厭氧好氧工藝治理檸檬酸廢水

1、厭氧好氧工藝治理檸檬酸廢水 檸檬酸的生產(chǎn)是通過發(fā)酵工藝進(jìn)行的，其排放的廢水含有高濃度的可生物降解有機(jī)物，這些有機(jī)物多 以碳水化合物及其降解產(chǎn)物為主。世界各國對于檸檬酸廢水的處理大都采用厭氧好氧聯(lián)合處理工藝，而 這一工藝的核心厭氧處理單元，除了采用厭氧接觸工藝和厭氧濾 器外，應(yīng)用最多的還是 70 年代末開 始用于食品發(fā)酵工業(yè)廢水處理的 UASB厭氧反應(yīng)器工藝。 1999年 10 月，某檸檬酸廠（現(xiàn)改名為某生化有限公司）檸檬酸廢水治理工程通過了山東省環(huán)保局主 持的工程驗(yàn)收， 工程驗(yàn)收期間厭氧工段 CODCr容積負(fù)荷 Nv8.0kgCODCr/（m3 d） ，去除率達(dá) 93.2%，工程 CODCr

2、總?cè)コ蔬_(dá) 98.0%。目前運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好?，F(xiàn)將該工程情況做簡要介紹。 1 水質(zhì)、水量的確定 根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有排水管路，所排放的廢水主要包括濃廢水和淡廢水兩部分，濃廢水主要包括廢糖水原液 和洗糖水。排放廢水處理后要求達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB 8978 1996 味精工業(yè)二級標(biāo)準(zhǔn)，廢水水質(zhì)、 水量及排放標(biāo)準(zhǔn)詳見表 1。 表 1 廢水水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn) 排放廢水 水量 （ m3/d） PH值 CODcr (mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) 氨氮 (mg/L) 濃廢水 700 5-5.5 16000 6500 450 60 淡廢水 700 5.5-6.0 1500 650 4

3、00 10 合計(jì) 1400 8750（均值） 3750（均值） 425（均值） 35（均值） 標(biāo)準(zhǔn)值 6-9 300 150 200 25 2 工程設(shè)計(jì) 2.1 工藝流程 由車間排放的濃廢水自流至濃水調(diào)節(jié)池， 調(diào)節(jié) pH后由污水泵提升至 UASB反應(yīng)器， 出水一部分回流至濃 水調(diào)節(jié)池， 它與 UASB反應(yīng)器形成集調(diào)節(jié)、厭氧降解為一體的處理系統(tǒng)；一部分自流至曝氣調(diào)節(jié)池與淡廢水 混合，經(jīng)曝氣后由污水泵提升至沉淀池形成一級好氧系統(tǒng)；此時(shí)沉淀池出水已近達(dá)標(biāo)，再自流至接觸氧化 池、氣浮池進(jìn)行好氧生化和物化處理 （見圖 1） 。 2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 工程設(shè)計(jì)中著重強(qiáng)化厭氧處理單元，同時(shí)好氧工段采用較低

4、的負(fù)荷，以穩(wěn)定剩余污泥，減少污泥排放 量，改善污泥脫水性能，具體設(shè)計(jì)參數(shù)見表 2。 3 處理效果和處理成本 3.1 處理效果 工程屬省控污染治理項(xiàng)目，山東省環(huán)保局委托泰安市環(huán)保監(jiān)測站于1999年 10月 8日 9日進(jìn)行了為 期兩天的現(xiàn)場采樣、監(jiān)測。監(jiān)測項(xiàng)目為pH、CODCr、BOD5、SS、NH3-N、流量共 6項(xiàng)，監(jiān)測頻率每天采樣 4 次， 均測單樣，監(jiān)測結(jié)果見表 3。 表 處理設(shè)施設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)施名稱 參數(shù) 附屬設(shè)備 備注 濃水調(diào)節(jié)池 HRT h 簡易石灰中和篩 現(xiàn)石灰投加量 200kg/d 污水泵 N=7.5kw，一用一備 UASB反應(yīng)器 NV=8.0kgCOD/(m3.d) q=2.25

