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1.1工艺流程
根据设计进水水质中COD、NH3-N指标较高,要求出水水质指标高,同时考虑包头市为北方寒冷城市,水温较低的气候条件,污水排放对氮、磷提出要求,而且需对污水进行回用以便达到节约用水的目的。该污水处理站采用CAST工艺+絮凝沉淀工艺。
1.2工艺特点
(1)优化了处理构筑计物的布置,节省工程投资和占地面积。
构筑物尽量合建,节省工程建设投资和占地面积,该工程设计将集水池和提升泵房、加药间和加氯间等采用合建。同时,构筑物之间尽量构筑物连接或合建,本设计粗格栅与提升泵房、细格栅与旋流式沉沙池等都连接在一起。
(2)设置旋流式沉砂池。
在沉砂池的设计中,一方面要考虑保证后续脱氮除磷厌氧、缺氧的状态,保持碳氮、碳磷质量比,另一方面也要统筹考虑工程投资、占地和运行费用等诸多因素。因此,土右污水处理站采用旋流式沉砂池。旋流式沉砂池的进水是以切线方向进入,通过位于水池中心的叶轮慢速搅拌,形成平面的旋流,利用砂粒和水的密度不同,在旋流状况下得以分离,由于完全利用水力和机械搅拌形成旋流,没有曝气设施,因此能保证进入CAST池预反应区的污水处于缺氧或厌氧状态。
(3)运用适宜的污泥处理工艺,减少运营成本。
对污泥的处置采取直接机械浓缩脱水方式,不设污泥缓冲池,节省一次性投资,减小运行费用。由于污泥在浓缩脱水时停留时间较短,因而避免了磷的释放,保证了系统运行的可靠性。
2主要构筑物及设备参数
2.1粗格栅间与提升泵房
粗格栅按远期规模设计,粗格栅为地下式钢筋砼平行渠道,设计格栅渠道2条,每条宽度1.1m,栅条间隙20mm,分别配回转式机械格栅除污机,l用1备。根据格栅前后液位差,由PLC自动控制,同时设有定时排渣和手动控制排渣。提升泵房与粗格栅合建,进水泵房为钢筋混凝土构筑物,长宽尺寸为7.0m×9.8m,有效水深6.8m,安装3台不堵塞式潜水污水泵,2用1备(其中1台为变频式),单泵流量700m3/h,扬程14m,电机功率55kW。
2.2细格栅及旋流沉砂池
细格栅间为地上式钢筋混凝土结构,平面尺寸10.3m×14.1m。设计格栅渠宽1.6m,共计2条,配螺旋机械格栅除污机2套,栅条间隙3mm。曝气沉砂池与细格栅间合建,为地上式柱形钢筋混凝土结构,直径3.65m,有效水深3.9m。采用立式轴承及叶轮2套,每池1套,与沉砂池配套使用,叶轮直径为1500mm,转速为15r/min,电机功率为1.1kW。采用螺旋式砂水分离器1台,单台流量20L/s,电机功率0.37kW。配有离心式鼓风机两台(1用1备),流量为7.5m3/min,扬程为5m,电机功率为2.2kW。
2.3CAST生物池
生物池是污水生物处理的核心构筑物,采用CAST工艺。1座钢筋砼结构生物反应池,分为两格,每格再分为预反应区和主反应区。每格平面尺寸为47m×30m,有效水深6m,预反应区:主反应区=1:9。BOD5污泥负荷为0.0479kg/(kg•d),水力停留时间28.13h,混合液质量浓度4g/L,泥龄15d,污泥回流比30%,产泥率0.85kg/kg,微孔曝气管有6000个。每池配有1台回流潜污泵,流量为340m3/h,扬程为2.0m,功率为7.5kW。每池采用1台剩余潜污泵,单台流量为67m3/h,扬程为9.0m,功率为4kW。配有滗水器4台,每池各2台,滗水能力为1300m3/h。
2.4接触池及再生水进水泵房
接触池将生物池处理后出水进行消毒,同时作为再生水处理构筑物的进水泵站,建有1座。接触池体积尺寸为21.5m×7.7m×4.0m,再生水进水泵房的流量为0.342m3/s。配有水泵3台,2用1备,其中1台变频式,单台流量为700m3/h,扬程为9m。
2.5加氯加药间
加氯间为再生水处理进行消毒,由于进水存在含P高的时段,通过投加聚合硫酸铝化学除磷,同时聚合硫酸铝可以作为沉淀剂用于再生水[2]。加氯加药间为1座钢筋砼框架结构,建筑面积为13.5m×16.2m,采用2台加氯机(1用1备),加氯量为8mg/L。加药量为355kg/d,加药浓度为10%。
2.6鼓风机房
建有1座22.5m×10m×7.5m框架结构的鼓风机房,配有3台风机,其中2用1备,2台变频,单台风量为70m3/min,风压7m,总供风量为8400m3/h。单机功率为110kW。
