污水处理站物化系统生化异常现象的原因与处理

煤炭加工与综合利用　ＣＯＡｌ，ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ＆ＣＯＭＰＲＥＨＥＮＳＩＶＥ　ＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ　Ｎｏ．２，２０　１　５　污水处理站物化系统　生化异常现象的原因与处理　段付岗，时二龙，雷恒　７１４１０２）　（陕西陕化煤化工集团有限公司，陕西华县摘要：结合陕西陕化煤化工集团有限公司化肥公司合成氨装置污水处理站出现污泥浓缩　池大量冒泡和初沉池污泥结团上扬的异常现象，分析了该物化系统出现生化异常现象的原由和　机理，认为是将出现活性污泥膨胀，极端情况下将对ＳＢＲ工艺产生致命冲击的征兆，并提出了　相应的控制措施。　关键词：合成氨；污水处理站；活性污泥；生化反应；故障；技术措施　中图分类号：ＴＱ５４６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００５．８３９７（２０１５）０２．００４０．０４　陕化化肥公司污水处理站设计能力为３２０　Ｉｌ１＝　，　采用ＳＢＲ工艺处理２套３０万　合成氨装置和１　套５２万ｔ／ａ尿素装置的含氨氮污水。２０１４年初，　污水处理站调试运行正常，可处理完所有的生产　和生活污水，实现达产达标，总排放口排出的废　亚硝酸菌和硝酸菌。ＳＢＲ法通过这些细菌，借助　这些设施，降解和处理污水中的氨氮成分［２】。　一般情况下，生化系统ＳＢＲ池可能会出现污　泥集团上扬、水面大量冒泡、出水混浊、污泥膨　胀等现象，而在物化系统初沉池出现污泥集团上　扬、污泥浓缩池大量冒泡则属异常。本文就此异　水中氨氮和ＣＯＤ含量均达到ＤＢ　６１／２２４—２０１１　《黄河流域（陕西段）污水综合排放标准》，即氨　氮质量浓度不大于１２　ｍｇｍ，ＣＯＤ质量浓度不大　于５０　ｍｇｍ，严于ＧＢ　１３４５８－－２０１３《合成氨工业　水污染物排放标准》［１］。　常现象产生的原由和形成的机理予以分析探究，　并提出相应的控制措施。　１污泥浓缩池大量冒泡　该污水处理站分为物化和生化两大处理系　统。物化系统的关键设备包括齿耙格栅机、除钙　池、初沉池、污泥浓缩池、带式脱水机等，采用　物理和化学的方式，粗略去除气化污水和混合污　水中的有形杂质。生化系统的核心技术是ＳＢＲ工　艺，即采用序列间歇式活性污泥法，主要处理污　水中的污染物氨氮，辅助处理ＢＯＤ和ＣＯＤ等；　１．１现象表述　２０１４年５月初，污泥浓缩池污水表面出　现气泡。刚发现时，零散地冒出水面，直径　约１０　ｍｍ，泡小而均匀，透亮而无沫，一出水面　瞬间破裂，在水面上残留一丝乳白色油污状的东　西，有反光感，稍后随水漂流，并积聚在一起，　形成一片一片薄薄的灰白色水膜。　２０　ｄ后，池面布满气泡，大小不一，最大的　其关键装置是６个ＳＢＲ池，配置鼓风曝气供氧设　施、强制循环搅拌设施、加碱加甲醇设施、滗水　和排泥设施等。活性污泥中的主要微生物种类是　气泡直径约１００　ｒｎｌｉ１。气泡不停地冒出，不停地　破裂，并在水面上残留灰黑色细沫。积少成多后，　收稿日期：２０１４—１２－１１　ＤＯＩ：１０．１６２００ｄ．ｃｎｋｉ．１１．２６２７／ｔｄ２０１５０２００７　作者简介：段付岗（１９６８一），男，陕西蒲城人，１９８８年毕业于陕西省化工学校无机工艺专业，陕西陕化化肥公司安环部部长，化工　工艺高级工程师，国家注册安全工程师。　引用格式：段付岗，时二龙，雷恒．污水处理站物化系统生化异常现象的原因与处理【Ｊ】．煤炭加工与综合利用，２０１５（２）：４０－４３．　２０１５年第２期　段付岗，等：污水处理站物化系统生化异常现象的原因与处理　４ｌ　水质变差，其中夹杂着大量灰黑色的微小絮状　物，影响污水的沉降和澄清效果。