5、-0.5m3/(m 2.h) 三相分離器均勻布水 器 設(shè)備自制 曝氣調(diào)節(jié)池 HRT=.5h NV=3.2kgCOD/(m3.d) 微孔曝氣器 共 300 只 污水泵 N=7.5kw, 二用一備 豎流式沉淀池 HRT=3.5h q=1.0m3/(m 2.h) 污泥回流比 R=30%-35% 接觸氧化池 HRT=20hNV=1.0kgCOD/(m3.d) 微孔曝氣器 共 500 只 組合填料 共 800m3 氣浮池 處理量 Q=60m3/h 溶氣系統(tǒng)、加藥系統(tǒng) 等 機(jī)房 建筑面積 =200m2 風(fēng)機(jī) N=55kw,利用原有建 筑物 污泥濃縮池 有效容積 =200m3 污泥濃縮機(jī) 因資金所限未上 均

6、質(zhì)池 有效容積 =25m3 泥漿泵 污泥干化池 干化面積 =200m2 表 3 污水處理工程監(jiān)測結(jié)果 監(jiān)測點(diǎn)位 監(jiān)測指標(biāo) PH CODcr (mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) 氨氮 （mg/L） 流量 （ m3/d ） 濃廢水 最高值 5.89 20400 8164 472 69.0 890 最低值 4.66 11000 4395 391 49.2 430 入口 平均值 5.43 16388 6555 421 61.0 675 淡廢水 最高值 5.47 6385 2623 392 6.0 871 最低值 4.34 182 66 89 3.9 644 入口 平均值 5.21

7、 1481 519 153 5.2 750 最高值 7.54 220 20.9 104 0.697 1656 總排口 最低值 6.80 126 11.2 56 0.338 1124 平均值 7.12 170 15.6 77 0.465 1425 標(biāo)準(zhǔn)值 6-9 300 150 200 25 監(jiān)測結(jié)果表明， 治理工程設(shè)計(jì)合理， 處理效果明顯，排污口廢水中的污染物達(dá)到國家規(guī)定的相應(yīng)排放 標(biāo)準(zhǔn)。 3.2 處理成本 工程總投資 307 萬元，處理成本主要包括動(dòng)力費(fèi)，人員工資、福利，藥劑費(fèi)，工程折舊和設(shè)施維修費(fèi) 等，其經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見表 4 。 表 工程經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 工程規(guī)模 工程投資 工程占地 總處理成

8、本 直接費(fèi)用 定員 COD削減總量 電耗 3 （ m3/d） （萬元） （m2） （元 m3） （元 m ） （人） （ t/d ） 3 （ kw.h/m 3） 1400 307 3200 1.20 0.59 19 10.2 0.93 4 工程特點(diǎn) 工程設(shè)計(jì)中結(jié)合水力澄清池和 IC 厭氧反應(yīng)器的特點(diǎn)對進(jìn)液布水系統(tǒng)進(jìn)行了精心的研究， 采用 8 套均勻 布水系統(tǒng)（每套服務(wù)面積 36m2，可獨(dú)立操作運(yùn)行，通過人工控制可靈活調(diào)節(jié)各布水系統(tǒng)水力負(fù)荷，也可使 整個(gè)系統(tǒng)形成脈沖進(jìn)水） ；為提高局部進(jìn)水點(diǎn)的流速， 增強(qiáng)系統(tǒng)布水均勻性， 設(shè)計(jì)采用較小的開孔比 （ 15%） 以形成污泥與進(jìn)液間充分的接觸、 最大限