2.7储泥缓冲池
1座,钢筋砼构筑物,圆柱形结构,尺寸为Ф6.0m×4.85m,配有1台潜水搅拌器,功率为1.5kW。
2.8污泥浓缩脱水机房
通过浓缩脱水,降低污泥含水率,以减少污泥体积,便于污泥贮存、外运及污泥的再利用,脱水机房尺寸为L×B=24m×12m×6.8m+9m×6m×4.5m(泥棚)。主要设备有:2台(1用1备)污泥浓缩脱水一体机,单机处理能力为7~36m3/h,带宽1.5m,单机设计工作时间为10~12h;投泥泵2台,流量为13~70m3/h,扬程20m,电机功率1.5kW;三箱系统式絮凝剂制备系统1套,最大投药量为15.8kg/d,药剂投加浓度1‰;空压机2台,流量0.13m3/h,风压1.0MPa;2台离心式冲洗泵,流量12~42m3/h,扬程45~56m。
2.9普通滤池
1座,6池式单层框架结构,尺寸为7.4m×6m×4.1m。设计参数为:气冲强度55m3/(m2•h),水冲强度15m3/(m2•h),填料形式为均质石英砂滤料,配水形式滤板及滤头配水,反冲洗风机、反冲洗水泵与曝气生物滤池公用1套设备。
2.10清水池及再生水送水泵房
1座,钢筋混凝土水池,尺寸为35m×15m×4m,池容为2000m3,送水泵台数3台(2用1备,1台变频),水泵扬程35m。
3运行效果
经过两年的运行表明,包头市土默特右旗污水处理站设备运行正常,出水水质除氨氮外都能达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级B标准,具体运行数据见表1。为了解决氨氮处理效果低的问题,在CAST反应池中添加碳酸氢钠和反硝化菌,经过三个月的调试,出水氨氮质量浓度由44mg/L降到9.6mg/L,使所有的出水指标都能达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级B标准的要求。
4效益分析
现使用的循环水排污水的回用方案为:将循环水排污水通过混凝澄清、过滤之后,再利用反渗透转化为循环水补充水。在部分电厂使用的超滤装置对去除水中的悬浮物以及胶体有着重要的作用,但超滤膜自身也会造成污堵,特别是在加入混凝剂以及助凝剂之后,其会有更加显著的反应。另外,在循环水排污水的杀菌过程中,杀菌剂对超滤以及反渗透膜的寿命、清洗周期以及运行的费用有较为严重的影响。能够有效解决上述问题的方法就是对其加入缓蚀阻垢剂。目前使用较多的就是有机膦盐酸、多元膦酸盐,其有较多的优势,例如化学稳定、较少的用量以及耐高温。还可以有效遏制水中菌藻以及微生物的生成,从根源上避免形成微生物黏泥。但过量的使用药剂也会使循环冷却水排污水的后续处理受到一定影响。文章对残余水处理药剂对循环水排污水处理中混凝的影响加以分析,以使其影响降至最低。
2实验部分分析
2.1药品及仪器介绍
实验中采用的药品为AlCl3以及聚丙烯酰胺加之质量分数为50%的氨基三亚甲基膦酸,质量分数为45%的羟基亚乙基二膦酸和十四烷基二甲基苄基氯化铵。实验中使用的仪器包括:JJ-4型六联电动搅拌器、实验室台式浊度测定仪LP2000-11型,HANNA,速台式离心机TGL-18C型。
2.2实验的具体方法及步骤介绍
2.2.1针对循环冷却水排污水水质的分析研究
本组试验中的用水全部采用某炼化公司循环冷却水系统的排污水,pH7.0~7.5的水质指标,5.02NTU的浊度,997mg/L的总硬度(用CaCO3计),390mg/L的总碱度(用CaCO3计)。
2.2.2实验方法
选取500mL的废水倒入1000mL的烧杯中,加入不同量的水以处理药剂,使残余药剂质量的浓度分别保持10、20、30、40、50mg/L,等到其混合均匀之后,加入混凝剂15mg/L+助凝剂0.2mg/L。使用六联搅拌器进行搅拌,首先用300r/分钟的速度搅拌一分钟,以达到药剂和废水能够充分融合的目的,然后再用每分钟70r的速度搅拌10分钟,以加快絮体的增长速度。将剩余废水倒入500毫升的量筒中,将絮体沉降100毫升所需的时间详细记录好。然后将其放置半小时,取液面下2~3厘米处的水样作为样本,对上清液的浊度以及COD进行检测,对絮体的体积以及泥渣虚度进行测定。
2.2.3测定及分析方法
