山東帕克環(huán)保工程有限公司

 調(diào)節(jié)池

廢水的預(yù)處理是整個(gè)系統(tǒng)能否有效運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一。廢水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池。為充分均勻廢水的水質(zhì)、水量，保證后續(xù)處理的連續(xù)性穩(wěn)定性，因此設(shè)立一個(gè)足夠大的廢水調(diào)節(jié)池就顯得十分必要，本設(shè)計(jì)采用廠方原有調(diào)節(jié)池，完全滿足本次設(shè)計(jì)需要，廢水在這里充分達(dá)到均質(zhì)均量的效果，并起緩沖暫存的作用。

三效蒸發(fā)器出水溫度較高，設(shè)計(jì)需在前段進(jìn)行降溫，設(shè)計(jì)在調(diào)節(jié)池底部布置曝氣攪拌裝置，并通過(guò)提升泵進(jìn)行循環(huán)噴灑，確保廢水溫度在35℃左右。

5.1.2電解、沉淀

纖維素廢水，廢水中含有部分氯甲烷、甲苯、纖維素醚、環(huán)氧丙烷等對(duì)微生物有嚴(yán)重抑制性的物質(zhì)，幾乎不可生化，且部分有毒性，必須進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)該類物質(zhì)進(jìn)行去除或破壞其分子結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)廢水進(jìn)入電解系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)電解后可降解部分COD及大部分色度，并提高廢水的BOD，提高廢水可生化性；電解后廢水中含有大量懸浮物及電解引入的Fe²⁺，設(shè)計(jì)進(jìn)行曝氣，并在堿性條件下，轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，廢水進(jìn)入混凝沉淀池進(jìn)行沉淀，經(jīng)過(guò)沉淀后的廢水進(jìn)入配水井。

電解法通過(guò)給多塊高碳鋼板加直流電，在高碳鋼板之間產(chǎn)生電場(chǎng)，使待處理的水流入鋼板的空隙。在該電場(chǎng)中，通電的鋼板會(huì)有一部分被消耗而進(jìn)入水中。電場(chǎng)中的離子與非離子污染物被通電，并與電場(chǎng)中電離的產(chǎn)物以及消耗進(jìn)入水中的鋼板發(fā)生反應(yīng)。在此過(guò)程中，各種離子相互作用的結(jié)果，通常是以其最穩(wěn)定的形式結(jié)合成固體顆粒，從水中沉淀出來(lái)。

廢水在主反應(yīng)器中電解的過(guò)程,一般可產(chǎn)生四種效應(yīng)，即電解氧化、電解還原、電解絮凝和電解氣浮。

（1）氧化作用

電解過(guò)程中的氧化作用分直接氧化和間接氧化。直接氧化，即污染物直接在陽(yáng)極失去電子而發(fā)生氧化。間接氧化，利用溶液中的電極電勢(shì)較低的陰離子，例如OH—、Cl—在陽(yáng)極失去電子生成新的較強(qiáng)的氧化劑的活性物質(zhì)Cl₂等，利用這些活性物質(zhì)使污染物失去電子，起氧化分解作用，以降低原液中的BOD₅、CODcr、NH₃-N等。

（2）還原作用

電解過(guò)程中的還原作用分直接氧化和間接氧化。直接還原，即污染物直接在陰極上得到電子而發(fā)生還原作用。間接還原，即污染物中的陽(yáng)離于首先在陰極得到電于，使得電解質(zhì)中高價(jià)或低價(jià)金屬陽(yáng)離于在陰極上得到電子直接被還原為低價(jià)陽(yáng)離子或金屬沉淀。

（3）凝聚作用

可溶性陽(yáng)極例如鐵、鋁等陽(yáng)極，通以直流電后，陽(yáng)極失去電子后，形成金屬陽(yáng)離子Fe^2＋、Al^3＋，與溶液中的OH-生成金屬氫氧化物膠體絮凝劑，吸附能力極強(qiáng)，將廢水中的污染物質(zhì)吸附共沉而去除。

