多段AO+MBR工艺在煤化工废水处理中的应用

　　1.多段AO+MBR工艺分析
 

　　在污水处理的主生化池中，通过多段AO+MBR 工艺的应用，实现高效的污水处理。多段AO+MBR 工艺主要是指短程硝化反硝化工艺和膜分离技术组合应用，形成的新型污水处理与回用工艺。多段AO+MBR 工艺兼备两者的优势，既可以截留煤化工废水中的硝化细菌，从而提升污泥浓度，还可以为反硝化菌以及好氧菌提供良好的生存环境，在含氮废水处理中的应用十分广泛。与此同时，MBR 反应器中含有较高浓度的污泥，生物种群十分丰富，在膜分离的过程中，不会受到解体或者活性污泥恶化的不利影响。因此，多段AO+MBR 工艺不仅具备操作流程简单、稳定性强的优势，还具备占地面积小、污染物去除率高等优点。
 

　　2 多段AO+MBR工艺在煤化工废水处理中的应用
 

　　2.1 生化处理段的设计
 

　　对于多段AO+MBR 工艺而言，生化处理段主要负责处理预处理之后的含硫废水、合成废水以及没有经过硬预处理的汽化炉废水。将上述三种废水混合之后，运输到生化段进行相应的处理。生化处理段的设计水量740m3/h，COD 的进水量为1295mg/L、出水量为30mg/L，去除率高达98%;BOD5的进水量为825mg/L、出水量为20mg/L，去除率高达98%;氨氮的进水量为575mg/L、出水量为5mg/L，去除率高达99%; 总氮的进水量为625mg/L、出水量为30mg/L，去除率高达95%;SS 的进水量为100mg/L、出水量为10mg/L，去除率高达90%。
 

　　2.2 工艺路线的设计
 

　　通过上述分析可知，经过生化处理所得的水将会作为膜处理车间的原水。因此，生化处理阶段需要保障COD、氨氮与总氮的去除率，这样可以使MBR 回流中的污泥与硝化液回流液中具备搅动的溶解氧。在实际的污水处理过程中，如果将生化处理所得的水直接输送到一段A 池中，将会对废水处理的反硝化流程造成影响，增加煤化工废水的处理成本。因此，在煤洁净综合利用示范项目中，将传统的AO 模式转变为OA 模式。与此同时，为了确保一A 池以及二A 池具有充分的碳，技术人员将一段O 池的BOD5 去除率设计为80%，并将适量的硝化液回流于一段O 池中，保障一段O 池中的硝化菌浓度。
 

　　2.3 生化池的设计
 

　　(1) OAAO 池的设计
 

　　在该煤洁净综合利用示范项目中，将一OA 池设计为一座两格的形式。其中，一O 池的污泥符合量可达0.08kgBOD5/(kgMLSS·d)，废水的停留时间可达67h，一O 池的容积是49580m3，属于推流式池型，利用旋流曝气器进行曝气; 一A 池的设计重点在于反硝化速率，其具体数值为0.044kgNO3--N//(kgMLSS·d)，废水的停留时间可达67h，安装了一套甲醇加药装置，按照240L/h 的频率添加甲醇，安装五台Q=323Nm3/min 的离心风机(一台备用)，二十二台φ2500mm N=63r/min 的潜水推流器、三台Q=730m3/h H=60kPa的循环泵(一台备用)以及五台Q=740m3/h H=80kPa 的污泥回流泵(一台备用)。一A 池的容积是50320m3，属于氧化沟式池型。
 

　　二OA 池设计为一座两格的形式。其中，二O 池的污泥符合量可达0.08kgBOD5/(kgMLSS·d)，废水的停留时间为7.6h，二O 池的容积是5445m3，属于推流式池型，利用旋流曝气器进行曝气，和一O 池共同使用风机; 二A 池的设计重点在于反硝化速率，其具体数值为0.029kgNO3--N//(kgMLSS·d)，废水的停留时间为1.4h，安装四台φ2 500mmN=63r/min 的潜水推流器以及八台Q=1000m3/h H=50kPa的硝化液回流泵(两台备用)。二A 池的容积是8463m3，属于氧化沟式池型。
 

　　(2)MBR 的设计
 

　　在该煤洁净综合利用示范项目中，MBR 中膜处理使用的超滤膜为热制相外压式PVDF 材质，共有两组膜池，分组有四座膜池，膜池的大小为3.2m×11.0m×4.3m，每座膜池的处理水量为370m3/h。
 

　　*一组膜池的设计要点如下: *一组中的每个膜池含有五个模箱，共需要740 支超滤膜，通量是12.2L/(m2·h)。将膜池的曝气强度设定为20Nm3/( 膜元件·h)，获得膜池中设备的参数。计算可知，每个膜池中含有两台Q=62Nm3/minP=49kPa 的罗茨风机; 四台Q=110m3/min H=150kPa 的产水泵。在实际的膜池运行中，每台设备运行十分钟，需要进行30s 的反冲洗，具体的反冲洗强度为30L/(m2·h)。因此，膜池中安装的反洗水泵参数为Q=230m3/h H=200kPa，每个膜池中安装两台。根据膜厂家对膜池的要求，技术人员还在膜池中安装了一套化学清洗装置，对膜池中的设备进行清洗与维护。
 

　　第二组膜池的设计要点如下: 第二组中的每个膜池含有五个模箱，共需要864 支超滤膜，通量是12.5L/(m2·h)。将膜池的曝气强度设定为425Nm3/( 膜箱·h)，获得膜池中设备的参数。计算可知，每个膜池中安装三台Q=70.83Nm3/minP=49kPa 的罗茨风机; 四台Q=100m3/min H=150kPa 的产水泵。在实际的膜池运行中，每台设备运行十一分钟，需要进行一分钟的反冲洗，具体的反冲洗强度为34L/(m2·h)。因此，膜池中安装的反洗水泵参数为Q=250m3/h H=200kPa，每个膜池中安装两台。根据膜厂家对膜池的要求，技术人员还在膜池中安装了一套化学清洗装置，对膜池中的设备进行清洗与维护。