP的去除效果見圖5。

從圖5可見，SBOT出水TP最大為0.94 mg/L，最小為0.52 mg/L，平均為0.78 mg/L，過濾出水TP最大為0.21 mg/L，最小為0.08 mg/L，平均為0.15 mg/L，TP去除率最大為95.5%，最小為86.0%，平均為91.2%。TP的去除主要依靠生化和化學作用，僅依靠生化作用無法滿足外排要求，需要輔助化學除磷[17]，澄清單元投加的聚合鋁鐵水解產生氫氧化鐵，氫氧化鐵凝膠團吸附磷酸根，生成FePO4、Fe2.5PO4(OH)4.5等難溶化合物[18]。

2.5 對SS的去除效果

對SS的去除效果見圖6。從圖6可見，SBOT單元出水SS最大為18.2 mg/L，最小為14.3 mg/L，平均為16.3 mg/L。過濾出水SS最大為2.4 mg/L，最小為0.5 mg/L，平均為1.7 mg/L。SS去除率最大為97.6%，最小為89.1%，平均為91.9%。SS主要為老化脫落的生物膜及部分無機污泥顆粒，少部分通過底部排泥管排走，大部分在澄清單元混凝沉淀去除，殘余少部分膠體物過濾去除。

3 結 論

(2)SBOT工藝對難降解、低碳源污水具有較好的處理效果，水力停留時間4.5 h，溶解氧3.0 mg/L，生物載體填充率45%。CODCr平均去除率64.4%，氨氮平均去除率97.2%，TN平均去除率75.7%，TP平均去除率54.7%。較傳統生化工藝，具有水力停留時間短、占地面積省、能耗低、不需要投加碳源、運行成本低的優點。

(3)澄清單元上升流速1.93 m3/(m2·h)，聚合硫酸鋁鐵(PAFS)投加量為35 mg/L，聚丙烯酰胺(PAM)投加量為0.2 mg/L，濾池濾速8.2 m/h，可有效去除水中TP和SS，具有運行管理簡單、出水穩定的優點。

(4)臭氧氧化、活性炭吸附可進一步去除難降解有機物，臭氧投加量55 mg/L，接觸時間30 min，活性炭濾速6.8 m/h，CODCr去除率21.9%，隨著運行時間的延長，活性炭逐步發揮了生物活性炭過濾的作用。