（4）氣浮作用

電氣浮法是對(duì)廢水進(jìn)行電解，當(dāng)電壓達(dá)到水的分解電壓時(shí)，在陰極和陽(yáng)極上分別析出氫氣和氧氣。氣泡小，分散度高，作為載體粘附水中的懸浮物而上浮，容易將污染物質(zhì)去除。電氣浮既可以去除廢水中的疏水性污染物，也可以去除親水性污染物。電解產(chǎn)生的氣泡粒徑很小，氫氣泡約為10～30μm，氧氣泡約為20～60μm；而加壓溶氣氣浮時(shí)產(chǎn)生的氣泡粒徑為100～150μm，機(jī)械攪拌時(shí)產(chǎn)生的氣泡直徑為800～1000μm。由此可見，電解產(chǎn)生的氣泡捕獲雜質(zhì)微粒的能力比后兩者為高，出水水質(zhì)自然較好。此外，電解產(chǎn)生的氣泡，在20℃時(shí)的平均密度為0.5g／L；而一般空氣泡的平均密度為1.2g／L。可見，前者的浮載能力比后者大一倍多。

5.1.3配水井

因廢水厭氧處理對(duì)pH及水溫要求較高，在沉淀后設(shè)置配水井，對(duì)廢水各項(xiàng)數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，保證后續(xù)處理的穩(wěn)定性。

夏季配水井溫度較高時(shí)（大于38℃），對(duì)廢水進(jìn)行清水稀釋，嚴(yán)格控制廢水溫度。

5.1.4緊急狀況處理措施

本設(shè)計(jì)選用設(shè)備時(shí)留有備用設(shè)備，主要是方便對(duì)損壞設(shè)備進(jìn)行維修；設(shè)施構(gòu)筑物在必要的地方設(shè)立檢修孔，以及設(shè)施構(gòu)筑物與構(gòu)筑物之間設(shè)立超越管道。廢水水量突變及廢水處理站短期維修時(shí)，利用調(diào)節(jié)池對(duì)來(lái)水進(jìn)行短時(shí)間的收集。

5.2 PKIC

厭氧反應(yīng)器既有傳統(tǒng)的反應(yīng)器又有現(xiàn)代高效反應(yīng)器，這些工藝又可分為厭氧懸浮生長(zhǎng)和厭氧接觸生長(zhǎng)工藝，其中第一代反應(yīng)器有：普通厭氧消化池、厭氧接觸工藝等。在第二代的厭氧反應(yīng)器中，典型代表有：厭氧濾池（AF）、上流式厭氧污泥床（UASB）、下行式固定膜反應(yīng)器（DSFF）、厭氧附著膜膨脹反應(yīng)器（AAFEB）、厭氧流化床（AFB）。第三代厭氧反應(yīng)器是內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（IC），膨脹顆粒污泥床（EGSB）為第二代到第三代發(fā)展過(guò)程中的過(guò)渡產(chǎn)品，技術(shù)不成熟。第三代厭氧反應(yīng)器的特點(diǎn)是分離了固體（污泥）停留時(shí)間與水力停留時(shí)間，固體停留時(shí)間可以達(dá)到上百天，從而使反應(yīng)器處理高濃度有機(jī)廢水所需要的時(shí)間由過(guò)去的以天計(jì)縮短到以小時(shí)計(jì)。第三代厭氧反應(yīng)器與第二代厭氧反應(yīng)器 UASB 及第三代過(guò)渡厭氧反應(yīng)器 EGSB的主要技術(shù)性能如表所示：

第三代厭氧反應(yīng)器主要技術(shù)性能表

IC 厭氧反應(yīng)器是UASB 厭氧反應(yīng)器、膨脹顆粒污泥床（EGSB）的改進(jìn)產(chǎn)品，屬第三代厭氧反應(yīng)器。IC 厭氧反應(yīng)器在處理高濃度有機(jī)廢水、高懸浮物及高生物毒性廢水與間歇性生產(chǎn)廢水領(lǐng)域有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，對(duì) COD 的去除率在 85%左右，產(chǎn)生的沼氣與顆粒污泥可作為資源進(jìn)行回收，為企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

PKIC厭氧反應(yīng)器是我公司在傳統(tǒng)IC厭氧反應(yīng)器基礎(chǔ)上，對(duì)布水系統(tǒng)及內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使其反應(yīng)效率更高，投資更節(jié)約的新型厭氧反應(yīng)器。

1）PKIC 厭氧反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)：

PKIC 厭氧反應(yīng)器的構(gòu)造特點(diǎn)是具有很大的高徑比，一般可達(dá) 2-5，反應(yīng)器的高度高達(dá)16-28m。從外觀上看，IC 厭氧反應(yīng)器由第一厭氧反應(yīng)室和第二厭氧反應(yīng)室疊加而成，每個(gè)厭氧反應(yīng)室的頂部各設(shè)一個(gè)氣-固-液三相分離器。如同兩個(gè)UASB反應(yīng)器的上下重疊串聯(lián)。

