山东帕克环保工程有限公司

 调节池

废水的预处理是整个系统能否有效运行的关键因素之一。废水首先进入调节池。为充分均匀废水的水质、水量，保证后续处理的连续性稳定性，因此设立一个足够大的废水调节池就显得十分必要，本设计采用厂方原有调节池，完全满足本次设计需要，废水在这里充分达到均质均量的效果，并起缓冲暂存的作用。

三效蒸发器出水温度较高，设计需在前段进行降温，设计在调节池底部布置曝气搅拌装置，并通过提升泵进行循环喷洒，确保废水温度在35℃左右。

5.1.2电解、沉淀

纤维素废水，废水中含有部分氯甲烷、甲苯、纤维素醚、环氧丙烷等对微生物有严重抑制性的物质，几乎不可生化，且部分有毒性，必须进行预处理，对该类物质进行去除或破坏其分子结构。设计废水进入电解系统，经过电解后可降解部分COD及大部分色度，并提高废水的BOD，提高废水可生化性；电解后废水中含有大量悬浮物及电解引入的Fe²⁺，设计进行曝气，并在碱性条件下，转化为氢氧化物沉淀，废水进入混凝沉淀池进行沉淀，经过沉淀后的废水进入配水井。

电解法通过给多块高碳钢板加直流电，在高碳钢板之间产生电场，使待处理的水流入钢板的空隙。在该电场中，通电的钢板会有一部分被消耗而进入水中。电场中的离子与非离子污染物被通电，并与电场中电离的产物以及消耗进入水中的钢板发生反应。在此过程中，各种离子相互作用的结果，通常是以其最稳定的形式结合成固体颗粒，从水中沉淀出来。

废水在主反应器中电解的过程,一般可产生四种效应，即电解氧化、电解还原、电解絮凝和电解气浮。

（1）氧化作用

电解过程中的氧化作用分直接氧化和间接氧化。直接氧化，即污染物直接在阳极失去电子而发生氧化。间接氧化，利用溶液中的电极电势较低的阴离子，例如OH—、Cl—在阳极失去电子生成新的较强的氧化剂的活性物质Cl₂等，利用这些活性物质使污染物失去电子，起氧化分解作用，以降低原液中的BOD₅、CODcr、NH₃-N等。

（2）还原作用

电解过程中的还原作用分直接氧化和间接氧化。直接还原，即污染物直接在阴极上得到电子而发生还原作用。间接还原，即污染物中的阳离于首先在阴极得到电于，使得电解质中高价或低价金属阳离于在阴极上得到电子直接被还原为低价阳离子或金属沉淀。

（3）凝聚作用

可溶性阳极例如铁、铝等阳极，通以直流电后，阳极失去电子后，形成金属阳离子Fe^2＋、Al^3＋，与溶液中的OH-生成金属氢氧化物胶体絮凝剂，吸附能力极强，将废水中的污染物质吸附共沉而去除。

（4）气浮作用

电气浮法是对废水进行电解，当电压达到水的分解电压时，在阴极和阳极上分别析出氢气和氧气。气泡小，分散度高，作为载体粘附水中的悬浮物而上浮，容易将污染物质去除。电气浮既可以去除废水中的疏水性污染物，也可以去除亲水性污染物。电解产生的气泡粒径很小，氢气泡约为10～30μm，氧气泡约为20～60μm；而加压溶气气浮时产生的气泡粒径为100～150μm，机械搅拌时产生的气泡直径为800～1000μm。由此可见，电解产生的气泡捕获杂质微粒的能力比后两者为高，出水水质自然较好。此外，电解产生的气泡，在20℃时的平均密度为0.5g／L；而一般空气泡的平均密度为1.2g／L。可见，前者的浮载能力比后者大一倍多。

