摘要：介绍了污水系统聚氯化铝和聚丙烯酰胺试用过程。对现场实际试用数据进行比较，聚丙烯酰胺阴离子、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺阳离子现场投加测试，药剂使用情况良好，测试期间药剂投加计量泵、管线未发生堵塞情况，系统出水指标较稳定，脱泥机正常运行，污泥含水率等同于使用历史厂家药剂，药剂消耗量低于使用历史厂家药剂。综上所述，试用品牌聚丙烯酰胺阴离子、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺阳离子能够满足现场使用要求，试用结果为合格。
关键词：污水系统,试用,聚丙烯酰胺,聚合氯化铝,系统出水
0引言
山西中煤平朔能源化工有限公司（以下简称能化公司）主要生产工业硝酸铵、副产硫酸铵、LNG等，由1套年产30万t合成氨、2套年产18万t硝酸、2套年产20万t硝酸铵装置组成[1]。项目于2015年底开始试车，2016年9月29日合成氨系统产出合格液氨，2016年8月29日硝酸系统产出58％~60％的合格稀硝酸，2016年8月31日硝铵系统产出合格硝铵产品。
1装置介绍
山西中煤平朔能源化工有限公司配套污水处理装置，采用预处理+生化处理+混凝沉淀+臭氧杀菌脱色+流砂过滤处理工艺。负责处理酚氨回收系统来煤气化废水、低温甲醇洗废水、甲烷化废水、初期雨水、地面冲洗水、生活化验及其他污水等生产废水，出水满足循环水回用要求，全厂正常废水排放量129.06 m3/h，最大废水排放量168.4 m3/h，设计污水处理规模200 m3/h。出水水质满足HG/T 3923—2007《循环冷却水用再生水水质标准》[2]回用要求。
1.1污水处理装置
污水处理装置工艺流程如图1所示。管网自流来地面冲洗水经格栅进入地面冲洗水收集池，通过地面冲洗水提升泵送至初沉隔油池。带压含酚煤气水和平安四期排水经管道进入初沉隔油池。除去重油及轻油的初沉隔油池出水经混凝反应池进入混凝射流气浮池。除去乳化油及部分污染物的混凝射流气浮池出水，通过连通管进入酚氨废水调节池。酚氨废水调节池出水进入后续水解及生化系统。初沉隔油池内重油及轻油经油污池进入废油储罐，废油回收处理。混凝射流气浮池上部油渣经刮渣机收集进入气浮含油污泥池，经污泥螺杆泵送入离心脱泥机脱水，含油污泥外运处理，泥水返回系统前端。
二级沉淀池出水自流进入二级好氧出水回流池，经管道依序进入混凝反应池，经混凝反应的出水进入混凝沉淀池，废水经泥水分离后进入臭氧氧化池，经脱色、进一步降解CODcr的臭氧氧化池出水进入流砂滤池，流砂滤池的合格产水收集在回用水池，回用水池出水经泵送入厂区回用水管网。生化及深度处理产生的剩余污泥排入污泥浓缩池，经重力浓缩后采用离心脱泥机进行脱水，污泥外运处置，泥水返回系统前端。
污水处理装置主要构筑物：生产废水事故池2座，单座有效容积5 481 m3。厌氧污泥池1座，有效容积270 m3。地面冲洗水集水池1座，有效容积144 m3。生活化验污水集水池1座，有效容积144 m3。初沉隔油池2座，单座有效容积441.6 m3。混凝射流气浮池2座，单座有效容积298.08 m3。含油污泥池1座，有效容积66.6 m3。酚氨回收污水调节池1座，有效容积3 859.2 m3。其他污水调节池1座，有效容积281.4 m3。一级水解池1座8格，有效容积3 600 m3。二级水解配水池1座2格，有效容积360 m3。二级水解池1座12格，有效容积5400 m3。一级A/O生化池2座，有效容积12 000 m3。一级生化沉淀池2座，有效容积1 183 m3。三级水解配水池2格，有效容积315 m3。三级水解池1座8格，有效容积3 600 m3。二级A/O生化池2座，有效容积3 600 m3。二级生化沉淀池2座，有效容积1 183 m3。混凝反应池2组6格，有效水深4.30 m。混凝沉淀池2座，有效水深5.00 m。臭氧氧化进水池1座，有效容积150 m3。臭氧氧化池1座，有效容积1 200 m3。流砂滤池2座，有效容积300 m3。回用水池1座，有效容积180 m3。污泥浓缩池3座，有效容积1 950 m3。