PKIC 厭氧反應(yīng)器的進(jìn)水由反應(yīng)器底部的配水系統(tǒng)分配進(jìn)入膨脹床室，與厭氧顆粒污泥均勻混合；大部分有機(jī)物在這里被轉(zhuǎn)化成沼氣，所產(chǎn)生的沼氣被第一級(jí)三相分離器收集。沼氣將沿著上升管上升，沼氣上升的同時(shí)把顆粒污泥膨脹床反應(yīng)室的混合液提升至反應(yīng)器頂部的氣液分離器。被分離出的沼氣從氣液分離器的頂部的導(dǎo)管排走，分離出的泥水混合液將沿著下降管返回到膨脹床室的底部，并與底部的顆粒污泥和進(jìn)水充分混合，實(shí)現(xiàn)了混合液的內(nèi)部循環(huán)，內(nèi)循環(huán)的結(jié)果使膨脹床室不僅有很高的生物量，很長(zhǎng)的污泥齡，并具有很大的升流速度，使該室內(nèi)的顆粒污泥完全達(dá)到流化狀態(tài)，有很高的傳質(zhì)速率，使生化反應(yīng)速率提高，從而大大提高去除有機(jī)物能力。

PKIC 厭氧反應(yīng)器是由四個(gè)不同的功能部分組合而成：即混合區(qū)、膨脹區(qū)、精處理區(qū)和循環(huán)部分。

混合區(qū)：在反應(yīng)器的底部進(jìn)入的污水與顆粒污泥和內(nèi)部氣體循環(huán)所帶回的出水有效的混合，對(duì)進(jìn)水形成有效的稀釋和混合作用；

膨脹床部分：這一區(qū)域是由包含高濃度的顆粒污泥膨脹床所構(gòu)成。床體的膨脹或流化是由于進(jìn)水循環(huán)和產(chǎn)生的沼氣的上升流速所造成。廢水和顆粒污泥之間有效的接觸使得污泥具有高的活性，可以獲得高的有機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)化效率；

精處理區(qū)：在這一區(qū)域內(nèi)，由于低的污泥負(fù)荷率，水力停留時(shí)間長(zhǎng)及推流的流態(tài)特性，產(chǎn)生了有效的精處理，使得生物可降解 COD 幾乎全部的去除。與 UASB 反應(yīng)器相比，負(fù)荷率提高 3～5 倍；

循環(huán)系統(tǒng)：分外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)，內(nèi)部的循環(huán)是利用氣提原理，因?yàn)樵谏蠈优c下層的氣室間存在著壓力差。內(nèi)循環(huán)的比例是由產(chǎn)氣量所決定的，因此是自調(diào)節(jié)的。外循環(huán)是通過(guò)外循環(huán)泵控制循環(huán)水量在反應(yīng)器的底部進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)，從而在膨脹床部分產(chǎn)生附加擾動(dòng)，這使得系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程加快。

PKIC 厭氧反應(yīng)器監(jiān)控系統(tǒng)也是厭氧反應(yīng)器的重要環(huán)節(jié)，它通過(guò)對(duì) PKIC 的進(jìn)水量、循環(huán)量、進(jìn)水溫度及 pH 的監(jiān)控，可保證系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行，避免反應(yīng)器因水質(zhì)的波動(dòng)受到?jīng)_擊，造成反應(yīng)器長(zhǎng)時(shí)間不能恢復(fù)正常運(yùn)行，使整個(gè)運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、操作方便。

布水系統(tǒng)是厭氧反應(yīng)器的關(guān)鍵配置，它對(duì)于形成污泥與進(jìn)水間充分的接觸、最大限度地利用反應(yīng)器的污泥是十分重要的。布水系統(tǒng)兼有配水和水力攪動(dòng)作用，為了保證這兩個(gè)作用的實(shí)現(xiàn)，需要滿足如下原則：

1．進(jìn)水裝置的設(shè)計(jì)使分配到各點(diǎn)的流量相同；

2．進(jìn)水管不易堵塞；

3．盡可能滿足污泥床水力攪拌的需要，保證進(jìn)水有機(jī)物與污泥迅速混合，防止局部產(chǎn)生酸化現(xiàn)象。

2）PKIC 厭氧反應(yīng)器的特點(diǎn)