5.1.3配水井

因废水厌氧处理对pH及水温要求较高，在沉淀后设置配水井，对废水各项数值进行调整，保证后续处理的稳定性。

夏季配水井温度较高时（大于38℃），对废水进行清水稀释，严格控制废水温度。

5.1.4紧急状况处理措施

本设计选用设备时留有备用设备，主要是方便对损坏设备进行维修；设施构筑物在必要的地方设立检修孔，以及设施构筑物与构筑物之间设立超越管道。废水水量突变及废水处理站短期维修时，利用调节池对来水进行短时间的收集。

5.2 PKIC

厌氧反应器既有传统的反应器又有现代高效反应器，这些工艺又可分为厌氧悬浮生长和厌氧接触生长工艺，其中第一代反应器有：普通厌氧消化池、厌氧接触工艺等。在第二代的厌氧反应器中，典型代表有：厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥床（UASB）、下行式固定膜反应器（DSFF）、厌氧附着膜膨胀反应器（AAFEB）、厌氧流化床（AFB）。第三代厌氧反应器是内循环厌氧反应器（IC），膨胀颗粒污泥床（EGSB）为第二代到第三代发展过程中的过渡产品，技术不成熟。第三代厌氧反应器的特点是分离了固体（污泥）停留时间与水力停留时间，固体停留时间可以达到上百天，从而使反应器处理高浓度有机废水所需要的时间由过去的以天计缩短到以小时计。第三代厌氧反应器与第二代厌氧反应器 UASB 及第三代过渡厌氧反应器 EGSB的主要技术性能如表所示：

第三代厌氧反应器主要技术性能表

IC 厌氧反应器是UASB 厌氧反应器、膨胀颗粒污泥床（EGSB）的改进产品，属第三代厌氧反应器。IC 厌氧反应器在处理高浓度有机废水、高悬浮物及高生物毒性废水与间歇性生产废水领域有独特的优势，对 COD 的去除率在 85%左右，产生的沼气与颗粒污泥可作为资源进行回收，为企业带来可观的经济效益和社会效益。

PKIC厌氧反应器是我公司在传统IC厌氧反应器基础上，对布水系统及内循环系统进行改进，使其反应效率更高，投资更节约的新型厌氧反应器。

1）PKIC 厌氧反应器的结构：

PKIC 厌氧反应器的构造特点是具有很大的高径比，一般可达 2-5，反应器的高度高达16-28m。从外观上看，IC 厌氧反应器由第一厌氧反应室和第二厌氧反应室叠加而成，每个厌氧反应室的顶部各设一个气-固-液三相分离器。如同两个UASB反应器的上下重叠串联。

PKIC 厌氧反应器的进水由反应器底部的配水系统分配进入膨胀床室，与厌氧颗粒污泥均匀混合；大部分有机物在这里被转化成沼气，所产生的沼气被第一级三相分离器收集。沼气将沿着上升管上升，沼气上升的同时把颗粒污泥膨胀床反应室的混合液提升至反应器顶部的气液分离器。被分离出的沼气从气液分离器的顶部的导管排走，分离出的泥水混合液将沿着下降管返回到膨胀床室的底部，并与底部的颗粒污泥和进水充分混合，实现了混合液的内部循环，内循环的结果使膨胀床室不仅有很高的生物量，很长的污泥龄，并具有很大的升流速度，使该室内的颗粒污泥完全达到流化状态，有很高的传质速率，使生化反应速率提高，从而大大提高去除有机物能力。

PKIC 厌氧反应器是由四个不同的功能部分组合而成：即混合区、膨胀区、精处理区和循环部分。

混合区：在反应器的底部进入的污水与颗粒污泥和内部气体循环所带回的出水有效的混合，对进水形成有效的稀释和混合作用；

膨胀床部分：这一区域是由包含高浓度的颗粒污泥膨胀床所构成。床体的膨胀或流化是由于进水循环和产生的沼气的上升流速所造成。废水和颗粒污泥之间有效的接触使得污泥具有高的活性，可以获得高的有机负荷和转化效率；