污水处理装置主要设备：Q=100 m3/h生产废水事故池卧式离心泵4台。Q=20 m3/h厌氧污泥池卧式离心泵2台。Q=60 m3/h地面冲洗水提升泵2台，流量计1套（电磁一体式，DN80，60 m3/h）。Q=50 m3/h生活化验污水提升泵2台。Q=30 m3/h气浮射流泵3台。含油污泥池油污泥螺杆泵2台（单螺杆泵，Q=10 m3/h），含油污泥离心脱水机1台（Q=15 m3/h，电机功率22 kW）。酚氨污水调节池提升泵2台（卧式离心泵，Q=160 m3/h）。其他污水调节池提升泵2台（卧式离心泵，Q=60 m3/h）。二级水解池配水泵3台（卧式离心泵，Q=100 m3/h）。一级A/O池循环泵3台（卧式离心泵，Q=1 260 m3/h）。一级生化沉淀池污泥泵2台（卧式离心泵，Q=100 m3/h）。
三级水解池配水泵3台（卧式离心泵，Q=100 m3/h）。二级A/O循环泵3台（卧式离心泵，Q=900 m3/h）。二级生化沉淀池污泥泵2台（卧式离心泵，Q=100 m3/h）。混凝沉淀池排泥泵2台（卧式离心泵，Q=30 m3/h）。臭氧氧化进水池进水泵2台（卧式离心泵，Q=200 m3/h）。臭氧发生器2台（放电式，Q=3 kg/h，气源为氧气）。回用水池提升泵2台（卧式离心泵，Q=200 m3/h）。液碱投加泵2台（卧式离心泵，Q=2 m3/h）。污泥浓缩池污泥浓缩机3台(Φ10 m中心传动，电机功率1.5 kW），污泥螺杆泵3台（Q=10 m3/h），污泥离心脱水机2台（Q=15 m3/h，电机功率22 kW）。
1.2装置调试及运行
污水处理装置共有两个系列，正常生产时两个系列同时投运，每个系列包括预处理+水解+A/O+水解+A/O+混凝沉淀+臭氧脱色杀菌+流砂过滤。于2016年3月4日开始进水试漏；4月26日一级A/O生化池B系列投入接种污泥30 t，期间间断投加营养源开始培菌，5月23日一级A/O生化池B系列投入接种污泥50 t，期间间断投加营养源；5月18—26日一级水解池和二级水解池投放接种污泥各20 t；5月30日，一级A/O生化池A系列投入接种污泥50 t，A/B系列投加营养源；7月4日系统进酚氨废水40 m3/h，2016年8月污水处理装置流程打通，产出合格出水到气化循环水补水系统。2017年9月8日，臭氧装置01-M805B启动正常投运（之前臭氧装置施工未完成），标志着污水处理装置设备全部投入运行。
2装置使用药剂情况
2.1装置使用药剂种类
为保证系统稳定运行，污水装置设计投加有多种化学药剂，气浮池投加有PAM-[3]，脱泥系统投加有PAM+[4]，一级生化系统投加有硝化菌、磷酸氢二钠、工业葡萄糖，混凝沉淀池入口投加脱色剂、PAC[5]、PAM-。
2.2装置使用药剂技术要求（见表1）
3药剂试用情况
3.1聚合氯化铝和聚丙烯酰胺（阴阳离子）试用
根据2023年药剂计划，物资供应中心组织评标后推荐聚合氯化铝和聚丙烯酰胺（阴阳离子）试用。试用量为聚氯化铝30 t、聚丙烯酰胺阴离子1 t、聚丙烯酰胺阳离子1.5 t。按照试用方案于6月5日开始进行试用。
3.2试用评判标准
3.2.1聚氯化铝试用参数
1）溶解速率：搅拌状态下，溶解速率≤40 min。