9、度地利 用反應(yīng)器內(nèi)的污泥和有效容積， 防止反應(yīng)器內(nèi)形成溝流和 死角；對于三相分離器，設(shè)計(jì)成雙層分離隔板，采用適宜的表面負(fù)荷q=0.25 0.5m3/（m 2h） 和較低的出水 堰負(fù)荷 qL=0.08 0.16L/（m s） ，使三相分離器能保留盡可能多的污泥和排放沼氣，提高出水凈化效果。 由于工程在設(shè)計(jì)中較好地解決了均勻布水、三相分離等問題，UASB反應(yīng)器的出水水質(zhì)澄清、呈青灰色 （感官與城市生活污水相似）， COD去除率高（平均去除率達(dá) 94.9%）, 啟動(dòng)周期短、調(diào)試迅速（三個(gè)月）， 污泥床內(nèi)形成了顆粒污泥（質(zhì)軟、有韌性，粒徑在0.5 1.5mm之間），污泥沉降性能好。整個(gè)工程具備以 下特

10、點(diǎn)： 生化處理（厭氧、好氧單元）始終處于較高的處理水平，固液分離效果明顯，總排口CODCr 去除率達(dá) 98.5%，BOD5 去除率達(dá) 99.6%， SS去除率達(dá) 97.3%，氨氮去除率達(dá) 99.0%。 工程厭氧處理系統(tǒng)對溫度變化適應(yīng)性強(qiáng)。整個(gè)調(diào)試期間水溫在2555 間變化，厭氧處理單元都 能達(dá)到滿意的處理效果。由于生產(chǎn)過程中排放的廢水水溫較高（ 80 ），根據(jù)氣溫變化，可通過調(diào)節(jié)淡廢 水水量將厭氧反應(yīng)池內(nèi)的水溫控制在適宜的范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)中不需另考慮 熱交換設(shè)施。 CODCr 工程厭氧處理系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。生產(chǎn)過程中排放的廢水量大、呈周期性變化，濃廢水 濃度從 40000mg/L 到 5000

11、mg/L 不等，每班（ 8h）為一變化周期，瞬時(shí) COD容積負(fù)荷從 3kgCOD/（m3d） 到 35 kgCOD/（m3d）變化，但只要日平均容積負(fù)荷約為 8 kgCODCr/（m 3d） ，厭氧出水水質(zhì)就能穩(wěn)定在 1 000 mg/L 左右，因此，總排口出水水質(zhì)波動(dòng)不大。 接觸氧化池出水中有機(jī)污染物多以溶解狀態(tài)存在，經(jīng)氣浮處理COD去除率不高（ 15%），故企業(yè)實(shí) 際運(yùn)行中氣浮設(shè)施基本不開， 只有當(dāng)接觸氧化池出水 COD 200mg/L 時(shí)才啟動(dòng)氣浮設(shè)施， 實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用較表 4 所列數(shù)據(jù)低。 由于進(jìn)水 COD以溶解狀態(tài)存在， 且絕大多數(shù) COD是通過厭氧反應(yīng)去除的， 而好氧工段采用 較低的

12、負(fù) 荷，雖然調(diào)節(jié)曝氣池容積負(fù)荷較高 3.2 kgCOD/（ m3 d） ,但因活性污泥濃度較高 MLSS=6500mg/L），其 污泥負(fù)荷并不高 0.49 kgCOD/ （kgMLSS d），故剩余污泥排放量較低，沉淀池每天排放污泥20m3，厭 氧剩余污泥自調(diào)試以來 （半年 ）共排放 80m3。 5 經(jīng)驗(yàn)與總結(jié) 檸檬酸廢水濃度高， 厭氧反應(yīng)池處理效果的好壞是整個(gè)工程造價(jià)和運(yùn)行成本高低的關(guān)鍵， 為此本工 程采用并強(qiáng)化了運(yùn)行穩(wěn)定、 效果優(yōu)良的 UASB厭氧處理技術(shù)， 以最大程度 地提高厭氧處理元的 CODCr 去除率。 以瓜干為原料的發(fā)酵廢水通過生化處理可以達(dá)到較高的COD去除率，但廢水中的色度很難解決，最 終出水經(jīng)混凝氣浮也難以達(dá)到滿意的效果， 物化工