精处理区：在这一区域内，由于低的污泥负荷率，水力停留时间长及推流的流态特性，产生了有效的精处理，使得生物可降解 COD 几乎全部的去除。与 UASB 反应器相比，负荷率提高 3～5 倍；

循环系统：分外循环和内循环，内部的循环是利用气提原理，因为在上层与下层的气室间存在着压力差。内循环的比例是由产气量所决定的，因此是自调节的。外循环是通过外循环泵控制循环水量在反应器的底部进入系统内，从而在膨胀床部分产生附加扰动，这使得系统的启动过程加快。

PKIC 厌氧反应器监控系统也是厌氧反应器的重要环节，它通过对 PKIC 的进水量、循环量、进水温度及 pH 的监控，可保证系统高效稳定运行，避免反应器因水质的波动受到冲击，造成反应器长时间不能恢复正常运行，使整个运行管理简单、操作方便。

布水系统是厌氧反应器的关键配置，它对于形成污泥与进水间充分的接触、最大限度地利用反应器的污泥是十分重要的。布水系统兼有配水和水力搅动作用，为了保证这两个作用的实现，需要满足如下原则：

1．进水装置的设计使分配到各点的流量相同；

2．进水管不易堵塞；

3．尽可能满足污泥床水力搅拌的需要，保证进水有机物与污泥迅速混合，防止局部产生酸化现象。

2）PKIC 厌氧反应器的特点

1．容积负荷率高，水力停留时间短PKIC 厌氧反应器生物量大（可达到 60g/L），污泥龄长。特别是由于存在着内、外循环，传质效果好。处理高浓度有机废水，进水容积负荷率可达15kgCOD/(m³.d)。

2．抗冲击负荷强 在PKIC 厌氧反应器中，当 COD 负荷增加时，沼气的产生量随之增加，由此内循环的气提增大。处理高浓度废水时，内循环的流量可达进水流量的 10～20 倍。废水中高浓度和有害物质得到充分稀释，大大降低有害程度，从而提高了反应器的耐冲击负荷能力；当COD 负荷较低时，沼气产量也低，从而形成较低的内循环流量。因此，内循环实际为反应器起到了自动平衡 COD 冲击负荷的作用。

3．避免了固形物沉积，有一些废水中含有大量的悬浮物质，会在 UASB 等流速较慢的反应器内容易发生累积，将厌氧污泥逐渐置换，最终使厌氧反应器的运行效果恶化乃至失效。而在PKIC 厌氧反应器中，高的液体和气体上升流速，将悬浮物带出反应器。

4．基建投资省和占地面积小，由于PKIC 厌氧反应器的容积负荷率比普通的 UASB 反应器要高 3～4 倍以上，则GBIC厌氧反应器的体积为普通 UASB 反应器的 1/4～1/3 左右。而且有很大的高径比，所以，占地面积特别省，非常适用于占地面积紧张的厂家采用，并且可降低反应器的基建投资。

5．依靠沼气提升实现自身的内循环，减少能耗 厌氧流化床载体的膨胀和流化，是通过出水循环出水泵加压实现。这样必须消耗一部分动力。而PKIC 厌氧反应器正常运行时是以自身产生的沼气作为提升的动力，实现混合液内循环，不必完全依靠水泵实现强制循环，从而减少了能耗。

6．减少药剂投量，降低运行费用 ，PKIC 内部循环系统，对 pH 起到缓冲作用，使反应器内的 pH 保持稳定。可减少进水的投碱量，从而节约药剂用量，而减少运行费用。

7．可以在一定程度上减少结垢问题 ，对于一些含盐量较高的废水，由于废水中含有超量的钙盐、同时还具有氨氮和磷酸盐，所以在厌氧出水管路上容易形成钙盐沉积和磷酸铵镁（鸟粪石）沉淀。严重的会堵塞管路。由于PKIC 反应器采用的是内循环+外循环，减少了沼气中的 CO₂从水中逸出的机率，从而可以降低了结垢的机率。

