薄板軋含油廢水處理中的微生物處理技術

1、包鋼冷軋含油廢水處理中的微生物處理技術盛新一(包鋼薄板廠微生物處理技術在生活污水中的應用由來已久,但微生物處理應用于工業(yè)廢水時,對工業(yè)廢水中COD:BOD及BOD:N:P的比例有較嚴格的要求。然而在軋鋼廢水中,尤其是冷軋工藝產(chǎn)生的含油廢水中油和添加劑的含量都很高,而氮、磷等營養(yǎng)物的含量都非常低.可生化性較差,一般通過自然培養(yǎng)馴化的菌群是無法在短期內(nèi)適應的,處理效果不理想。過去常用的方法是在含油的廢水中加藥、破乳,再混人酸堿廢水中,先加堿,在堿性條件下沉降,再通過中和混凝沉降及稀釋等手段,使得廢水中的油含量和COD等指標達到國家的排放標準,實現(xiàn)達標排放。這種傳統(tǒng)的處理方法存在著加藥量大,運行不夠

2、穩(wěn)定可靠,沉淀物中的油并投有被真正降解,仍舊容易對環(huán)境造成污染等諸多的問題。而其他如浮選、精濾、強氧化等工藝,由于同樣具有工藝復雜、污染量大、安全性差、勞動強度大、運行費用高、處理后出水難達標且存在二次福染等缺點,在越來越嚴格的環(huán)保要求下,特別是污染總量控制的規(guī)定下達后,這些傳統(tǒng)的處理方法對鋼鐵行業(yè)的技術改造和擴大生產(chǎn)規(guī)模帶來了極大的難度。隨著微生物處理技術越來越廣泛地應用于各種52_'1k廢水的處理,國內(nèi)和國際上已經(jīng)著重開始對專性菌進行馴化培養(yǎng),并將這些專性菌加以組合優(yōu)化,以適應不同水體、不同水質。由此,冷軋含油廢水也開始被考慮納入到生物處理技術應用的范圍內(nèi)。微生物處理技術主要是通過

3、微生物的代謝作用,使廢水中的油、CODer等有機物轉化為水和c。2,因此是一種無害化處理的方法,元二次污染,因此生物處理技術是一類應用最廣的廢水處理技術。雖然傳統(tǒng)的生物處理工藝對難降解有機物處理的效能不高,但近年來由于生物工程技術的發(fā)展,使生物技術在處理高濃度難降解有機工業(yè)廢水方面有了新的發(fā)展,利用微生物的可變異性,強化微生物活性和濃度,可研制出適合處理難降解有機工業(yè)廢水的高新生物處理技術與設備。目前世界各國都在進行這方面的研究,加拿大EPI在國際上已取得領先地位。最近美國,日本,意大利,新西蘭,比利時等國在工業(yè)及城市污水處理利用生物濾池的同時,采用加拿大EPI(環(huán)保研究所培養(yǎng)的新型EPICI

4、N及EPIZYM微生物對各種污水進行處理。該項處理技術的應用在我國還處于初期探索的階段,所以國內(nèi)僅在上海寶鋼的2030冷軋線、安徽馬鋼冷軋線、福建三明鋼廠鍍鋅線有了成功的應用經(jīng)驗,而在國內(nèi)其他同類冷軋生產(chǎn)線中,已有在建的上海寶鋼1800冷軋線、邯鋼1650冷軋線、包鋼1650冷軋線等將應用微生物處理技術處理冷軋含油廢水。以生物濾池的問世為標志的生物膜反應器技術在走過了100多年的發(fā)展歷程后,與活性污泥法一起共同成為現(xiàn)代污水處理技術的最重要組成部分。研究與實踐均已經(jīng)表明,在許多情況下,生物膜法不僅能代替活性污泥法用于城市污水和工業(yè)廢水的二級生物處理,而且還具有一些獨特的優(yōu)點,如運行穩(wěn)定,抗沖擊負