在污泥浓缩池　的溢流堰上及其锯齿周边，稀稀拉拉附着一些藻　类绿苔，有的还生长在水中。　用竹杆探入时，发现池内积泥厚度为３．０￣３．５　ｍ，　泥层距离水面约１．５　ｍ，刮泥机已停止运行，螺　杆排泥泵频繁堵塞。　站在污泥浓缩池边，隐约能闻到一丝泥腥味　或鱼腥味；而在均质池的机泵安装口处，这种异　味较浓，且夹杂着淡淡的臭鸡蛋味。使用便携式　Ｈ２Ｓ气体探测仪，在污泥浓缩池水面上方空间监　测的Ｈ２Ｓ含量为０．１Ｍ）．３　，几，在均质池内气相　空间监测的Ｈ２Ｓ含量为０．８－４．２　／Ｌ，而在事故　污水回收池、消防废水回收池（当前用于收集部　分气化污水）、２个初沉池和６个ＳＢＲ池内均未　监测到Ｈ２Ｓ气体含量。使用便携式甲烷气体探测　仪，在污水站所有的污水池内均未监测到甲烷气　体成分。　１．２原由探索　污泥浓缩池大量冒泡和冒大泡的主要原由和　形成机理如下。　（１）污泥浓缩池主要是收集ＳＢＲ池、初沉　池和除钙池排出的污泥，尤其ＳＢＲ池排出的是活　性污泥。故污泥浓缩池冒出的大量气泡与活性污　泥有关，池边的藻类绿苔本身就是一种微生物。　（２）污泥浓缩池内只提供活性污泥需要的Ｎ　营养，而无Ｃ源和Ｐ源，也缺少溶解氧。这种环　境不具备活性污泥的生长和繁殖，从而导致大量　死亡。　（３）大量的活性污泥死亡后，其尸体会出现　腐化，并产生一定量的Ｈ，Ｓ气体。这些气体从水　中逸出时就形成气泡。这是污泥浓缩池冒泡的主　要原因。　（４）污泥浓缩池正常运行时，污水表面气泡　破裂后残留的乳白色油污，其实就是活性污泥腐　化后分泌出的有机物。这些有机物更容易促成气　泡的形成和逸出。　（５）受种种因素的影响，污泥浓缩池未及时　排泥和压泥，导致大量污泥沉积，甚至快积满整　个池子。积攒的污泥越多，死亡污泥的腐体就越　多，腐化的时间就越长，产生的气泡量也越大。　这是污泥浓缩池后来大量冒泡和冒大泡的根源。　（６）大量冒泡和冒大泡后，污泥沉积越厚，　距离水面越近，则气泡内或气泡壁夹带的腐体量　就越大，从而使污泥浓缩池的出水夹带些许微小　的絮状物，使池水变得混浊不清。　（７）植物腐烂一般产生甲烷气体，而在污泥　浓缩池中死亡的是微生物，故正常情况下所检测　到的是Ｈ，ｓ气体，而不是甲烷气体。　（８）平时在污泥浓缩池检测不到Ｈ　Ｓ气体含　量，只有大量冒泡、冒大泡时才检测到。这是因　为污泥浓缩池均为敞口，探测仪检测不到体积分　数小于０．１　的Ｈ：ｓ气体。之所以均质池比污　泥浓缩池的Ｈ：Ｓ含量高，主要原因是均质池为封　闭容器，Ｈ，ｓ气体聚集后更容易检测。　１＿３应对措施　（１）延长压泥时间，提高带式脱水机的开车　率。压泥时间由每天２￣３　ｈ延长至２４　ｈ，脱水后　的干泥排量由每周２～５　ｔ增加至每天约１ｏ￣ｌ５　ｔ。　（２）污泥浓缩池的积泥消化完后，调整带式　脱水机的运行时间为每天６～８　ｈ，并保持排入和　排出泥量处于平衡状态。　（３）保持刮泥机正常运行。若出现故障，应　及时组织抢修，做到设备抢修不过夜，以防止长　期停运和大量积泥。　（４）带式脱水机ｌ开ｌ备，螺杆排泥泵Ｉ开　３备，应做到备机真备，随时切换。　（５）及时调整带式脱水机的运行时间和运行　负荷，既要防止积泥，又要杜绝小负荷运行。兼　顾初沉池污泥集团上扬（后述）的防范工作。　（６）人工清理污泥浓缩池和均质池前，应办　理《受限空间作业许可证》；动火作业前，应办　理《动火作业许可证》，其要点是按规范检测其　中Ｈ，Ｓ气体含量是否达标，切实做好防火、防爆、　防中毒、防窒息工作。　１．４效果评价　采取每天２４　ｈ连续脱水压泥的方式，１个月　后污泥浓缩池的污泥已基本压完，刮泥机恢复正　常运行，排泥泵不再堵塞，既可维持污泥浓缩池　进出泥量均衡，缩短活性污泥的停留时间，改善　活性污泥的死亡和腐化现状，又可消除大量冒泡　和冒大泡的现象。