2）感官色度：溶解前应为黄色或黄褐色精细粉末状，溶解后应为透明黄色或黄褐色液体状态。
3）黏稠度：溶解前的药剂粉末手感细腻稍有黏度，溶解后液体应顺滑不得出现板结和污堵加药设备及管线情况。
4）关键参数：药剂投加位置为混凝沉淀池，按当前投加量(≤240 mg/L），确保系统出水指标对比投加前上浮波动不得超过5％；一旦偏离则立即停止使用，视为不合格药剂。药剂投加后的系统出水指标平均值必须等同于或优于原使用药剂产水指标，比对平均值界定为投加前后7天的平均值（鉴于考虑药剂在系统内的停留时间，现场试用2天后开始记录试用产水数据）。
5）投加全过程严格按照《水处理污水装置聚氯化铝、聚丙烯酰胺阴离子使用效果测试方案》进行，投加量及溶药环境条件完全等同于现场原有环境条件。
3.2.2聚丙烯酰胺阴离子试用参数
1）溶解速率：搅拌状态下，溶解速率≤40 min。
2）感官色度：溶解前应为白色粉末状态，溶解后应为透明白色液体状态。
3）黏稠度：溶解后液体应顺滑不得出现板结和污堵加药设备及管线情况。
4）关键参数：药剂投加位置为混凝沉淀池，按当前投加量（4 mg/L），确保系统出水指标对比投加前上浮波动不得超过5％；一旦偏离则立即停止试用，视为不合格药剂。药剂投加后的系统出水指标平均值必须等同于或优于原使用药剂产水指标，比对平均值界定为投加前后7天的平均值（鉴于考虑药剂在系统内的停留时间，现场试用2天后开始记录试用产水数据）。
3.2.3聚丙烯酰胺阳离子试用参数
1）溶解速率：搅拌状态下，溶解速率≤40 min。
2）感官色度：溶解前应为白色粉末状态，溶解后应为透明白色液体状态。
3）黏稠度：溶解后黏稠度不宜过大，不得出现板结和污堵加药设备及管线情况。
4）关键参数：药剂投加后，必须满足酚氨废水剩余污泥及含油污泥的脱水要求，出泥效果连续顺畅，
脱出污泥含水率应达到≤85％；保证脱泥机正常出泥效率的情况下，药剂配药浓度不得高于0.2％。在测试周期内、同工况下，对比试用前后7天平均数据，若药剂投加量小于等于之前，脱泥效果优于或等同于之前，则可初步判断药剂使用效果合格，可继续使用至测试量用完，观察后续使用情况并进行完整记录；若测试期药剂投加量与之前相同，脱泥效果次于之前，可进行一次药剂调换，根据现场污泥实际性状进行重新药剂调配，如调换药剂后脱泥效果仍得不到改善（在测试周期内同工况下脱泥效果仍未达到之前）则视为药剂不合格。
3.3试用过程及分析
3.3.1聚丙烯酰胺阳离子使用测试
1）投加方式：聚丙烯酰胺阳离子为固体粉末状袋包装（25 kg/每袋）先经过溶药罐配制成0.2%溶液后由计量泵打入脱泥机进料管线与污泥混合反应后进入脱泥机。
2）检验标准：溶解速率≤40 min，不得出现板结和污堵加药设备及管线情况；药剂投加后，出泥效果连续顺畅，脱出污泥含水率应达到≤85％；保证脱泥机正常出泥效率的情况下，药剂配药浓度不得高于0.2％。对比前期使用历史厂家药剂性能，脱泥效果优于或等同于历史厂家药剂使用性能。
3）实际测试情况。新厂家聚丙烯酰胺阳离子到货质检分析合格后入厂，于2023年6月5日开始现场投加使用，到7月4日现场投加测试结束。测试结果：脱泥含水率≤85%，溶解速率≤40 min，管线未发生堵塞现象，配药浓度低于0.2％，虽平均脱泥量低于历史厂家药剂，但同比药剂使用量也低于历史厂家药剂，因此对比单位药剂脱泥量，新厂家所脱泥量较多，表2为与使用历史厂家药剂7天内脱泥机运行情况数据比对。表3为聚丙烯酰胺阳离子测试前后7天平均数据对比。
3.3.2聚氯化铝及聚丙烯酰胺阴离子使用测试
1）投加方式：聚氯化铝与聚丙烯酰胺阴离子经过溶药池分别配制成10%的聚氯化铝溶液、1.5‰聚丙烯酰胺溶液，然后再经过计量泵打入混凝沉淀池进水反应池进行絮凝反应。两种药剂搭配使用，以降低混凝沉淀池出水、回用水池出水CODcr及浊度两项指标。
