摘要：洛陽駿化生物科技有限公司150t/h終端污水處理裝置建設(shè)于2007 年，采用A/O生化處理工藝。為實現(xiàn)節(jié)能減排，降低消耗，企業(yè)提出將終端污水處理后作為企業(yè)一次水補充水（代替部分外調(diào)河水），實現(xiàn)中水回用，在現(xiàn)有污水生化處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加深度處理裝置。選用國內(nèi)先進的MBR膜生物反應(yīng)器，利用膜的抽吸作用來進行泥水分離，污泥膨脹不會影響MBR系統(tǒng)的正常運行和出水水質(zhì)。2014 年投入運行。經(jīng)過近幾年的實際運行，運行穩(wěn)定，廢水在線數(shù)據(jù)正常，取得了良好的環(huán)保效果。

關(guān)鍵詞：終端污水處理；加藥混凝氣浮；MBR膜；好氧池；缺氧池；硝化；反硝化

洛陽駿化生物科技有限公司（以下簡稱“洛陽駿化”）成立于2002 年，其前身為洛陽氮肥廠。現(xiàn)有終端污水處理裝置建設(shè)于2007 年，采用A/O生化處理工藝。其依據(jù)當時廠區(qū)生產(chǎn)情況而建設(shè)，設(shè)計處理能力為150t/h。根據(jù)洛陽駿化發(fā)展規(guī)劃以及節(jié)能減排、降低消耗的指導(dǎo)思想，企業(yè)提出將終端污水處理后作為企業(yè)一次水補充水（代替部分外調(diào)河水）。參照《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》（GB/T50335 ―2002 ）中再生利用相關(guān)水質(zhì)指標，現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)不足以滿足中水回用的要求，特別是懸浮物濃度、氨氮濃度指標的差距較大。因此，為實現(xiàn)中水回用，需要在現(xiàn)有污水生化處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加深度處理裝置。依據(jù)洛陽駿化發(fā)展規(guī)劃及終端污水處理系統(tǒng)運行經(jīng)驗，終端水處理系統(tǒng)改造工程設(shè)計規(guī)模為3000t/d。2013 年11 月底，完成中水回用改造、調(diào)試完成，2014 年投入運行。

1 改造項目布置

改造工程包括四大部分：一是新建1 座混凝氣浮池、1 座加藥間（混凝氣浮裝置放在加藥間的房頂平臺上），可布置在現(xiàn)有A池西側(cè)；二是新建1 座A2 池、1 座MBR池及1 座清水池，可布置在現(xiàn)有二沉池東側(cè)；三是新建1 套紫外線消毒裝置，可布置在清水池池壁上；四是新建1 座風(fēng)機房、1 座膜清洗加藥間，均在二沉池北側(cè)［1-2 ］。

2 新增污染防治設(shè)施

① 污水進水口在線監(jiān)測設(shè)備：增加進水COD、氨氮含量的在線監(jiān)測設(shè)備，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)進水超標問題，對調(diào)整后續(xù)處理設(shè)備的最佳運行狀態(tài)、降低系統(tǒng)電耗和藥劑加入量、提高系統(tǒng)抗沖擊能力至關(guān)重要。② 加藥混凝氣浮設(shè)備：去除廢水中的懸浮物及油類，減輕后續(xù)生化處理負荷，提高整個系統(tǒng)去除有機物、氨氮的效率。③MBR設(shè)備：進一步去除廢水中的有機污染物、氨氮，處理后的污水通過MBR膜過濾作用，使出水中SS指標大大降低，是實現(xiàn)中水回用的重要一步。④ 甲醇加藥系統(tǒng)：甲醇儲槽定期壓入甲醇，根據(jù)在線監(jiān)測到的進水COD、氨氮濃度，調(diào)節(jié)甲醇加入量，使系統(tǒng)的脫氮效果達到最大化。⑤ 燒堿加藥系統(tǒng)：燒堿儲槽定期壓入燒堿（液態(tài)），通過電動閥開啟度調(diào)節(jié)燒堿加入量，使得系統(tǒng)硝化效率最大化。⑥ 紫外線消毒系統(tǒng)：殺滅污水中的病原微生物，防止其對人類及畜禽的健康產(chǎn)生危害和對生態(tài)環(huán)境造成污染。