1．容積負(fù)荷率高，水力停留時(shí)間短PKIC 厭氧反應(yīng)器生物量大（可達(dá)到 60g/L），污泥齡長(zhǎng)。特別是由于存在著內(nèi)、外循環(huán)，傳質(zhì)效果好。處理高濃度有機(jī)廢水，進(jìn)水容積負(fù)荷率可達(dá)15kgCOD/(m³.d)。

2．抗沖擊負(fù)荷強(qiáng) 在PKIC 厭氧反應(yīng)器中，當(dāng) COD 負(fù)荷增加時(shí)，沼氣的產(chǎn)生量隨之增加，由此內(nèi)循環(huán)的氣提增大。處理高濃度廢水時(shí)，內(nèi)循環(huán)的流量可達(dá)進(jìn)水流量的 10～20 倍。廢水中高濃度和有害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低有害程度，從而提高了反應(yīng)器的耐沖擊負(fù)荷能力；當(dāng)COD 負(fù)荷較低時(shí)，沼氣產(chǎn)量也低，從而形成較低的內(nèi)循環(huán)流量。因此，內(nèi)循環(huán)實(shí)際為反應(yīng)器起到了自動(dòng)平衡 COD 沖擊負(fù)荷的作用。

3．避免了固形物沉積，有一些廢水中含有大量的懸浮物質(zhì)，會(huì)在 UASB 等流速較慢的反應(yīng)器內(nèi)容易發(fā)生累積，將厭氧污泥逐漸置換，最終使厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行效果惡化乃至失效。而在PKIC 厭氧反應(yīng)器中，高的液體和氣體上升流速，將懸浮物帶出反應(yīng)器。

4．基建投資省和占地面積小，由于PKIC 厭氧反應(yīng)器的容積負(fù)荷率比普通的 UASB 反應(yīng)器要高 3～4 倍以上，則GBIC厭氧反應(yīng)器的體積為普通 UASB 反應(yīng)器的 1/4～1/3 左右。而且有很大的高徑比，所以，占地面積特別省，非常適用于占地面積緊張的廠家采用，并且可降低反應(yīng)器的基建投資。

5．依靠沼氣提升實(shí)現(xiàn)自身的內(nèi)循環(huán)，減少能耗 厭氧流化床載體的膨脹和流化，是通過(guò)出水循環(huán)出水泵加壓實(shí)現(xiàn)。這樣必須消耗一部分動(dòng)力。而PKIC 厭氧反應(yīng)器正常運(yùn)行時(shí)是以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必完全依靠水泵實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán)，從而減少了能耗。

6．減少藥劑投量，降低運(yùn)行費(fèi)用 ，PKIC 內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)，對(duì) pH 起到緩沖作用，使反應(yīng)器內(nèi)的 pH 保持穩(wěn)定。可減少進(jìn)水的投堿量，從而節(jié)約藥劑用量，而減少運(yùn)行費(fèi)用。

7．可以在一定程度上減少結(jié)垢問(wèn)題 ，對(duì)于一些含鹽量較高的廢水，由于廢水中含有超量的鈣鹽、同時(shí)還具有氨氮和磷酸鹽，所以在厭氧出水管路上容易形成鈣鹽沉積和磷酸銨鎂（鳥糞石）沉淀。嚴(yán)重的會(huì)堵塞管路。由于PKIC 反應(yīng)器采用的是內(nèi)循環(huán)+外循環(huán)，減少了沼氣中的 CO₂從水中逸出的機(jī)率，從而可以降低了結(jié)垢的機(jī)率。

8．出水的穩(wěn)定性好 ，因?yàn)镻KIC 厭氧反應(yīng)器相當(dāng)有上、下兩個(gè) UASB 反應(yīng)器串聯(lián)運(yùn)行，下面一個(gè) UASB 反應(yīng)器具有很高的有機(jī)負(fù)荷率，起“粗”處理作用，上面一個(gè) UASB 反應(yīng)器的負(fù)荷較低，起“精”處理作用。一般說(shuō)，多級(jí)處理工藝比單級(jí)處理的穩(wěn)定性好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。

3）PKIC 厭氧反應(yīng)器示意圖：

 工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）進(jìn)水設(shè)加熱系統(tǒng)一套，以保證在冬季氣溫較低時(shí)，對(duì)廢水進(jìn)行加熱，保證厭氧反應(yīng)器的順利運(yùn)行。

（2）厭氧反應(yīng)器最適宜溫度在 35℃±3左右，經(jīng)過(guò)調(diào)試完畢正常運(yùn)行后，水溫保持在 30℃以上時(shí)厭氧反應(yīng)即可順利運(yùn)行；