8．出水的稳定性好 ，因为PKIC 厌氧反应器相当有上、下两个 UASB 反应器串联运行，下面一个 UASB 反应器具有很高的有机负荷率，起“粗”处理作用，上面一个 UASB 反应器的负荷较低，起“精”处理作用。一般说，多级处理工艺比单级处理的稳定性好，出水水质稳定。

3）PKIC 厌氧反应器示意图：

 工艺设计参数

（1）进水设加热系统一套，以保证在冬季气温较低时，对废水进行加热，保证厌氧反应器的顺利运行。

（2）厌氧反应器最适宜温度在 35℃±3左右，经过调试完毕正常运行后，水温保持在 30℃以上时厌氧反应即可顺利运行；

（3）在调节池中设置提升泵，将废水提升至厌氧反应器中进行处理；

u PKIC 厌氧反应器

（1）废水进入PKIC 厌氧反应器利用厌氧微生物的作用，去除绝大部分的有机物质，转换成沼气释放出来；

（2）系统正常运行之后每天可产一定量的沼气，如将沼气采用锅炉燃烧的方式进行利用，在处理废水的同时还给企业带来了一定的经济收益；

（3）经PKIC 厌氧反应器处理之后出水 COD<1000mg/L，降低了后续好氧处理设施的负荷，保证了良好的出水水质；厌氧出水经重力曲筛自流至后续处理系统；

（4）经重力曲筛截留的颗粒污泥回收到配水井中，和废水混合后一并提升至PKIC 厌氧反应器，及时补充颗粒污泥；

（5）PKIC厌氧罐内部采用环氧煤沥青防腐，罐体外部采用防锈漆防腐；

（6）罐体采用 100mm 岩棉加 0.3mm 彩钢板保温。

5.3接触氧化

经厌氧处理后的废水进入接触氧化池进行好氧生物处理。好氧生物处理的机理是利用微生物的新陈代谢作用，将污水中的有机污染物吸附、降解从而去除。其反应通式可表达为：

              微生物

有机物＋a'O₂＋N＋P─→a（新细胞）＋CO₂＋H₂O＋不能生物降解有机物

细胞＋b'O₂─→CO₂＋H₂O＋N＋P＋残留的细胞残渣

好氧池采用生物膜法处理工艺中的一种，即在生化池内填充生物填料作为生物膜的截体，当废水通过该截体时与生物膜广泛接触，通过生物的氧化、分解和吸附作用使废水中的有机污染物进一步分解。而且能有效防止污泥膨胀；生物填料是生物膜的载体，是接触氧化法工艺的核心部分，它直接影响着处理效果、充氧性能、运行周期和费用。目前污水处理好氧曝气工艺应用效果最好最广泛的是悬挂式组合生物填料，该生物填料使生物量大大增加，对有机物的降解作用可提高20%。

然而系统要维持生物正常高效的生长，还必须保证溶解氧气的充足，好氧曝气池采用鼓风机曝气，内设新型高效曝气器，进行充分的曝气；新型高效曝气器氧转移率（E_A）可达28%左右，在水中溶解氧一定的情况下，E_A的提高会使微生物的活性提高，提高对有机物的降解效率，降低能耗；为了保证好氧池内活性污泥的活性，同时保证生物填料上的生物膜充分发挥其应有的处理效果，必须提供充足的氧气，提高整个曝气系统的氧转移率。紊动的水气流可满足细菌对氧的要求，同时又促进了生物膜的更新换代，使生物膜保持着旺盛的活力。

接触氧化池出水再进入二沉池，在沉淀作用下，污水与污泥混合液进行泥水分离，并及时对沉淀污泥进行回流，确保接触氧化池内污泥浓度。

5.4污泥处理

沉淀池污泥及二沉池产生的剩余污泥全部进入污泥池，经浓缩后泵入压滤机处理，泥饼定期外运，滤液自流进入调节池内重新处理。

6 处理效率分析

各处理单元处理效果一览表：