蒙维科技PVA废水处理与回用工程设计

辛红香，张正和，胡俊腾，张绪俊，李建军，郑梅，张勇，姜安平（.北京桑德环境工程有限公司，北京00；.内蒙古蒙维科技有限公司，内蒙古乌兰察布0400）

蒙维科技PVA废水处理与回用工程设计

辛红香1，张正和2，胡俊腾2，张绪俊2，李建军1，郑梅1，张勇1，姜安平1
（1.北京桑德环境工程有限公司，北京101102；2.内蒙古蒙维科技有限公司，内蒙古乌兰察布012400）

内蒙古蒙维科技有限公司废水处理工程设计规模为200m3/h，采用带选择器的活性污泥法作为废水处理的核心工艺。介绍了废水的水质水量、处理工艺流程和各处理单元设计参数，并对设计和运行中的经验进行了总结。运行实践表明，该废水处理工程运行良好，处理效果稳定，处理出水达到《污水再生利用工程设计规范》（GB 50335—2002）中“再生水用作冷却用水的水质控制指标”，全部回用作循环冷却水。

PVA废水；带选择器的活性污泥法；回用

内蒙古蒙维科技有限公司是安徽皖维集团有限责任公司与内蒙古白雁湖化工股份有限公司共同投资建立的公司，公司总投资约14亿元，是目前国内一次性投资产能最大的PVA公司。配套的PVA废水处理与回用工程于2011年建成投产，处理规模200m3/h，废水经处理后用作冷却循环用水。

1　进出水水质及处理工艺流程

本工程处理出水全部回用作为冷却循环用水，其回用水水质要求达到《污水再生利用工程设计规范》（GB 50335—2002）中“再生水用作冷却用水的水质控制指标”。本工程进出水水质如表1所示。

表1　设计进出水水质

PVA生产废水是可生化性较好的废水，通常含有甲醛（有的高达150～200mg/L）、氰化物（20～50 mg/L）、腈醇（20～50mg/L）、硫化物、硫酸（1 700～2 000 mg/L）、Na2SO3（2 000～2 300mg/L）以及PVA（可达40 mg/L）等物质，其pH波动较大，结合回用需求，确定采用“中和+带选择器的活性污泥反应池+曝气生物滤池+过滤”的主体处理工艺。经实践证明，该处理工艺具有良好的处理效果，处理效率高且出水水质稳定。处理工艺流程见图1。

2　工程设计

2.1预处理单元

2.1.1格栅间及进水泵房

格栅渠1座，尺寸7m×0.6m×3.5 m，全地下式结构。内设机械格栅1套，栅宽0.5m，栅隙3mm。

进水泵房1座，尺寸8.4m×6.6m×6m，全地下式结构。内设干式污水提升泵3台，2用1备，流量110m3/h，扬程10m，功率15 kW。

图1　工艺流程示意

2.1.2调节池

调节池2座，尺寸15m×20m×4.5m，半地下式结构。采用机械搅拌，每池配套潜水搅拌机2台，功率7.5 kW。

2.1.3事故池

事故池主要承接生产事故水。事故池3座，尺寸18m×20m×4.5m，半地下式结构。内设干式污水提升泵2台，1用1备，流量20m3/h，扬程10m，功率2.2 kW。

2.1.4中和池

中和池起酸碱中和的作用，采用人工投加小苏打调节pH。中和池2座，尺寸6m×6m×4.5m，半地下式结构。采用机械搅拌，配套平桨式搅拌机2台，功率2.2 kW；出水通过泵提升至活性污泥反应池，设干式污水提升泵3台，2用1备，流量110m3/h，扬程10m，功率15 kW。

2.2二级处理单元

2.2.1带选择器的活性污泥反应池

带选择器的活性污泥法是在普通活性污泥池前设置一座小型的前置曝气选择池，实际上是一种改良的活性污泥法，其目的是为了提高曝气池首端的BOD，促进絮凝体形成菌的增殖，抑制丝状细菌的生长，从而有效地抑制活性污泥膨胀，增加活性污泥法的运行可靠性。

带选择器的活性污泥反应池2座，单座尺寸36m×18m×6m，半地下式结构。总有效停留时间32 h，其中选择区停留时间4 h；污泥质量浓度2～3 g/L，污泥负荷为0.08～0.12 kg/（kg·d）。

