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SBR法在天津港污水处理中心化学污水处理工程中的应用

文档作者：郑剑敏王忠明孙玉琴文档来源：环保部		点击数：	更新时间： 2024年04月29日
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© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第24 卷　第1 期
2001 年6 月　　
交通部上海船舶运输科学研究所学报
JOURNAL 　OF 　SSSRI
Vol. 24 No. 1
J un. 2001
　　文章编号:100024696 (2001) 0120034206
收稿日期:2000207231
SBR法在天津港污水处理中心化学
污水处理工程中的应用
郑剑敏, 　王忠明, 　孙玉琴
(环保部)
摘　要:介绍天津港化学污水处理工程的污水水源、水质及为实现处理方案而作的试验室试验情
况,最后采用SBR 法处理化学污水,主要指标达到国家三废排放标准。
关键词: 港口环境保护;化学污水处理;SBR 法
中图分类号:X701 　　　文献标识码:B
Application of SBR Method in the Chemical Sewage Treatment Project
of the Tianjin Port Sewage Treatment Center
ZHEN G Jian2mi n , 　WA N G Zhong2mi ng , 　S UN Y u2qi n
(Division of Environmental Protection)
Abstract :The sewage source and it s quality of the Tianjin port chemical sewage t reatment project and the test s in
laboratory for realizing the scheme of t reatment are int roduced in the paper. SBR method was finally selected to
be adopted for the t reatment of chemical sewage. The main quality index reached the state discharge standards of
‘three wasters’.
Key words : port environment protection ; chemical sewage t reatment ; SBR method
　　天津港作为我国对外开放的一个综合性大港,它的液体化学品运输业逐年增长。化学品
的运输导致压舱水、洗舱水、洗罐水、洗箱水、地面冲洗水及其它含有害物质的废水产生,如不
妥善管理,任意排放,可能造成海洋的严重污染,直接影响天津港化工产品进出口业务的发展。
天津港污水处理中心化学污水处理工程是为实施MARPOL 73/ 78 公约,利用全球环保基
金会赠款和世界银行贷款建设的环保设施项目。本工程位于天津港南疆区中部,这里原是河
口淤积浅滩,平均泥石标高为0. 8 m ,通过吹填形成建设用地。
1 　任务来源及规模
国际海事组织制订的MARPOL 73/ 78 公约附则Ⅱ控制散装有毒液体物质污染则已生效,
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我国作为一个缔约国必须实施附则Ⅱ的条约。天津港南疆化学污水处理中心工程项目工艺设
备采用世界银行贷款和全球环保基金赠款,并采用国际竞争性招投标方式进行采购的。该项
目中标商为中国交通进出口总公司,我们承担该工程项目的设备配套及技术服务。
化学品污水处理中心工程位于南疆污水处理中心北侧,占地面积约4　600 m2 ,主要构筑物
为建筑物4 座(112 m2 ) ,构筑物8 座,道路1　078 m2 ,100 m3 水罐3 座,SBR 反应器2 座及泵