（3）在調(diào)節(jié)池中設(shè)置提升泵，將廢水提升至厭氧反應(yīng)器中進(jìn)行處理；

u PKIC 厭氧反應(yīng)器

（1）廢水進(jìn)入PKIC 厭氧反應(yīng)器利用厭氧微生物的作用，去除絕大部分的有機(jī)物質(zhì)，轉(zhuǎn)換成沼氣釋放出來(lái)；

（2）系統(tǒng)正常運(yùn)行之后每天可產(chǎn)一定量的沼氣，如將沼氣采用鍋爐燃燒的方式進(jìn)行利用，在處理廢水的同時(shí)還給企業(yè)帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)收益；

（3）經(jīng)PKIC 厭氧反應(yīng)器處理之后出水 COD<1000mg/L，降低了后續(xù)好氧處理設(shè)施的負(fù)荷，保證了良好的出水水質(zhì)；厭氧出水經(jīng)重力曲篩自流至后續(xù)處理系統(tǒng)；

（4）經(jīng)重力曲篩截留的顆粒污泥回收到配水井中，和廢水混合后一并提升至PKIC 厭氧反應(yīng)器，及時(shí)補(bǔ)充顆粒污泥；

（5）PKIC厭氧罐內(nèi)部采用環(huán)氧煤瀝青防腐，罐體外部采用防銹漆防腐；

（6）罐體采用 100mm 巖棉加 0.3mm 彩鋼板保溫。

5.3接觸氧化

經(jīng)厭氧處理后的廢水進(jìn)入接觸氧化池進(jìn)行好氧生物處理。好氧生物處理的機(jī)理是利用微生物的新陳代謝作用，將污水中的有機(jī)污染物吸附、降解從而去除。其反應(yīng)通式可表達(dá)為：

              微生物

有機(jī)物＋a'O₂＋N＋P─→a（新細(xì)胞）＋CO₂＋H₂O＋不能生物降解有機(jī)物

細(xì)胞＋b'O₂─→CO₂＋H₂O＋N＋P＋殘留的細(xì)胞殘?jiān)?/span>

好氧池采用生物膜法處理工藝中的一種，即在生化池內(nèi)填充生物填料作為生物膜的截體，當(dāng)廢水通過(guò)該截體時(shí)與生物膜廣泛接觸，通過(guò)生物的氧化、分解和吸附作用使廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)一步分解。而且能有效防止污泥膨脹；生物填料是生物膜的載體，是接觸氧化法工藝的核心部分，它直接影響著處理效果、充氧性能、運(yùn)行周期和費(fèi)用。目前污水處理好氧曝氣工藝應(yīng)用效果最好最廣泛的是懸掛式組合生物填料，該生物填料使生物量大大增加，對(duì)有機(jī)物的降解作用可提高20%。

然而系統(tǒng)要維持生物正常高效的生長(zhǎng)，還必須保證溶解氧氣的充足，好氧曝氣池采用鼓風(fēng)機(jī)曝氣，內(nèi)設(shè)新型高效曝氣器，進(jìn)行充分的曝氣；新型高效曝氣器氧轉(zhuǎn)移率（E_A）可達(dá)28%左右，在水中溶解氧一定的情況下，E_A的提高會(huì)使微生物的活性提高，提高對(duì)有機(jī)物的降解效率，降低能耗；為了保證好氧池內(nèi)活性污泥的活性，同時(shí)保證生物填料上的生物膜充分發(fā)揮其應(yīng)有的處理效果，必須提供充足的氧氣，提高整個(gè)曝氣系統(tǒng)的氧轉(zhuǎn)移率。紊動(dòng)的水氣流可滿足細(xì)菌對(duì)氧的要求，同時(shí)又促進(jìn)了生物膜的更新?lián)Q代，使生物膜保持著旺盛的活力。

接觸氧化池出水再進(jìn)入二沉池，在沉淀作用下，污水與污泥混合液進(jìn)行泥水分離，并及時(shí)對(duì)沉淀污泥進(jìn)行回流，確保接觸氧化池內(nèi)污泥濃度。

5.4污泥處理

沉淀池污泥及二沉池產(chǎn)生的剩余污泥全部進(jìn)入污泥池，經(jīng)濃縮后泵入壓濾機(jī)處理，泥餅定期外運(yùn)，濾液自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池內(nèi)重新處理。

6 處理效率分析

各處理單元處理效果一覽表：