破解污水排放违规难题

作者:Daniel Theobald 文章来源:本文来自《Water Waterwaste Processing》杂志。 发布时间:2016-06-12
针对工业废水BOD指标上升采取有效解决方案—— 在分散广泛的制造行业,采用不同生产工艺的工厂所遇到的废水处理挑战可能是类似的,成功解决一座污水处理厂的性能失常现象往往能对其他污水处理过程带来参考意义。在本文所举的例子中,水处理设施在平日能够排放指标稳定的合规废水,采用物理化学手段解决了突发的生物需氧量(BOD)指标上升问题。

出于一些尚不为人知的原因,某污水处理设施在日常监测中发现已接连2个月违反了BOD排放许可值,对于生产企业及监管机构来说,这属于异常状况,并引发了一些关注,生产公司刚刚引入了一台新的工业预处理协调器。

事件背景

如果这种反复违规现象持续下去,这家工业废水处理排放商将丧失自我监测取样的特权,而这意味着公司将放弃自己的取样时间安排权利,即每月1次24 h取样周期,接受监管机构进行的每月3个连续24 h的取样周期,采样结果也将交纳附加费。仅就增加的2次采样作业而言,第一个月将多缴纳7 000美元的附加费,第二个月将多缴纳3 000美元。

工厂污水处理相关数据如下:处理厂第一班满负荷运转,第二班和第三班限负荷运行。公司每月购入约2 000万加仑(75 710 t)水,24 h生产周期内向污水管理局集水系统排放约70万加仑(2 650 t)的处理后废水。由于污水来源于各个生产部门且流量不等,废水的pH值、污染物种类及浓度也在一个区间内发生变化。

一步步解开谜题

废水处理设施发生了稳定的排放物超标现象,涉及到成本增加费用也数目不小,企业管理者亟需知道事件的原因及处理办法,于是调查和培训工作开展起来。

采集数据

分析处理规程和性能都需要数据。例如分析4名操作者的职能执行情况以及由于交接班导致的工作影响,记录用于分析经处理样品的内部质量控制实验室操作规程,将废水处理与排放限值要求进行对比,包括附加费计算方式。研究4项主要的排放超标参数:pH值、总悬浮固体(TSS)、生物需氧量(BOD)以及每日放流间隔。

及时采取措施

第一项挑战是保持生物需氧量(BOD)和总悬浮固体(TSS)排放指标的始终合规。由于污水处理厂不具备能够“平衡掉”混合变动量的调节池能力,因此在污水处理中,需对变化的参数反应及时。在满负荷生产日内,废水处理设施会24 h运转,需要3名操作者8 h倒班工作,第1班操作员在上午7点前启动废水处理装置,生产开始前流量约200加仑/min(约757 L/ min),生产期间约550加 仑 /min(2 082 L/ min),峰值接近700加仑/min(2 650 L/min)。

处理工艺

这座处理设施只有一个用于接收来自生产过程未经处理废水用的集水池。根据设计,集水池能够将位于流水通道上表面的悬浮固体刮掉,并且能让可沉降的固体沉降在通道底部。集水池通道内的废水流动中流当中既不含悬浮固体也不含可沉降固体,随后将自流至下一个工艺单元,这个单元是一台旋转式筛网,用于滤除细小固体。

从旋转式筛网流出的废水自流至废水处理厂的第一级处理部分。一级处理包括碱中和,调节pH值至稳定最小值8.0以上。

下一阶段的一级处理包括酸中和pH值调整,将pH值降低至5.5以下的稳定值,并在废水流入澄清池之时喷入阴离子聚合物溶液。这座澄清池是一个溶气浮选(DAF)单元,用于去除悬浮固体并用于澄清废水,经过澄清的废水从DAF单元的底部排出。废水通过提高pH值至6.0以上的稳定值以满足排放许可证限值要求。

继续调查

经过一段时间的检验发现,排入下水道系统的废水并不像处理单元排放出来的废水那样洁净,包括从DAF单元排出的废水,其中发现了一些与工艺单元无关的废物。这些现象证明了有一些特定废物源绕过了工艺处理单元,直接自流进入到污水管理局的集流系统。

处理厂相应采取了一些措施在污水流入下水道之前将其截获,并对这些污水进行针对性的处理。随后的结果证明了这些改变措施是成功的,解决了2项连续违规事件当中的第一项谜题。

在纠正措施到位后进行了第二次取样检验。但仍有一项违规事件继续存在,这导致对上个月开展的所有工作进行了重新检查。经过调查,第二次违规事件的原因是工厂生产的一项机械性故障所致。调查组随后将情况告知了生产管理层,保持机械设备处于合格的运行状况。

在针对这两种状况采取了解决措施之后,在紧接着的第3个月执行了取样检验,其中没有发现违规事件,排放也因此达标了。

结语

分析表明,当使用正确的废水处理规程时,澄清后的水符合了监管的要求。以前在5个串联批处理池中,由于池内停留时间受限,导致固体分离度不完全。解决方案是只在批处理池内执行化学废水处理作业,不尝试执行固体分离作业,通过一台板框式压滤机对经化学处理的水进行固体分离处理。板框式压滤机排出的滤液满足了排放许可证对BOD和TSS的要求。

从压滤机排出的澄清后废水的滤液废流pH值为3.0,而合规排放的最低pH值为6.0。所以,简单的解决方案是使用一个专用pH值调整池,其容积约为2 000加仑(7 571 L),保持着至少60%的最低池内液位,也就是1 200加仑(4 542 L),池内随时将经过pH值调节的水保持在7.5左右。当流量190 L/min低pH值滤液至这个专用pH值调节池,并达到约25 min的接触时间,从而满足了排放要求。

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