站、鼓风机、脱水机等设备及工艺网管,供电配电及照明,通讯等配套设施。设计处理含苯、醇
酮和酯类化学污水192 m3/ d。
2 　污染源调查及确定
2. 1 　污染源组成
天津港地处MARPOL 73/ 78 公约规定的特殊区域之外,考虑到附则Ⅱ对预洗的免除条
款,本工程近期上岸接收处理的污水中B 类物质:丙烯酸丁酯、苯乙烯、氯苯;C 类物质:纯苯、
甲苯、二甲苯、对二甲苯、醛酸丁酯等。
2. 2 　污水水量
港口化学品污水是由化学品液货船在装卸过程中产生的压载水和洗舱水,水中有机污染
物是卸货扫船的残余物。港口化学品运输船一般为3　000～5　000 吨级,港口运输作业中洗舱
污水量为船舶吨位的1 %～3 % ,实际调查发生水量为50～80 吨。根据73/ 78 公约附则Ⅱ关
于船舶洗舱程序的规定,洗舱周期约为8 小时,这就是说单船舶洗舱8 小时产生50t～80t 污
水。
根据天津港要求本工程设计处理污水水量为192 m3/ d。
2. 3 　污水水质
本工程需上岸处理的污水以芳烃类为主,其次为酯类、醇酮类污水。芳烃类物质均为一级
易燃液体,并且几乎不溶于水,为类油物质。化学品物质在水中主要呈分散和溶解两种形式,
芳烃类物质在水中溶解度很小,在水中主要呈分散悬浮状态,醇类通常溶于水与水呈混溶状
态。分析表明港口化学品污水中,化学品物质与水的体积比约为0. 5 %～1 %。
港口化学品污水中:CODcr含量为:2　000～2　500 mg/ L ;BOD5 含量为:700～1　000 mg/ L ;SS
含量为:200 mg/ L ;pH 值为:7 。
处理水排放标准满足天津市污染排放标准:苯及其衍生物: ≤4 mg/ L ;CODcr含量为: ≤
120 mg/ L ;BOD5 含量为: ≤70 mg/ L ;悬浮物含量为: ≤250 mg/ L ;pH 值为:6～9
3 　污水处理工艺的选择
　　天津港化学品液货种类繁多,性质各异,根据不同种类分别进行预处理,再综合治理才能
解决多种化学污水的处理问题。
天津港进港的液体化学品主要以芳烃类为主,其次为酯类、醇酮类,该类物质多为无色澄
清液体。芳烃类的苯、二甲苯、对二甲苯、苯乙烯等属类油物质,按照化学性质可采用蒸汽提
取、活性炭吸附、生物处理等方法。按物理性质上述物质比水轻,可采用液/ 液分离的方法。酯
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类可采取萃取、活性炭吸附,化学氧化及生物处理法。酮类可采用蒸馏汽提、活性炭吸附及无
机吸附剂Al2O3
2MgO 吸附,化学氧化,而生物法是处理含酮废水的重要手段。天津港化学品
专用码头是间歇作业,品种多,要求处理设备适应性强,便于管理。根据这一原则最后采用物
理法、化学法及生物法相结合的处理工艺,即船舶洗舱水按种类分别进入不同的储罐,苯类、酯
类先经过粗分离器后再进入SBR(序批法) 处理系统。而醇酮类污水直接进入SBR 反应器,经
生物降解达标水直接排放。船舶来的酸碱废水直接进入酸碱中和池,将pH 调节至6～9 可直
接排放。
4 　模拟试验
为了对所选择的工艺进行可行性的验证,在试验室内进行了SBR 法处理化学污水的模拟
试验。
4. 1 　试验用水
待处理水是根据港口散装化学品种类及量的比例配制而成,具体成分及物理化学性质见
表1 。待处理水加入SBR 反应器时稀释成CODcr约1　000～2　500 mg/ L 左右的溶液,同时加入
一定量的营养液。
4. 2 　试验工艺流程
待处理化学污水与营养液加入调节池内,由泵自动打入2 只SBR 反应器内,由压缩机供
氧,反应器内污泥浓度控制在3 g/ L～4 g/ L ,进水量占总体积的1/ 2 ,曝气一定时间后,停止曝
气,开始沉淀,当泥水分离好后自动排水,再进入另一个周期。整个处理系统运行过程由PLC
控制。
表1 　处理水主要成分及物理化学性质
名称熔点°C 沸点°C
密度
kg/ m3
水中溶解度
g/ L
CODg/ g BODg/ g B/ c
可生
化性