5、荷,更為經(jīng)濟節(jié)能,無污泥膨脹問題,具有一定的硝化與反硝化功能,可實現(xiàn)封閉運轉防止臭味等。隨著配套技術與材料的突破性進展,近年來生物膜工藝得到了廣大研究者和工程技術人員的極大關注,發(fā)展相當迅速,對生物膜特征的認識和基礎理論研究不斷加深,已有的實際工藝日臻完病善,同時出現(xiàn)了多種新型的生物膜反應器工藝和積壓種組合工藝.逐步形成了一套較完整的生物膜法污水生物處理工藝系列。在這樣一個背景下,包鋼冷軋廢水處理站的稀舍油廢水處理系統(tǒng)經(jīng)過多方的調(diào)查和論證,最終采用了微生物處理技術結合接觸氧化法進行稀含油廢水的處理。104技術進步2.。倍加清,生物菌種這個范圍內(nèi)運行才可以得到較好的處理效果。“倍加清”生物菌種是

6、由江蘇博大環(huán)保股份有限責任公司從波蘭引進并與波蘭和美國合作開發(fā)的,它包含一組適應各種不同條件下生長、繁殖并能夠對有機污染物進行降解的菌種。在江蘇博大從2001年引進該菌種至今,已經(jīng)多次成功地應用于城市生活污水處理、天然水體凈化、油田廢水治理、汽車工業(yè)廢水處理以及鋼鐵行業(yè)廢水處理等多個項目,取得了良好的成績。其干性菌種具有多種品種,可選擇性和可組合性較強,經(jīng)過篩選、分離、組臺后的“倍加清”專性聯(lián)合菌群能夠適應多種不同條件廢水的處理,且有干性菌粉儲存、運輸、投加方便,菌種活性高,易于快速馴化,運行成本低等諸多特點。因此,在實地考察和反復論證后,包鋼冷軋廢水處理站項目最終選擇了“倍加清”生物菌種作為

7、含油廢水處理系統(tǒng)微生物反應池的投加微生物。經(jīng)過篩選、分離和試驗,選擇兩組“倍加清”專性聯(lián)臺菌群投加于微生物反應池中,使其在微生物反應池內(nèi)的含油廢水中快速建立起能夠有效降解烴類、脂類等有機污染物的生物群.使之對廢水中各種復雜的脂肪族和芳香族有機污染物進行生物降解,同時也可以強化對烴類、蠟類以及酚、萘、胺、苯、煤油等有機污染物的生物降解。這些被選擇的專性聯(lián)合菌群具有很高的適應性和繁殖率,它們通過水合、活化、繁殖、分解。并通過競爭使其能夠在眾多的生物群中很快地穩(wěn)定下來,形成優(yōu)勢菌群,同時在不斷的競爭中又提高了生物群抗毒性沖擊的性能。在生物降解的初級階段或在生物量較低時,可配臺投加少量的抗表面活性劑以

8、及專性營養(yǎng)劑使廢水中表面活性劑等起分散作用,有利于專性聯(lián)合菌群的生長和繁殖。通過實驗室試驗,該菌種對酸堿的耐受能力最高可以達到PH=3,最低可以達到PH=12.當PH 值達到這兩個值時,菌種的活性將受到抑制而進入休眠狀態(tài),并出現(xiàn)大量微生物死亡。當環(huán)境恢復到適宜菌種生長的條件時,該菌種需要48小時左右的恢復時間。該菌種對溫度的耐受能力最高可以達到t=50,最低可以達到t=10。當溫度t高于50時,菌種將出現(xiàn)大量死亡;當溫度t低于5時,菌種的活性基本消失,進入休眠狀態(tài)。所以,“倍加清”專性聯(lián)合菌群通常適宜在25 35和PH67.5的環(huán)境下生長和繁殖。相應地,使用該菌種的微生物處理系統(tǒng)也應盡可能地保

9、持在包鋼冷軋生產(chǎn)線產(chǎn)生的稀含油廢水(含油量1001000rag/,COD10002500mg/1排水量為50m3/h,主要來源是酸洗一連軋機組部分含油廢水、熱鍍鋅機組、磨床排放的含油廢水以及超濾系統(tǒng)出水。各機組稀含油廢水先進人稀含油廢水調(diào)節(jié)池前的分配槽,經(jīng)水量分配后進人調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池內(nèi)設刮油刮渣機一臺,刮除表層浮油,底部污泥刮至污泥槽。調(diào)節(jié)池廢水用廢水提升泵提升至PH調(diào)節(jié)池,經(jīng)二級PH調(diào)整后廢水進入微生物反應池,考慮到含油廢水的溫度可能較高,不宜直接進入微生物反應池,需要先將廢水溫度冷卻至2535后再進行生化處理。冬天可超越冷卻塔系統(tǒng)。微生物反應池內(nèi)裝有半軟性填料,底層設可變孔曝氣軟管,選用羅