浊度:使用LP2000-11型浊度仪。COD:依据GB11914-1989《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》标准。絮体的体积:将混凝烧杯中的泥渣放置于量筒中,经过30分钟的沉淀后记录其体积。泥渣虚度:将混凝烧杯中所有的泥渣倒入带刻度的离心管中,记录体积为V1,之后在倒入离心机中以每分钟4000r的速度,进行5分钟后,将压实后的体积记录为V2,泥渣虚度S公式为:S=V1/V2。
3结果分析
3.1混凝效果与残余药剂的关系
3.1.1与浊度的关系混凝沉淀后的上清液的浊度会随着残余药剂质量浓度的增加而增加。其中,影响最大的就是1427。
3.1.2影响絮体沉降的速度在质量以及浓度都相同的残余药剂中,1427对絮体沉降的速度的影响最小,而HEDP与ATMP对其的影响基本一致。
3.1.3影响COD上清液的COD在没有残余药剂的掺杂下最低,混凝对COD的影响不是很显著。
3.1.4影响泥渣的体积泥渣体积与残余药剂质量浓度成正比关系,在加入有机磷系阻垢剂后,两者之间成反比关系。
3.1.5影响泥渣虚度残余药剂质量的浓度与泥渣虚度之间成正比关系,对其影响最大的时候是在加入ATMP之后。
3.2残余药剂对于混凝效果的影响
3.2.11427的影响
1427在水中的沉降速度会因浓度的升高而降低,絮体的体积与其浓度之间成反比关系,泥渣虚度与其成正比关系。
3.2.2有机磷系阻垢剂的影响
絮体体积与残余的有机磷系阻垢剂的浓度成反比关系。
4结束语
由于对于消防污水的收集和处理不够重视,没有考虑到消防污水进入松花江的严重性,对产生的污染估计不足,致使爆炸事故发生后,没能采取有效措施,泄露出来的部分物料和循环水及抢救事故现场消防水与残余物料的混合物流入松花江,引发了松花江水污染事件,对松花江下游沿岸居民的生产、生活带来了严重的威胁,针对这起事件,吉林省光防治宣传工作就投入7000多万元。后来国务院事故及事件调查组认定,松花江水污染事件是一起特别重大水污染责任事件。这一重大水体污染事故给我们留下的惨痛教训,为了避免消防污水的再次污染石油企业必须重视起消防污水对于环境的影响,必须做好消防污水的收集和处理工作。
对于石油工业中消防污水应该怎样进行收集
对于石油工业中防止消防污水污染的根源则是防止消防污水的流失,如果不对消防污水进行收集,则污水会进入江河湖泊,污染地下和地表用水,所以必须采用有效的方法对消防污水进行收集,将受到污染的消防水从未受污染的水中分流出来,如石油企业可以提前建立和金陵拜耳1万t/a组合聚醚装置对消防污水进行收集的类似装置,该装置由原料罐区、生产厂房、堆桶场、加热区、污水池等建构筑物组成。为防止消防污水对环境的污染,石油企业也可以建立自己的堆桶场,是将其设计成一块周围高、中间低的盆地状场地,供收集消防污水,场地中间设一水沟,水沟的末端接切换井,切换井有两个出口,一个出口接污水池,一个出口接阀门井。阀门井内的阀门关闭,水即进入污水池,污水池蓄满后,水被积在盆状场地之内;阀门井内的阀门打开,积水即可排至雨水系统。当因为安全事故产生消防污水时则将井内阀门关闭,将消防污水放入污水池,等待污水的进一步处理,如果为正常的排水则将污水池的阀门关闭,进行正常排水。
石油企业在处理消防污水时可以采用的几种新的处理工艺
根据消防污水的特点在处理消防污水时需要采用不同的方法进行针对性的解决,消防污水中混有的石油等有机物料,处理消防污水可以采用以下几种方法。首先对于消防水中含浮油、胶体溶解物和悬浮固体组成的消防污水可以通过机械或者物理的方法去除,通过静置的方式将浮油去除,或者采用其他物理、化学或者生化的方法处理。其次对于消防污水产生的分散油、无机盐和表面活性剂等,可以采用不同的方式进行深度处理:
(1)采用吸附的方式,利用吸附剂多孔的特点和疏水亲油的特性,使污水中的油污经过物理或者化学作用吸附在吸附剂的表面或者空隙内达到处理消防污水的目的。
(2)利用高级氧化技术,通过化学或物理化学的方法将污水中的有机污染物直接氧化成无机物,或转化为低毒的易生物降解的有机物,对于含有表面活性剂的石油消防污水,当中含有大量难以去除的乳化油,因此必须采用针对性的消除油水界面膜上的表面活性剂。利用超氧化技术可以在很短的时间内达到对有机物的破坏作用从而实现对消防污水的处理。