二甲苯- 29 144. 411 0. 880　20 0. 13 3. 17 0. 98 0. 309 +
甲醇- 98 64. 5 0. 796 互溶1. 5 0. 77 0. 651 +
苯乙烯- 30. 6 145. 3 0. 91 0. 3 2. 12 - 2. 88 1. 12 - 1. 60 0. 522 +
苯5. 5 90. 1 0. 879 1. 78 2. 15 - 3. 07 0. 5 - 1. 15 0. 374 +
苯胺- 5. 89 184. 4 1. 022 34 2. 4 1. 49 - 2. 29 0. 462 +
苯酚40. 9 182 1. 058 82 2. 33 - 2. 38 1. 1 - 2. 0 0. 588 +
甲苯- 95 110. 6 0. 867 0. 57 1. 7 - 1. 88 0 - 1. 23 +
丙烯酸丁酯- 13 145 0. 898 难0. 84 +
乙二醇- 95 108 1. 116 互溶1. 29 - 1. 5 1. 10 - 0. 67 0. 52 +
丙酮- 98. 9 56. 5 0. 792 互溶2. 17 1. 12 +
乙醇丁酯- 5. 9 116. 5 0. 871　2 0. 63
丁酮186 0. 827 微溶
4. 3 　试验结果
4. 3. 1 　化学污水负荷试验
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SBR 反应器内活性污泥经2 周～3 周培养驯化后,处理水质清澈,表2 是装置在增加负荷
运行1 个月后的结果。
表2 　运行1 个月后的结果
采样次数
进　水
COD(mg/ L) BOD5 (mg/ L) pH
出　水
COD(mg/ L) BOD5 (mg/ L) pH
1 2　193 - 6 53. 3 - 6. 5
2 2　050 1　105. 6 6. 5 70. 1 4. 5 6. 5
3 2　486 - 6 128. 4 - 6. 5
4 2　702 - 6 86. 8 - 6. 5
5 2　527 - 7 116. 2 - 7
表3 　单一化学品负荷试验结果
名称进水COD(mg/ L) 出口COD(mg/ L)
苯1　214 111. 3
苯胺2　004 126. 3
二甲苯1　423 105. 2
苯乙烯1　692 123. 5
甲苯2　044 86. 8
苯酚1　826 77. 4
4. 3. 2 　单一化学品负荷试验
本实验还就单一化学品降解性能进行
试验,其结果见表3 。
　　表中进水CODcr值为5 天内增至的,槽
内污泥为经混合化学污水驯化的,单一化
学品浓度由低逐渐高加入,出水CODcr值均
在150 mg/ L 以下,这些数据说明经混合污
水驯化的污泥也适应单一的化学品,故污
泥对水质变化具有容纳作用,但从表中也
可以看出,单一化学品的降解率不如混合
的好,这是由于混合化学品对生物的毒性并不是叠加的,有多种物质存在时,由于生物降解过
程的共代谢作用可提高污水的生物降解性能。一般讲,在浓度一定的条件下参于处理的污染
物多,生物处理越易进行。
表4 　高浓度化学污水试验结果
日期CODcr (mg/ L) CODcr (mg/ L) 转化率
12. 29 2　486. 4 128. 4 94. 84
12. 30 2　702. 1 86. 84 96. 79
12. 31 2　702. 1 61. 14 97. 77
1. 1 2　527. 1 116. 2 95. 40
1. 2 2　087 185. 5 92. 66
1. 3 2　087 155 92. 57
1. 4 2　015. 9 164 92. 14
1. 5 2　015. 9 153. 8 92. 37
1. 6 2　015. 9 113. 8 94. 35
4. 3. 3 　高负荷试验
为验证SBR 处理化学污水的最高浓度,经过一周缓慢增加负荷,进水浓度提高到2　000
mg/ L 以上,具体实验结果见表4 。
　　通过试验验证在增加负荷时速度不可
以过快,以每次增加前次负荷的30 %为最
高限,尽量给细菌提供稳定的生存环境,进
