摘要：介绍福建纺织化纤集团有限公司废水处理概况，并介绍采用水解酸化法 活性污泥法 接触氧化法处理含PVA、VAC、甲醛等废水的设计、调试及运行情况，实践证明利用水解酸化可有效提高废水的可生化性，对保证后续生物处理系统的正常运行有重要作用，该工艺处理系统处理废水稳定、处理效果好，经处理后的废水达到《国家废水综合排放标准》(GB8978-96)一级综合排放标准。
关键词：水解酸化 溶解氧 接触氧化 可生化性 PVA 甲醛
一、 概况
福建纺织化纤集团有限公司是我国建厂较早的九大维纶厂之一，是一套以电石、乙炔气为原料生产PVA、VAC的工艺，公司“九五”期间：“涤纶差别化”、“醇解四列”等项目的实施，废水量将在原有的基础上增加200多吨/时(原处理能力为200吨/时)。工艺特点是原辅材料和中间产品种类多，工艺复杂。生产废水水量、水质变化较大，废水的主要特点及造成废水不达标的主要原因有：
(1)、COD 平均在700～900mg/l之间，最高时可达6000mg/l。
(2)、废 水中有机物与无机物种类繁多，组分相当复杂。
(3)、危害微生物的有毒物质种类多，单项有毒物严重超标，在极端情况下甲醛含量达220 mg/l，硫化物含量达250 mg/l
(4)、效果差：一些构筑物处理能力不足。
(5)、调节、均质能力差：由于化工废水均质、调节事故池等设施不完善，时常出现化工废水对生化系统产生冲击；同时，废水偏碱性，系统缺乏对PH的自动调节和有效控制，造成生化系统设施中的微生物处于受抑制状态。
(6)、化工废水中污染物浓度高，成份复杂，BOD/COD值为0.18，小于0.3可生性差，给废水处理增加难度。
从以上诸多不利因素看，解决水质不达标的主要手段应从改善废水处理工艺入手，提高废水可生化性，保证出水有机物达标。因此，拟定在保留部份原有处理设施的基础上对原有的二级生物膜法处理系统进行扩容改造。
扩建项目处理方案采用“水解酸化 活性污泥法 接触氧化法”工艺，即膜法缺氧、泥法好氧、膜法好氧三种生物处理方法组成的新工艺，保留了原系统中的中和调节系统、竖流式沉淀池、平流式沉淀池及塔式生物滤池。
设计水量、水质及排放标准：
| 项目 | COD (mg/l) | BOD5 (mg/l) | SS ( mg/l) | 硫化物(mg/l) | 甲醛(mg/l) | PH值 |
| 进水 | 550～1600 | 60～150 | 20～200 | 100～300 | 0～250 | 1～14 |
| 出水 | ≤100 | ≤30 | ≤70 | ≤1 | <1 | 6～9 |
二、工艺特点：
该工艺于2001年6份进行工艺可行性研究、初步设计，2001年9月开始施工建设；2002年6月整体工程通过验收，进入联动调试阶段；投产连续运行至今，现对改造后的工程工艺设计介绍如下：
1、技术原理
(1)、水解工艺是近年来在化工行业污水方面应用较为广泛的处理工艺，它通过控制反应时间，将厌氧反应控制在水解酸化阶段，以去除污水中一定的污染物提高污水的可生化性，有助于后续的好氧处理效果。在水解酸化阶段由于大量水解细菌、产酸细菌作用，不溶性有机物水解为可溶性有机物；难降解的大分子物质转化为易于生物降解的小分子物质。此次建造的水解酸化池中分别装有组合填料、软管和潜水搅拌机，它们能更有效的发挥水解酸化池的作用及缩短水解酸化池微生物培养、驯化时间；所增加的设施作用如下：
a)、挂装填料：水解酸化池内分两组分别挂装弹性立体填料和组合填料，它是利用填料的剪切作用，提高池中氧的转移效果，增加池中单位体积的细菌总量，使池中大部份生物以膜的形式生长，提高抗冲击能力。
b)、安装软管：因水解酸化菌的活性差、吸附性能弱，很难直接在填料上形成成熟的生物膜，为了加快水解酸化池挂膜速度，根据好氧菌吸附性强易上膜的特性，在池底增设软管进行好氧培养，当好氧膜成熟后控制各个布气阀将池内的溶解氧逐渐降低进行菌种的转化，这样大大缩短了水解酸化池的挂膜时间。
c)、池底设潜水搅拌机：潜水搅拌机安装在水解酸化池进口池底及池底中部，它能使池内形成循环流，让水解酸化池具有耐冲击的特性，另外搅拌机产生的循环不流，改善了池中的水力条件，防止污泥的沉淀，使废水与污泥接触更充分。
(2)、池采用传统的活性污泥法它是当今世界范围内应用最为广泛的一种生物处理工艺，也是目前有机废水生物处理的主要方法，其活性泥粒可以在池中自由活动，有较多的机会同废水中的污染物接触并吸附污染物，它具有处理能力高，出水水质好等优点。
(3)、接触氧化法具有污泥负荷高，抗冲击负荷强，无污泥膨胀等优点，在工业废水处理中被广泛运用。它是一种以生物膜法为主兼有活性污泥法的生物处理方法，在池中增设填料，是降低污泥负荷，防止污泥膨胀和实现硝化的有效措施。由于填料的介入，污水中微生物的生存环境由原气、液两相转变为气、液、固三相，为微生物创造了更丰富的生存环境，部分微生物附着在填料上，其余的悬浮在水中，以生物膜和活性污泥两种方式构成新的生态系统，这一系统具有运行稳定和抗冲击负荷强的特点。
2、改造后的工艺流程：
改造后的工艺流程见图1
3、主要处理构筑物的尺寸及特点
| 构筑物名称 | 数量 | 结构及尺寸、负荷 | 特点 |
