实习报告
石家庄桥东污水处理厂中水回用项目
姓名：李娟娟
专业：分析化学
学校：华中科技大学
一、中水回用项目概述
为解决新鲜水源不足的问题，中国石油化工股份有限公司石家庄炼化分公司拟采用石家庄桥东污水处理厂市政中水回用于水处理站补充水。该项目以石家庄桥东污水处理厂出水为处理对象，开展中水处理回用做石家庄炼化分公司工业用水的现场中试试验。为保证项目顺利实施，石家庄炼化分公司联合抚顺石油化工研究院和北京倍杰特国际环境技术有限公司开展现场中试试验研究，并提出技术可靠、经济合理的中水利用成套技术，有效地为工业装置的建设提供依据。二、技术方法和路线
石家庄桥东污水处理厂接收高比例的工业污水，该污水经过二级处理后出水色度高、硬度大、盐度较大、COD约在120mg/L左右，且水质波动频繁。
该项目针对石家庄中水水质，开展中水处理现场中试试验，使处理后水质满足化学水系统对水源水质要求。该项目采用的技术方法和路线是通过两段过滤预处理以降低废水中的硬度、悬浮物和高分子微生物；再通过臭氧氧化脱色并提高废水的可生物降解性；借助膜生物反应过程，将废水中的COD进一步降低到
50mg/L，达到双膜法运行的进水水质要求；最后采用双膜法实现中水脱盐。
中试试验水质监测通过在线监测和实验室水质分析两部分组成，pH、温度、电导率、进水流量和压力、溶解氧、浊度等可以在各个处理单元控制箱实时监测得到，氨氮NH3-N、总磷TP、化学需氧量COD、生化需氧量BOD5、悬浮物SS、色度、浊度、总硬度、总碱度、电导率、Cl-等污水水质分析指标均在石家庄炼化分公司分析检测部门完成。
三、中试工艺流程
对于以工业废水所占比例较高的市政污水处理厂二级生化处理出水，因难生物降解性COD、色度、硬度、碱度、电导率较高，目前尚无可靠的处理回用技术，特别是回用做工业锅炉给水的工艺技术。针对现有技术的不足，中水回用中试处理装置主要分为四个单元：预处理单元、高级氧化单元、生化处理单元、UF-RO双膜单元。
①预处理单元
预处理采用石灰软化、聚铁混凝、PAM助凝的高效澄清池，它主要由混凝、絮凝和沉淀澄清三个单元有机组合而成，其技术核心在于污泥回流和斜管沉淀，
通过污泥回流提供了凝聚核心、增加了反应区悬浮物浓度、加强了絮凝效果同时回收了部分药剂。其工艺流程如下图所示： 污 泥 回 流
中水
图1 高效沉淀池工艺流程图 污水处理厂二级生化出水首先进入石灰乳接触反应单元，将废水软化后进入混凝池，在搅拌机充分搅拌下，混凝剂与污水发生混凝反应，形成大量的絮凝团。污水由混凝池底部出水进入絮凝单元，在该单元絮凝剂与污水反应形成大而密实的矾花。最后，经过絮凝段的污水流入澄清池，在此单元内设置了足够多的斜板沉淀面积和污泥回流管道，经过斜板沉淀装置有效地实现了固液分离：上部溢流的清水流入下一个处理设施，下部沉淀沿斜板流入澄清池底部的泥斗。泥斗中的污泥通过污泥回流泵一部分打入前端混凝段回流，以便充分发挥药剂的作用，剩余污泥由污泥提升泵打入泥浆池，进入污泥处理流程处理。
预处理单元通过物理化学反应降低了废水的硬度、COD 、胶体及浊度，提高高级氧化单元的效率和运行稳定性。
②高级氧化单元
高级氧化单元采用臭氧氧化工艺，利用臭氧的强氧化性将污水中的难降解有机物氧化分解，在提高废水可生化性的同时降低废水的色度。该单元臭氧是以大气为氧气源采用电晕放电法来制备的，臭氧氧化单元主要由制氧机、臭氧发生器、臭氧接触池和尾气破坏器构成。
制氧系统产生的氧气经粉尘过滤后进入臭氧发生室，通过高压放电氧气被转化为臭氧。生成的臭氧经温度、压力、流量监测调解后由臭氧出气口进入臭氧接触池，在池内臭氧与污水中的难降解物质发生氧化还原反应，同时去除水中的铁、锰、藻类和异味。反应结束后，过剩的臭氧被尾气破坏器分解。
高沉池出水
臭氧出水
图2 臭氧氧化单元工艺流程图 石 灰 聚 铁 PAM 澄清池 中水 高沉池出水
臭 氧 发生器 臭 氧 接触池 臭 氧 破坏器
制氧机
③生物处理单元
臭氧氧化后废水经过缓冲池后进入生化处理单元，该单元采用曝气生物滤池（BAF ）和移动床生物膜反应器（MBBR ）(图3所示），进一步降解COD ，保证生物处理单元出水水质达到双膜单元进水水质要求。
a BAF
该工艺以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质，充分发挥生物代谢作用、物理过滤作用、生物膜和填料的物理吸附作用以及反应器内食物链的分级捕食作用，实现污染物在同一单元反应器内的去除，曝气生物滤池借鉴了生物接触氧化反应器和深层过滤的设计原理，省去了二次沉淀设备，反应器内存在不同的好氧、缺氧区域，可同步实现硝化和反硝化，在去除有机物的同时达到脱氮的目的。