3 改造后工藝流程簡述

廠區(qū)污水經(jīng)收集后進入隔油池，去除大多數(shù)油分，進入初沉池，去除大多數(shù)沉砂等固體雜質(zhì)，之后進入細格柵、調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，再進入混凝氣浮池，進一步去除污水中油分及懸浮固體，降低后續(xù)生化處理設(shè)備的負荷。之后進入A1 池，在缺氧條件下進行反硝化反應(yīng)，把由O3 池回流污水中的硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣去除，污水由A1 池出來后按順序依次進入O1 、O2 、O3 池，去除有機碳、氨氮等污染物，在曝氣的條件下，把氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮，之后進入二沉池（改造為缺氧池）、A2 池、MBR膜池，進一步反硝化、硝化，并在MBR池中進行泥水分離，最后進行紫外線消毒，使出水達到中水回用標準。在A2 池中設(shè)置污泥泵，泵出口管路與MBR池污水回流管路分支管合在一起，使整個生化系統(tǒng)的剩余污泥由此管路進入污泥濃縮池。MBR池污水回流泵將MBR池內(nèi)高濃度污水回流到O1 池進口，從而實現(xiàn)整個生化系統(tǒng)污泥濃度的均一性，提高整個生化系統(tǒng)的效率。根據(jù)反硝化反應(yīng)的需要，反硝化池投加甲醇。硝化區(qū)主要用于去除有機碳和氨氮等污染物，為保證硝化菌的正常生長，系統(tǒng)中配備了風(fēng)機曝氣，同時投加NaOH補充硝化反應(yīng)消耗的堿度。膜區(qū)主要用于泥水分離，系統(tǒng)中采用中空纖維絲截留活性污泥，獲得高質(zhì)量的出水。生化處理出水用自吸泵抽出并輸送至回用水池回用或排放。氣浮池的浮渣和生化池的剩余污泥排入污泥濃縮池，用污泥離心脫水機脫水后泥餅外運。具體工藝流程如圖1 所示。

4 改造項目工藝選擇說明

4.1 預(yù)處理改造：混凝氣浮工藝

洛陽現(xiàn)有終端污水處理對廠區(qū)匯集污水，在進入生化階段的缺氧池之前，先期的預(yù)處理包括隔油池初步除油、沉淀池除泥沙、調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量。對于高COD、高氨氮、高含油量的污水來說，預(yù)處理過于簡單，污染物去除率低，造成后續(xù)生化處理負荷過大，出水水質(zhì)超標。特別是隔油工藝，僅僅依靠油滴與水的密度差產(chǎn)生上浮而進行油、水分離，油的去除率一般較低，出水仍含有大量的乳化油和附著在懸浮固體上的油分。隔油池一般有平流式隔油池和斜板式隔油池，前者可以去除的最小油滴直徑為100 ～150 μm，后者可去除的最小油滴直徑約為80 μm，所以隔油池只能去除可浮油（直徑大于100 μm）、部分細分散油（直徑10 ～100 μm），對于乳化油（直徑小于10 μm）、溶解油（直徑一般為納米級別）無法去除。改造工程在調(diào)節(jié)池后，加混凝氣浮工藝，調(diào)節(jié)池污水經(jīng)提升泵流入混凝池，首先在混凝的前段投加PAC，并通過攪拌機的快速攪拌對廢水中的油進行破乳、形成絮體架橋，捕捉水中的油和懸浮物；之后在混凝池后段投加PAM，并通過攪拌機的慢速攪拌形成粗大絮體以利于后續(xù)的氣浮處理。在混凝池中加藥PAC、PAM，在藥劑及攪拌的作用下，污水中懸浮物質(zhì)發(fā)生混凝，之后污水流入加壓溶氣氣浮池，氣浮池中的加壓溶解空氣經(jīng)布氣管道在水中形成微小氣泡。該微小氣泡與水中懸浮顆粒黏附，形成水-氣-顆粒三相混合體系，顆粒黏附上氣泡后，形成表觀密度小于水的漂浮絮體，絮體上浮至水面，形成浮渣被刮除，從而實現(xiàn)懸浮物質(zhì)及油的去除。氣浮法除油效果較好，增加該改造工藝后，污水的預(yù)處理程度大大提高，進入后續(xù)生化處理構(gòu)筑物的懸浮物質(zhì)及油含量大大減少。