活性污泥反应池供氧采用3台罗茨鼓风机，2用1备，风量35m3/min，风压73.5 kPa，功率75 kW。

2.2.2二沉池

中心进水周边出水辐流式二沉池1座，直径24m，水深4.5m，表面负荷0.5m3/（m2·h）。半桥式周边传动刮吸泥机1套，驱动功率0.37 kW。

2.2.3污泥泵房

污泥泵房1座，尺寸4.6m×4m×4m，用于暂存污泥。设污泥回流泵3台，流量100m3/h，扬程8m，功率5.5 kW，回流比50%～150%；剩余污泥泵2台，1用1备，流量7m3/h，扬程20m，功率1.5 kW。

2.3深度处理单元

2.3.1深度处理提升泵站

深度处理提升泵站1座，尺寸7m×1.8m×3.3m。设干式污水提升泵2台，流量200m3/h，扬程12.5m，功率15 kW。

2.3.2曝气生物滤池

曝气生物滤池2座，单座尺寸7m×7m×6.7m。采用球形轻质多孔陶粒生物滤料，小阻力配水系统，水力负荷2m3/（m2·h），曝气强度3.5 L/（m2·s）。采用气洗-气水洗-水洗的反冲洗顺序，气洗强度10~15 L/（m2·s），水洗强度6~8 L/（m2·s），整个反洗过程中水洗强度不变。

配套2台罗茨鼓风机，风量20m3/min，风压73.5 kPa，功率45 kW，曝气时开1台，反洗时2台同时运行，水洗采用回用水。

2.3.3过滤设备间

过滤设备间1座，尺寸15.6m×7.2m。内设中间水箱1个，过滤提升水泵3台，2用1备，流量100 m3/h，扬程18m，功率18.5 kW；纤维束过滤器3个，直径2m，滤速22m/h，处理能力70m3/h。采用气洗-水洗的反冲洗顺序，气洗强度40～50 L/（m2·s），水洗强度6～8 L/（m2·s）。配套罗茨鼓风机2台，1用1备，风量10m3/min，风压63.7 kPa，功率22 kW，水洗采用回用水。

2.4消毒及回用水单元

2.4.1回用水池

过滤器出水自流进入回用水池，在回用水池进水管前端接入加氯管，对回用水进行加氯消毒。回用水池1座，尺寸10m×10m×4.4m。出水用泵送至各用水点。

2.4.2加氯间及综合泵房

加氯间1座，尺寸16.5m×7.5m。设2 kg/h真空加氯机1台，为回用水消毒，加氯量10mg/L。

综合泵房1座，尺寸12m×7.5m。设曝气生物滤池反洗泵2台，1用1备，流量1100m3/h，扬程17m，功率90 kW；过滤器气洗泵2台，1用1备，流量94 m3/h，扬程28m，功率11 kW；加氯动力水泵2台，1用1备，流量7m3/h，扬程35m，功率2.2 kW；回用水泵2台，1用1备，流量200m3/h，扬程15m，功率15 kW。

2.5污泥处理单元

污泥浓缩脱水间1座，尺寸24m×7.2m。设带式浓缩脱水一体机1台，带宽1m，处理量（以干泥计）150～180 kg/h。

3　运行调试与处理效果

3.1运行调试

废水处理设备经单机调试，清水联动试车正常后，开始接种污泥进行生化阶段的调试。生化调试主要包括污泥接种、活性污泥培养驯化及负荷提升。

3.1.1污泥接种

调试时先对1组生化池进行污泥接种，接种污泥来自乌兰察布市某污水厂的脱水污泥，污泥含水率约80%。先排出一半的生化池联动试车后的清水，然后投加筛洗后的种泥，投加量为5 g/L，同时加入少量预处理合格后的污水（保证混合后的pH为6~9），加水量约为200m3。经过连续5 d的闷曝后，有明显的絮体菌胶团生成，镜检发现有较多的鞭毛虫和少量的累枝虫，说明污泥初期接种效果良好〔1〕。

3.1.2活性污泥培养驯化及负荷提升

污泥接种完成后，开始对生化系统进行污泥培养驯化，这个过程分为2个阶段，单格启动阶段和系统全部启动阶段。

首先单格间歇进水，第1次进水量为正常处理水量的10%，系统稳定后（系统稳定判断指标为COD去除率达80%），按照20%的进水提升比例逐步增加负荷至设计处理能力。此过程中，均在系统稳定1周后再进行下次负荷提升，同时采用临时泵每天排出进水量的50%至下一处理单元。

待单格池内注满水，系统运行稳定，达到设计处理能力的60%以上时，开始启动另外一格，进入系统全部启动阶段。先启动的一格采用临时泵每天提升进水量的50%至另一格，同时另一格每天间歇进预处理合格后的污水，仍按照20%的进水提升比例逐步增加负荷。每一个负荷提升阶段稳定时间缩短至4~6 d，逐步提升进水负荷直至达到设计处理能力。污泥培养驯化及负荷提升共用90 d时间。