10、茨風機鼓風曝氣,屬于采用接觸氧化法的生物膜反應器范疇。在運行的初期以及日常運行中,需定期向微生物反應池內(nèi)投加“倍加清”專性聯(lián)合菌群,同時投加與專性菌匹配的專性營養(yǎng)劑和抗表面活性劑,以保持專性菌的優(yōu)勢和活性,提高廢水的可生化性能及去除效率。由于“倍加清”專性聯(lián)合菌群對廢水中的油及表面活性劑等有機營養(yǎng)物質的降解作用,通過微生物反應池的廢水中大部分有機物及油通過微生物的代謝作用已轉化為C02和H20,出水的含油及COD等污染指標可以下降到滿足國家二級排放標準的要求。經(jīng)生化處理后的廢水至斜板沉淀池,設置斜板沉淀池的目的是使生化降解后的無機物、剩余枵泥以及部分生物污泥、細菌代謝物等得到沉淀處理。在斜板沉

11、淀池中可以根據(jù)現(xiàn)場廢水水質情況投加少量高教絮凝劑,提高處理效率。沉淀后的污泥進入樗泥濃縮池,上清液至排放水池或酸堿廢水處理系統(tǒng)。由于考慮到運行中的運行成本以及保持前面微生物反應池中專性菌的優(yōu)勢和活性,提高廢水的可生化性能及去除效率,在設計中設定了斜板沉淀池出泥向微生物反應池的污泥回流濾為20%。斜板沉淀池的剩余污泥用泵送至污泥濃縮池,進一步濃縮并加藥聚凝后用泵打人離心脫水機進行脫水處理后,于泥定期外運,泥餅的含水率不大于75%,濾液出地坑回至稀油廢水調(diào)節(jié)池。系統(tǒng)正常運行后,該設備基本為連續(xù)運行。當水量少時,可根據(jù)調(diào)節(jié)池液位高低與水泵聯(lián)鎖控制;包鋼冷軋舍油廢水處理中的微生物處理技術105不進水時

12、,只需間隔4小時左右曝氣半小時即可,必維持微生物活性。如因大修停機幾天,系統(tǒng)中的專性聯(lián)合菌群會隨著池內(nèi)的有機污染物濃度降低麗自動進入低增殖階段,系統(tǒng)處于休眠狀態(tài),當設備投運后,系統(tǒng)會隨著池內(nèi)的有機污染物濃度的增長很快就恢復正常運行。該設備投運后由于有一定量的污泥回流,菌種的投加量會很少,因此運行費用較低,運行時同越長,處理效果越好。包鋼冷軋廢水處理站稀含油廢水處理系統(tǒng)的核心設備是微生物反應池,設計處理水能力60T/h。主要通過投加“倍加清”專性聯(lián)合茵群,使其在廢水中的填料表面快速建立條有效降解烴類、脂類等有機污染物的生物群,對廢水中各種復雜的脂肪族和芳香族進行生物降解,同時可強化對烴類、蠟類以

13、及酚、蔡、胺、苯、煤油等生物降解,這些專性菌有著很高的繁殖率,它們通過水臺、活化、繁殖、分解,井通過競爭使其能夠在生物群中很快穩(wěn)定下來,形成優(yōu)勢菌群,同時在不斷的競爭中又提高了生物群抗毒性沖擊的性能,在生物降解的初級階段或在生物量較低時,可配合投加少量的抗表面活性劑以及專性營養(yǎng)劑、抗表面活性劑是使廢水中表面活性劑等起分散作用,輔助微生物的生長和繁殖。包鋼冷軋廢水處理站的微生物反應池所采用的廢水處理方法為接齄氧化法,故也被稱為生物接觸氧化池或浸沒曝氣式生物濾池,屬于廢水好氧生物處理法中的生物膜法范疇。生物膜法是指廢水流過生長在固定支承物表面上的生物膜,利用生物氧化作用和各相問的物質交換,降解廢水