污泥浓缩池水面恢复了相对平　４２　煤炭加工与综合利用　２０１５年第２期　静的正常状态，气泡小而零散，出水清澈，无絮　状物夹带，池上未检测出Ｈ　Ｓ气体，或者说Ｈ２Ｓ　体积分数小于０．１　ｒｔＬ／Ｌ。　２初沉池污泥结团上扬　２．１现象表述　２０１４年７月，２个初沉池均出现了污泥结团　上扬现象。初沉池污水表面漂浮着大量灰黑色的　絮状污泥团块，大大小小的团块分别有１００多个，　约占水面的１／５～１／４，均集中在初沉池的外沿，即　池边锯齿形溢流堰的内侧。并且，随着刮泥机带　动的水流方向，在水面上沿逆时针缓慢漂移。污泥　团块呈不规则絮状，厚度基本一致，最大的泥团尺　寸约为３００　Ｘ２５０×１００　ｍｍ（长×宽×高）；最　小的约为１００　Ｘ１００×１００ｍｉｌｌ。在轻微外力的作用　下，大泥团也可变成小团块，小泥团也可变成分　散的絮状；受力较大时，无论大小泥团均会快速　分散成絮状，一部分下沉，一部分随水漂流，在　溢流堰附近时会直接从初沉池溢流而出，进入均　质池，最终由潜污泵送入ＳＢＲ池。在２个初沉池　的水面上，也发现有零星的气泡冒出，泡小而量　少。　在２个初沉池溢流堰上，生长着一些藻类绿　苔，几乎布满池边，锯齿间和绿苔上粘结着一层　絮状物，稍微一动就随水流去。而除钙池内气化　污水表面未发现污泥结团上扬现象，只是溢流堰　上牢牢附着一层坚硬的灰白色钙质结垢物，并无　藻类绿苔。　２．２原由和机理探索　初沉池产生污泥结团上扬现象的主要原由和　形成机理如下。　（１）初沉池主要功能是沉降和澄清混合污水，　正常混合污水中灰渣污泥呈黑色，而这种集团上　扬的污泥则是灰黑色。仔细观察二者有一定区别。　并且，这种泥团和脱水后剩余污泥的色泽更为接　近，故判定结团上扬污泥为活性污泥。　（２）从初沉池溢流堰上生长的藻类绿苔来看，　初沉池污水中最起码有微生物，而除钙池上就未　发现这种现象。由此也可以佐证，初沉池内含有　活性污泥。　（３）混合污水的主要成分中应该无活性污泥，　所以富含活性污泥的污水来源则值得探究。经分　析，初沉池中的活性污泥是来自污水处理站自身　循环的污水，即来自压泥间带式脱水机的滤布冲　洗液。　（４）初沉池内滤布冲洗液的来源是，在压　泥过程中，带式脱水机滤布上粘有大量的活性污　泥，经高压水冲洗后进入地沟，再流入混合污水　管网，与其它各工序的污水混合后，经循环式齿　耙格栅机除去较大的杂物后进入提升井，由潜污　泵送至初沉池进行沉降和澄清。　（５）含有活性污泥的滤布冲洗液流量为　１５－２０　Ｉｎ３／ｈ，约占混合污水总量的１０％。按常理　这些污水中的活性污泥应沉淀在初沉池池底，会　经刮泥机收集后，由排污泵送到污泥浓缩池，经　进一步浓缩、压泥、脱水后，变成泥饼被排放，　而并不是漂浮在初沉池的表面。　（６）活性污泥之所以会漂浮在初沉池表面，　主要是因为池内混合污水中缺磷、缺碳、又缺　氧，只有氮营养，无法保证活性污泥的生长，而　导致其大量死亡和腐化后上浮。从冒出的气泡也　可以判断出，活性污泥有腐化现象。　（７）初沉池内活性污泥集团上扬的主要原因　是大量活性污泥死亡和腐化后漂浮在水面上，在　絮凝剂的作用下絮凝在一起，从而形成大小不　等、规格不一的污泥团块，即所谓的污泥集团上　扬现象。　（８）絮凝剂本来主要用于改善带式脱水机的　脱水效果，在布料前添加在浓缩污泥之中。在脱　水压泥过程中，絮凝剂随滤布冲洗液进入混合污　水中，最终进入初沉池，因其絮凝功能尚未完全　丧失，故也会将漂浮的污泥絮凝在一起。　（９）在污泥浓缩池内没有形成污泥集团上　扬现象的主要原因是，在该池内并无絮凝剂的存　在。分散在水中的大量腐体甚至导致出水混浊，　也不会聚集结团在一起。　２－３控制措施　（１）制作专用工具打捞结团上扬的污泥。泥　团较大时，应分２～３次（勺）将其打捞上来。　