水浓度波动不宜过大,以30 %为限。在增
加负荷后,污泥会有轻微膨胀,这是增加负
荷的正常现象,只要出水清澈,就可以继续
提高负荷。
通过试验验证化学污水采用SBR 法处
理在技术上是可行的,处理效果稳定,主要
指标能达排放要求。
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5 　工程简介
　　天津港化学污水处理中心可一次接收
3～4 艘散装船的洗舱水(仅化学污水) ,处理能力192 m3/ d ,一般情况下每天接收2～3 艘散装
船的洗舱水,若超过4 艘船同时到达,则要拒绝超出4 艘以上的船洗舱水排放。整个处理系统
主要由储罐、粗分离器、SBR 反应器、酸碱中和池系统组成,其工艺流程见图1 。
图1 　化学污水处理工艺流程图
5. 1 　储罐系统
洗舱水经计量后通过DN200 的管道进入储罐,储罐为3 只100m3 的罐。化学品洗舱水根
据其化学种类大致可分醇酮类污水、苯类污水、酯类污水。这三类污水应分别进3 只储罐经不
同渠道处理。若3 只储罐进水都达高位,则应停止散装舱排洗舱水,洗舱水满罐后可静止一定
时间(3 h～4 h) 。3 座洗舱水储罐轮流出水至下一级处理装置,其中醇酮类直接进入SBR 反
应器,苯、酯类则应先通过粗分离器装置,然后再进SBR 反应器。
5. 2 　粗分离器系统
本工程设DYF250 粗分离器2 台,每台处理能力50 m3/ h 左右,视储水量多少及类别可开
启1 或2 台粗分离器。粗分离器编号为1 - 2 。
经粗分离器分离后的苯类进入苯类储罐(5 m3) ,分离后的出水进入SBR 反应器。
5. 3 　SBR反应器系统( 附加营养剂系统)
本工程设有2 台BT2100 型SBR 反应器,每台处理能力4 m3/ h ,一次处理能力约50 m3 ,根
据洗舱水量可同时开启或分别开启两台SBR 反应器。
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经粗分离器处理的苯、酯类污水或由储罐来的醇酮类污水,通过DN150 管道进入SBR 反
应器进行生物降解,去除CODcr ,去除率达90 %左右。
在开启SBR 进水阀的同时,启动加营养剂的螺杆泵,营养剂进入SBR 反应器,10 分钟后
停泵。
5. 4 　水质排放系统
经SBR 处理后出水排入中间水池,当排水CODcr大于200 mg/ h 时由中间水池潜水泵打回
储罐;经SBR 处理后中间水池排水CODcr在200 mg/ L～100 mg/ L 的水由泵提升至活性炭吸
附塔处理排放;小于100 mg/ L 水直接排放。
5. 5 　SBR运行周期
SBR 运行周期有4 类,运行模式1 、2 、3 、4 。
运行模式1 为常规使用,即周期12 小时进水到高位。
运行模式2 为特殊情况使用(进水浓度偏高) ,即周期24 小时,进水到高位(曝气17 小时,
沉淀3 小时) 。
运行模式3 为污水少的情况使用,即周期24 小时,进水到中位。
运行模式4 为无化学污水仅生活污水时使用,运行周期6 小时(曝气时间3 小时,沉淀2
小时) 。
无化学污水时,打开进生活污水DN150 电动阀,进生活污水至SBR 高位关阀。
操作人员在散装化学品船进港后,即应判断用何种运行模式,在开启SBR 前应在中心控
制室将选择模式键设在应有的位置,然后再开启SBR。
5. 6 　酸碱处理系统
本处理中心设酸碱中和池1 只,体积120 m3 ,池底布散气管。
酸碱散装船到码头后,船上洗舱水通过专门管道输送至中和池,通过加酸或碱充气搅拌反
应,pH 达6 - 9 可排放。
5. 7 　污泥处理系统
储罐、粗分离器、SBR 排泥至污泥浓缩池(25 m3) ,经沉淀分离后,污泥由泵(10 m3/ h) 打入
污泥脱水机(处理量5 m3/ h～10 m3/ h) ,污泥脱水后外运到焚烧炉烧掉,污水排入污水池,污泥
脱水每周进行一次。
天津港化学污水处理工程已于1998 年9 月验收。
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