3.2处理效果

本工程自2011年至今运行良好，出水得到全部回用，良好的出水水质保证了生产的正常运行，并节约了宝贵的水资源。实际出水水质如表2所示。

表2　实际出水水质

3.3处理成本

废水处理的直接成本主要包括水、电、药剂及人工费等，各计价依据如下：自来水费3.3元/t，电费0.4元/（kW·h），人工工资36 000元/（人·a），药剂费PAM 30 000元/t、NaOH 2 000元/t。经计算直接处理成本约为1.1~1.3元/t，吨水处理成本大大低于自来水价格，处理出水回用实现了变废为宝。

4　设计总结

PVA废水的可生化性较好，要做好该类废水的处理关键是充分了解原水特性，有针对性地选择处理工艺，以及把握好设计参数、设备的选择。本工程主要在以下方面把握整体设计：

（1）工艺流程简单，易于操作。不追求冗长的工艺流程，从类似工程实际运行的现场数据反算工艺参数，使得到的参数经济可靠，既不造成投资浪费，又能确保出水水质。

（2）调节池搅拌。由于原水水质水量变化大，搅拌非常关键，否则直接影响后续生化的稳定处理。基于经验进行搅拌强度计算。

（3）生化负荷。PVA是中性混凝剂，易与Ca2+、Mg2+结块絮凝，降低污泥的活性。因此，负荷一定要设计合理，这也是该工程的设计关键。

（4）pH调节。原水pH变化非常大，因此在pH控制上需要非常注意选择控制点。控制点放在调节池前会增大中和药剂量，放在调节池之后则可以保证相对稳定的中和效果，并且充分利用原水的碱性水中和，可降低中和药剂量；此外还需充分考虑中和药剂的选取。

（5）好氧池污泥膨胀的避免措施。增加生物选择器，采用合理的回流比。

（6）曝气生物滤池。在曝气生物滤池内选用合适的填料，采用先进的布水、布气设施，保证不产生死角；并在可生化性差的进水条件下适当调整碳源的补入，利于填料挂膜，从而最终达到深度生化处理要求。

5　结论

内蒙古蒙维科技有限公司废水处理与回用工程的实践证明，采用“中和+带选择器的活性污泥法+曝气生物滤池+过滤”的组合工艺处理PVA废水，处理出水能达到《污水再生利用工程设计规范》（GB 50335—2002）中“再生水用作冷却用水的水质控制指标”。该工艺简单，运行稳定，具有抗冲击负荷强等优点。此外，该工程的实施每年可使BOD排放减少15.8 t，COD排放减少39.6 t，且出水全部回用于生产，不仅减小了环境污染，且大大缓解了当地水资源紧张的现状，实现了变废为宝，为企业创造了持续的经济价值。

［1］赵维春，王文喜.烟台南郊污水处理厂调试及污泥接种驯化［J］.中国市政工程，2014（4）：31-33.

Design of the projecton PVA wastewater treatm entand reuse in Inner Mongolia MengweiTechnology Co.，Ltd.

Xin Hongxiang1，Zhang Zhenghe2，Hu Junteng2，Zhang Xujun2，Li Jianjun1，ZhengMei1，Zhang Yong1，Jiang Anping1
（1.Beijing Sound EnvironmentalEngineering Co.，Ltd.，Beijing101102，China；2.InnerMongoliaMengwei Technology Co.，Ltd.，Ulanqab 012400，China）

The design capacity of Inner Mongolia Mengwei Technology Co.，Ltd.forwastewater treatment project is 200m3/h.Activated sludge treatmentprocesswith a biological selectorhasbeen chosen as the core treatmentprocess. The quality and quantity of the influentwater，the layout of the treatment processes，and the design parameters of every treatmentunitare introduced in detail，and the experiences in the design and operation are summarized.The operation practice shows that thewastewater treatmentproject runswell，treatmenteffectsare stable，and the treated effluent reaches the“controlled targets ofwater quality for the reclaimed water used as cooling water”，specified in the Design Specification ofWastewater Recycling Project（GB 50335—2002）.The effluentcan all be reused as circulating coolingwater successfully.

PVAwastewater；activated sludge processwith selector；reclamation

X703

B

1005-829X（2016）10-0094-04

辛红香（1979—），工程师。电话：01060598739，E-mail：s60594280@126.com。

2016-06-08（修改稿）