b MBBR
该工艺是在传统活性污泥法的曝气池中投加一定数量的浮动载体，加入的浮动载体提供了微生物附着生长表面，在原有活性污泥的基础上提高了曝气生物滤池内的生物量，增加了废水处理能力。同时，载体的存在使曝气池中出现了附着相和悬浮相，在曝气池内可以充分发挥两者的优越性，从而形成了一种复合生物处理过程。这种复合生物处理方法既具有传统生物膜法耐冲击、泥龄长、剩余污泥少的特点，又具有活性污泥法的高效性和运转灵活的特点。
BAF 出水
内 回 流
MBBR 出水
空 气
外 回 流 剩 余 污 泥
图3 生物处理单元工艺流程图
④UF-RO 双膜单元
该单元采用“砂滤-超滤-反渗透”耦合工艺（图4），借助反渗透膜实现污水的脱盐，最终达到中水回用的目的。
缺 氧 池 厌 氧 池 好 氧 池 二沉池 鼓风机 生物曝气滤池 臭氧出水
生物处理单元出水进入砂滤滤层去除水中的悬浮物、胶体后，流经UF 保安过滤器，然后从UF 膜柱上部的进水口进入膜柱，透过产水由膜柱底端流入超滤产水水箱。UF 产水经RO 保安过滤器过滤后进入RO 膜柱，此时，只有水和小分子有机物透过RO 膜进入RO 产水箱，而绝大部分盐、胶体、有机物和微生物被截留在浓水一侧，最终通往浓水排放管。RO 产水经分析检测符合中水回用标准后即可实现回用。
RO 产水
BAF 出水 RO 浓水 杀菌剂 阻垢剂
图4 UF-RO 双膜单元工艺流程图
四、现场工作
(1)药剂配制：
100g/L 石灰水：m CaO /kg=0.6m×0.6m×溶液深度m×100g/L×10-3
聚铁溶液：聚铁原液:水=1:11.5=4L:46L
1g/LPAM ：PAM:水=60g:60L
杀菌剂GT881：GT881:水=1.4L:60L
杀菌剂GT885：GT885:水=0.8L:60L
阻垢剂GT002：GT002:水=1.25L:60L
杀菌剂和阻垢剂配制时以RO 产水为溶剂，其他溶液用自来水配制。
(2)水样采集：
原水、臭氧进水、臭氧出水、臭氧接触柱出水、BAF 出水、MBBR 出水、砂滤进水、砂滤出水、UF 进水、UF 出水、RO 进水、RO 产水、RO 浓水
(3)数据记录：
高效沉淀池：原水流量、石灰乳加药量、混凝剂加药量、絮凝剂加药量、HCl 加药量、混凝池pH 、絮凝池pH 、沉淀池pH
臭氧氧化池：空压机（压力、排气温度）；吸干机运行压力；制氧机（氧气纯度、氧气出气量、氧气出气压力、空气罐压力、氧气罐压力、吸附罐压力）；臭氧发生器（臭氧浓度、水温、进气压力、进气温度、进水温度、出水温度、氧气进气量、冷却水进水压力、冷却水进水流量、密度）；臭氧接触池进水流量；臭氧接保 安 过滤器 保 安 过滤器
砂滤 UF RO
触柱出水pH
BAF：进水流量、进水压力、溶解氧
MBBR：进水流量、预缺氧池浊度、C池液位、C池溶解氧、好氧池溶解氧、脱氧池溶解氧
UR-RO：进水流量、UF（保安滤器进水压力、进水压力、产水压力、产水流量、进水浊度、产水浊度）；RO（给水泵出水流量、保安滤器进水压力、高压泵出口压力、进水压力、浓水压力、产水流量、浓水流量、进水电导、产水电导）
(4)系统监控：
a.高效沉淀池
检查石灰、聚铁、PAM溶液剩余体积，若溶液快耗尽，需及时配制
溶液投加泵是否漏液，若漏液需更换新管
澄清池上部有无絮状沉淀，出现浑浊时需要进行排泥，具体做法：关闭HCl投加泵，打开排泥阀30-40s后关闭，待澄清池水溢流后开启HCl投加泵
b.臭氧氧化
观察臭氧浓度仪、空压机、供水泵运行状态
控制臭氧接触池进水流量和臭氧缓冲水箱水位（调节臭氧出水阀门或者BAF进水阀门）
控制臭氧进气温度，当温度大于30℃时需要开启冷却水降温
c.BAF
保持BAF进水流量为1m3/h，控制BAF进水池水位（调节BAF进水阀门）
d.砂滤
控制砂滤出水池水位（调节UF-RO单元的原水阀）
观察砂滤装置是否出现溢流，若有溢流，需要反洗，具体操作：关闭进水阀，依次打开反洗流量阀、滤柱阀门、鼓风机，用砂滤出水清洗滤柱。
e.UF-RO
控制原水箱、UF产水箱和RO 循环水箱水位
原水水箱每天加杀菌剂2次，每次200mL，记录加药时间
UF产水和RO进水每天测定SDI两次，其测定方法是采用直径47mm、过滤孔径45μm的微滤膜片，在0.21MPa的恒压下进行的。测定时将过滤出第一个500mL水
样所需的时间记为T0，过滤15min后，再测定一个过滤500mL水样所需的时间记为T15，最后按照下式计算求出SDI。
SDI15=100×[1-(T0/T15)]/15
RO系统每2h自动清洗一次，具体步骤：RO自动停止，待RO增压泵停止后再重新启动RO自动