14、中有機污染物的方法。麗生物接觸氧化法,就是在曝氣池中填充填料,經(jīng)過曝氣的廢水流經(jīng)填料層,使填料顆粒表面長滿生物膜,廢水和生物膜相接觸,在生物膜生物的作用下,廢水得到凈化。生物接觸氧化池又名浸沒式曝氣濾池,也稱固定式活性污泥法,它是一種兼有活性污泥和生物膜法特點的廢水處理構筑物,所以它兼有這兩種處理方法的優(yōu)點。生物接觸氧化法具有如下特征:本次設計中生物接觸氧化池所使用的填科是用人造纖維絲成柬綁扎在尼龍纖維繩上制成的絲狀球形填料,上下貫通,廢水在池內(nèi)流動時的水力條件好,能夠很好地向填料壁上固著的生物膜供應營養(yǎng)及氧,因此生物膜上的生物相很豐富,除細菌外,球衣菌類的絲狀菌、多種種屬的原生動物和后生動物

15、,能夠形成穩(wěn)定的生態(tài)系。填料表面全為生物膜所布滿,形成了生物膜的主體結構,有利于維護生物膜的凈化功能;還能夠提高充氧能力和氧的利用率;有利于保持高度的生物量;生物膜的立奉結構形成了一個密集的生物網(wǎng),廢水從中通過,能夠提高凈化效果。生物接觸氧化對沖擊負荷有較強的適應能力,污泥生成量少,不產(chǎn)生污泥膨脹的危害,盼夠保證出水水質,不需污泥大量回流,易于維護管理,不產(chǎn)生濾池蠅,也很少散發(fā)臭氣。生物接觸氧化具有多種凈化功能,它除能夠有效地去除有機污染物質外,還能夠用以脫氮和除磷。生物接觸氧化法的主要缺點是:填料間廢水的流速比較慢,接觸時間長,水力沖刷力小,生物膜只能自行脫落,填料易于堵塞,造成布水和布氣不

16、均勻,影響廢水的處理效果;剩余污泥往往惡化被處理的水質;動力費用較高。為避免和減少以上缺點,設計中采用了直流式(又稱全面曝氣式的接觸氧化池,即在填料下直接布氣,生物膜宣接受到上升氣流的強烈攪動,加速了生物膜的更新,使其經(jīng)常保持較高的活性,而且能夠克服堵塞的現(xiàn)象。曝氣的空氣來源是羅茨鼓風機,布氣設備為孔眼均勻分布的多孔管。接觸氧化池填料的選擇要求比表面積大、空隙率大、水流阻力小且性能穩(wěn)定。由于本項目所采用的是人造纖維絲制成的軟性填料,能夠在接觸氧化池中形成巨大的生物膜支承面積,通過實踐已經(jīng)證明該類填料具有耐腐蝕、耐生物降解,不堵塞、造價低、體積小、質量輕、易于安裝、適應性強等優(yōu)點,對來水的負荷渡

17、動以及布水不均勻的不利情況有較強的適應能力。5。結論隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展,市場對各種鋼材的需求也急劇擴大,刺激了國內(nèi)鋼鐵行業(yè)的飛速發(fā)展,而冷軋生產(chǎn)線做為鋼鐵行業(yè)的主要發(fā)展方向之一,其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不易生物降解的高濃度有機廢水日益增多,除采用生物化學法處理外,至今仍未有很好的降解處理方法。由于上海寶鋼2030冷軋生產(chǎn)線的成功應用,以及隨后上海寶鋼18DO冷軋生產(chǎn)線、邯鋼1650冷軋生產(chǎn)線和包鋼1560冷軋生產(chǎn)線的采用,國內(nèi)有越來越多的玲軋項目開始采用微生物處理技術來姓理冷技術進步軋和鍍鋅產(chǎn)生的高含油、高c0D廢水。由此可見,微生物處理技術在冶金行業(yè)廢水處理中具有廣闊的應用前景,微生物處理技術不但在凈化環(huán)境、減少污染和改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面發(fā)揮重要的作用,還可為保護人類的生存環(huán)境和國民經(jīng)濟建設及社會可持續(xù)發(fā)展做出積極的貢獻。參考文獻l生物膜法污水處理技術,劉雨、趙慶良、鄭興燦,中國建筑工業(yè)出版社,2000,3。2.環(huán)境微生物技術,馬文游、楊柳燕、顧條濂,南京出版社,19996。3.環(huán)境生物技術,程樹培