| 中和调节池(原有) | 4座 | 花岗岩砌体结构容积为500m3 | 池底设穿孔管起到预及搅拌作用。 |
| 事故池 | 1座 | 钢筋混凝土结构容积为500 m3 | 当COD高或废水偏碱时启用 |
| 竖流式沉淀池(原有) | 2座 | 花岗岩砌体结构长×宽×深为7.4×7.4×6.86m，积泥斗深3.3m，水力负荷为2.74 t/m2·h，水力停留时间2.5h | 采用重力式排泥。 |
| 塔式生物滤池(原有) | 2座 | 钢筋混凝土框架结构，共5层，总高18.4m， | 每层内装的3m高的双斜波聚乙烯填料。 |
| 水解酸化池 | 1座 | 分两段尺寸分别长×宽×深为18×11.5×6.7m，生物负荷为1500mg/l(COD)，水力负荷为300t/h，水力停留时间9.6h，污染物去除率25% | 池内分别装有组合填料、软管、潜水搅拌机 |
| 池 | 1座 | 分三段尺寸分别长×宽×深为有效水深6.1m生物负荷为800mg/l(COD)，水力负荷为450t/h，水力停留时间10.2h，污染物去除率80% | 采用推流渐变式，池底设有2352个微孔器，其中第一段896个，第二段784个，第三段672个 |
| 辐流式沉淀池 | 2座 | Φ16m带中心驱动半桥式刮泥机，水力负荷为1.12t/m2·h，有效水深3.4m | |
| 污泥回流池 | 1座 | 长×宽×深为3×4×5m 设有3台流量为120m3/h，150WL200－12.5污泥泵 | 回流比为50%～100% |
| 离心式鼓风机 | 4台 | 3台型号为D80-1.7 1台型号为D80-1.5 | D80-1.7供气量80m3/min，压力7m水柱，运行2台供池，D80-1.5供气量80m3/min，压力5m水柱供接触氧化池， |
| 接触氧化池 | 2座 | 共8格长×宽×深为22×13×5m，停留时间为2h， 单格水力负荷为，生物负荷为150mg/l(COD)， 污染物去除率20% | 单格内装焦碳填料m3，采用下进上出的水流方式，填料下设有软管，水汽比为1:20 |
| 平流式沉淀池(原有) | 2座 | 长×宽×深为22×13×5m，水力负荷为225t/h，沉淀区长6.6m，集泥斗4个，深3.3m | 采用重力式排泥。 |
三、调试运行及验收监测
调试运行历行半年，前1个月主要进行水解酸化池的生物膜及池活性污泥培养，随后逐步将水解酸化池的好氧型生物膜转型成为兼性型、厌氧型生物膜。后5个月进行整个系统的驯化、稳定运行和验收监测。
水解酸化池、池、接触氧化池的微生物的培养、驯化极其重要它关系到今后整个系统的运行效果。由于水解酸化池兼性菌、厌氧菌活性差，挂膜效果差如果靠常规培养时间长，因此，我们采用好氧培养，生物转型的办法来缩短培养、驯化时间。水解酸化池、池及接触氧化池的调试主要是先将各池中注满生活污水进行闷曝，1周后池中出现了大量的絮状物，池面上有大量的光合菌，泥样经生物镜检可发现大量的钟虫、轮虫等，每天连续向池中注入设计水力负荷20%的水量(即低浓度工业废水COD≤300mg/l约100t/h)，并投加适量发酵玉米面及按比例投加营养液，以维持微生物生长对碳、氮、磷营养物的需要，溶解氧控制在2.0mg/l左右；两周后池中污泥呈褚色，絮凝效果较好，MLVSS在1050mg/l、污泥沉降比达到25%，观测预先设置的填料，发现填料上附着生长的生物膜已达到约3mm左右，此时，开始分三次向池中连续注入工业废水，水力负荷分别为设计水量的50%、80%、100%；生物负荷分别为500mg/l、1000mg/l、1500mg/l，每次提高水力负荷及生物负荷时需待系统微生物各项指标(MLVSS、SV30、生物镜检等)均达到要求时方可进行(如发现提高负荷后池中混合液的污泥量大量减少，应立即减小负荷并向池中注入生活污水使污泥量恢复)。负荷提高至设计负荷后维持运行1个月，系统运行很稳定、活性污泥生长良好，这表明水解酸化池、池的好氧生物培养已达到预期效果，于是开始进行水解酸化池的生物转型驯化。
水解酸化池的生物转型主要是控制水解酸化池中的溶解氧，逐步分阶段降低池中的氧浓度直至0.3mg/l以下，将已培养驯化好的好氧菌转化为兼性菌或厌氧菌，我们分三次减少水解酸化池中的量，使池中的溶解氧分别维持在1.5mg/l、1.0mg/l、0.3mg/l，每次减少量后维持运行1周，1个月后水解酸化池中甲烷、CO2等气体的产气剧烈，出水颜色略呈黑色，BOD/COD值约0.32左右，可生化值较原来提高为0.14，废水的可生化性明显改善，系统出水稳定，表明调试完成。
该项目从设计到投入运行历时1年，于2002年6月通过省环保局及当地环境监测站现场取样监测验收。监测结果表明处理后出水质各项目出水指标(COD、BOD5、SS、PH值、硫化物、甲醛)均达到国家《国家废水综合排放标准》(GB8978-96)一级综合排放标准，系统运行至今出口主要指标COD平均在60mg/l以下，甲醛为0mg/l，无出现各项指标超标事故。
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