4.2 生化處理改造：缺氧+MBR工藝

4.2.1MBR工藝簡介?！段鬯偕霉こ淘O(shè)計規(guī)范》（GB/T50335 ―2002 ）推薦的城市污水再生處理基本工藝中有二級處理、微孔過濾、消毒工藝，其中微孔過濾包括納濾、超濾、膜生物反應(yīng)器等。由于該項目水量較大，若選用納濾、超濾，則成本較高，故本項目選用MBR膜生物反應(yīng)器。MBR處理工藝是一種將膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機結(jié)合的新型水處理技術(shù)，它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機物截留住，省掉二沉池。膜-生物反應(yīng)器工藝通過膜的分離技術(shù)大大強化了生物反應(yīng)器的功能。首先通過活性污泥去除水中可降解的有機污染物，然后用膜將凈化后的水和活性污泥進行固液分離，所用膜為中空纖維膜，能夠截留活性污泥和絕大多數(shù)的懸浮物、微生物，出水水質(zhì)主要指標達到回用水要求。為了使得膜能夠長期穩(wěn)定使用，在中空絲膜的下方以一定強度的空氣對膜進行抖動，既為生物氧化供氧，又防止活性污泥附著在膜的表面造成膜污染。MBR工藝運行管理方便。傳統(tǒng)的好氧活性污泥處理工藝在高污泥負荷的情況下運行會出現(xiàn)污泥膨脹的現(xiàn)象，使污泥難以分離，導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運行、出水不達標。而MBR工藝是通過膜抽吸作用來進行泥水分離的，污泥膨脹不會影響MBR系統(tǒng)的正常運行和出水水質(zhì)。傳統(tǒng)的活性污泥工藝的活性污泥濃度一般在3000 ～5000mg/L，而MBR工藝的活性污泥濃度一般在8000 ～12000mg/L，且不需要生化沉淀池，故大大減少了占地面積和土建投資，其土建占地約為傳統(tǒng)工藝的1/3 。中空絲膜能夠截留幾乎所有微生物，尤其是針對難以沉淀的、增殖速度比較慢的微生物。因此，系統(tǒng)內(nèi)的生物相極大豐富，活性污泥馴化、增量的過程大大縮短，處理的深度和系統(tǒng)抗沖擊能力得以加強，處理水質(zhì)穩(wěn)定。MBR系統(tǒng)有利于增殖緩慢的硝化細菌的截留、生長和繁殖，系統(tǒng)硝化效率得以提高。膜分離污水中的大分子難降解成分在體積有限的生物反應(yīng)器內(nèi)有足夠的停留時間，大大提高了難降解有機物的降解效率。反應(yīng)器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡下運行，可以大大減少剩余污泥的排放。4.2.2 缺氧+MBR工藝。本次改造工程是在原A/O工藝基礎(chǔ)上再增加一個“A/O”工藝，即增加1 座缺氧池（A2 池）和1 座MBR池（一座兩池），從而加強脫氮效果。新增“A/O”工藝選用MBR池，從而在完成曝氣硝化的同時實現(xiàn)泥水分離。A/O工藝系統(tǒng)簡單，運行費低，占地小；以原污水中的含碳有機物和內(nèi)源代謝產(chǎn)物為碳源，節(jié)省了投加外碳源的費用；好氧池在后，可進一步去除有機物；缺氧池在先，由于反硝化消耗了部分碳源有機物，可減輕好氧池負荷；反硝化產(chǎn)生的堿度可補償硝化過程對堿度的消耗。故本改造工程在現(xiàn)有條件基礎(chǔ)上再增加一個“A/O”工藝，進一步去除氨氮、總氮，使出水達標。

5 新增設(shè)備情況新增設(shè)備情況

如表1 所示。

6 設(shè)計指標

設(shè)計的進水指標和出水指標分別如表2 和表3 所示。廢水處理后水質(zhì)達到《合成氨工業(yè)水污染物排放標準》（DB41/538 ―2016 ）要求。經(jīng)過近幾年的運行，各項在線數(shù)據(jù)正常，在指標范圍內(nèi)，出水指標能夠滿足要求，實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)，適應(yīng)當?shù)丨h(huán)保要求。7 結(jié)語洛陽駿化生物科技有限公司原有兩條生產(chǎn)線：一條是合成氨聯(lián)醇工藝，同時生產(chǎn)尿素；另一條是硝酸、硝基復(fù)合肥生產(chǎn)線。合成氨工藝以煤為原料，采用固定層間歇氣化爐制氣，屬限制淘汰工藝。2019 年9 月份，該公司實施轉(zhuǎn)型發(fā)展戰(zhàn)略，停掉合成氨尿素生產(chǎn)線，不再生產(chǎn)，開硝酸、硝基復(fù)合肥生產(chǎn)線，從傳統(tǒng)化工向綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)進行戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，打造復(fù)合肥生產(chǎn)基地。2014 年至2019 年，達標廢水回用壓縮循環(huán)水、硝酸消防水補充水、廁所沖水、灑地等。合成氨聯(lián)醇裝置停用后，終端廢水外排量大大減少，外排水量由140m3/h減少至45m3/h，回用水間斷用于硝酸消防水補充水，多余清凈廢水外排進入宜陽縣污水處理站，滿足環(huán)保要求。

［1 ］周本省.工業(yè)水處理［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［2 ］周柏青.全膜水處理技術(shù)［M］.北京：中國電力出版社，2006.