（２）分别对２个初沉池进行彻底清泥，直接　在池内临时安装潜污泵，将稠泥输送至污泥浓缩　池中心筒；潜污泵打不上来时，应接消防水进行　２０１５年第２期　段付岗，等：污水处理站物化系统生化异常现象的原因与处理　４３　冲洗和稀释，直到见池底。　置，表面上也看不出会造成多大的影响。但实质　（３）２个初沉池的积泥清理完后，应保持排泥　上将对ＳＢＲ工艺产生致命冲击，甚至导致污水　泵正常运行，及时处理故障和清理堵塞物，必要时　处理站处于瘫痪状态。因为污泥浓缩池大量冒泡　每次排泥后用消防水冲洗、置换排泥泵及其管道。　和２个初沉池污泥结团上扬，实际上就是发出一　（４）保持脱水机脱水效果良好，减少滤布粘　个危险的信号，即这３个池子淤积的污泥已太　结量，降低冲洗液中污泥浓度。　多，若不及时清理和消化，将导致６个ＳＢＲ池　（５）加大压泥负荷，缩短压泥时间。在单位　无法正常排泥；且进水质量将更差，污泥沉降比　时间内冲洗水用量不变的前提下，缩短压泥时间　（ＳＶ３　）大幅升高，可达到８５％一９５％（除Ｉ号和　就可减少冲洗液总量。　５号ＳＢＲ池外，其它４个ＳＢＲ池的ＳＶ　。均一度　２．４效果评价　达到此值）。这便是ＳＢＲ工艺出现了活性污泥膨　利用２　ｄ时间将初沉池水面上结团上扬的污　胀的征兆。一旦出现活性污泥膨胀，污水处理站　泥全部打捞出来，又在２周之内彻底清理了２个　至少需停车３个月以上。要重新进行接种、培菌、　初沉池淤积的污泥，并且增大了排泥泵的电机功　驯化和调试，直至出水合格和达产达标［３】。　率，以保持初沉池进出的泥量均衡，此后初沉池　内再未出现过大量污泥结团上扬现象，且出水一　参考文献　直保持清澈透亮。　［１］１　段付岗．陕化化肥公司改善污水处理站运行状态的措施和经　３结语　验［Ｊ］．煤炭加工与综合利用，２０１４（４）：５７－６１．　［２］张建丰．活性污泥法工艺控制【Ｍ】．北京：中国电力出版　自合成氨污水处理站投运以来，仅在２０１４　社．２００７．　年５月和７月就分别发现污泥浓缩池大量冒泡、　［３］王家玲．环境微生物学（第二版）［Ｍ】．北京：高等教育出版　初沉池污泥结团上扬的现象。如果不认真观察，　社．２００４．　不会发现这种现象；即使发现，不去探究和处　《煤化工废水处理技术发展报告》将于２０１５年５月出版　近年来，随着国家对环境保护的重视和对环境治理的要求，我国煤化工废水处理技术进展日新月异。大量的废　水处理技术研究成果层出不穷，一些新技术也在煤化工企业得到应用和推广。但由于煤化工废水水质复杂、污染物　浓度高，治理难度大，相当一部分煤化工企业的废水排放达标率仍很低，严重制约着我国煤化工产业的发展。因此，　煤化工废水处理技术仍是当前研究的热点，广受各界关注。　为加快我国煤化工行业健康、可持续发展，促进我国煤化工废水处理技术的推广，提高煤化工行业废水处理技　术水平，北京泛地能源咨询中心组织业内权威专家，编撰了我国首部大型《煤化工废水处理技术发展报告》（以下简　称《报告》）。　《报告》不仅分析了我国煤化工废水的来源、特征及废水处理方向；还对当前煤化工主要工艺和产品——气化、　煤制合成氨、煤制甲醇、煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、兰炭、二甲醚、乙二醇等的废水处理技术进行了详细分　析，其中不乏煤化工废水处理技术专利的汇集和废水处理工程案例介绍。　针对煤化工行业当前广为关注的废水　零排放”热点问题，《报告》也有较多篇幅涉及；《报告》还收录了煤化　工废水处理的相关技术规范及国家对煤化工行业环保要求的相关文件。　《报告》共分为１３个篇章，约１００万字。内容系统、全面、丰富、详实，对煤化工生产企业、煤化工废水处理　技术研究机构的科研人员、管理人员和大专院校学生等均有较高的参考价值和指导意义。欢迎来电咨询。　联系人：刘建秀热线电话：０１０．６４２８４０６９　６４２８４１４３