2）检验标准：两种药剂溶解速率均≤40 min，聚氯化铝溶解前应为黄色或黄褐色精细粉末状，溶解后应为透明黄色或黄褐色液体状；阴离子溶解前应为白色粉末状态，溶解后应为透明白色液体状。按聚氯化铝质量浓度≤240 mg/L，聚丙烯酰胺阴离子质量浓度≤4 mg/L浓度投加，投加后回用水池产水指标CODcr≤150 mg/L、浊度≤25 NTU，混凝沉淀池指标CODcr≤200 mg/L，且在同等工况情况下与投加前使用历史厂家药剂系统出水指标进行比对，指标数据上浮不超过5%。两种药剂在投加过程中对加药计量泵及加药管线均不得出现污堵情况。
3）实际测试情况。新厂家聚氯化铝、聚丙烯酰胺阴离子两种药剂经质检检验合格后入厂，于2023年6月5日开始现场实际投加使用，截止7月4日使用测试结束。测试结果：测试过程中加药计量泵、加药管线未发生污堵现象，系统出水指标较稳定，混凝沉淀池浊度、回用水出水CODcr、浊度指标皆优于使用历史厂家药剂，混凝沉淀池CODcr虽然超出投加历史药剂数值，但在方案允许浮动指标范围内且完整周期数据值皆在方案规定范围内。投加测试使用药剂浓度也在方案要求范围内。表4、表5为聚氯化铝及阴离子测试前后7天数据对比表。
4存在问题
污水系统存在进水污染物含量波动大、泡沫多，水量接近设计值，系统抗冲击能力弱，产水CODcr偏高，气浮池效果差，臭氧量配置不足，流沙滤池失效等问题。还需根据生产实际及时对系统进行调整，保证系统稳定运行。能化公司全厂水处理系统优化及浓盐水零排放项目初设已完成，待项目实施后，污水系统工艺及产水水质将得到提升改善。
5结语
能化公司污水系统聚丙烯酰胺阴离子、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺阳离子现场投加测试看出，药剂使用情况良好，测试期间药剂投加计量泵、管线未发生堵塞情况，系统出水指标较稳定，脱泥机正常运行，污泥含水率等同于使用历史厂家药剂；截止至7月5日，聚氯化铝一个月共使用药剂21 t，聚丙烯酰胺阴离子一个月共使用药剂0.75 t，阳离子测试周期一个月共使用药剂1.225 t，药剂投加量皆在方案要求标准范围内，药剂消耗量低于使用历史厂家药剂。综上所述，试用品牌聚丙烯酰胺阴离子、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺 阳离子能够满足现场使用要求，试用结果为合格。
参考文献
[1]段志栋.机械搅拌澄清池调试总结[J].给水排水，2020，46（5）：118-121.
[2]中华人民共和国国家发展和改革委员会.循环冷却水用再生水水质标准：HG/T 3923—2007[S].2007.
[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.水处理剂阴离子和非离子型聚丙烯酰胺：GB/T 17514—2017[S].北京：中国标准出版社，2017.
[4]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.水处理剂阳离子聚丙烯酰胺的技术条件和试验方法：GB/T 31246—2014[S].北京：中国标准出版社，2014.
[5]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.水处理剂聚氯化铝：GB/T 22627—2014[S].北京：中国标准出版社，2014
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