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厌氧—好氧工艺治理柠檬酸废水

论文类型 技术与工程 发表日期 2000-08-01
来源 《中国给水排水》2000年第8期
作者 于军,陆健杰,孙洪涛
关键词 柠檬酸废水 厌氧—好氧工艺 UASB反应器 颗粒污泥?
摘要 于军,陆健杰,孙洪涛(山东省环境保护科学设计研究院,山东济南 250013)   摘 要:介绍了厌氧—好氧联合工艺在柠檬酸废水治理工程中的成功 应用,分析了工程的设计、运行情况,总结了工程的经验和注意事项。?   关键词:柠檬酸废水;厌氧—好氧工艺;UASB反应器;颗粒污泥 ...

标题:

厌氧—好氧工艺治理柠檬酸废水

可见全文

作者:

于军;陆健杰;孙洪涛;

发布时间:

2000-8-17

出自:

《中国给水排水》2000年 第8期

关键字:

柠檬酸废水;厌氧—好氧工艺;UASB反应器;颗粒污泥?

摘 要:

    

简介:

于军,陆健杰,孙洪涛
(山东省环境保护科学设计研究院,山东济南 250013)

  摘 要:介绍了厌氧—好氧联合工艺在柠檬酸废水治理工程中的成功 应用,分析了工程的设计、运行情况,总结了工程的经验和注意事项。?
  关键词:柠檬酸废水;厌氧—好氧工艺;UASB反应器;颗粒污泥
  中图分类号:X78 
  文献标识码:C
  文章编号:1000-4602(2000)08-0036-03

  柠檬酸的生产是通过发酵工艺进行的,其排放的废水含有高浓度的可生物降解有机物,这些有机物多以碳水化合物及其降解产物为主。世界各国对于柠檬酸废水的处理大都采用厌氧—好氧联合处理工艺,而这一工艺的核心——厌氧处理单元,除了采用厌氧接触工艺和厌氧滤 器外,应用最多的还是70年代末开始用于食品发酵工业废水处理的UASB厌氧反应器工艺。?
  1999年10月,新泰柠檬酸厂(现改名为新泰艾史迪生化有限公司)柠檬酸废水治理工程通过了山东省环保局主持的工程验收,工程验收期间厌氧工段CODCr容积负荷Nv≥8.0kgCODCr/(m3·d),去除率达93.2%,工程CODCr总去除率达98.0%。目前运行稳定,效果良好。现将该工程情况做简要介绍。

  1 水质、水量的确定

  根据企业现有排水管路,所排放的废水主要包括浓废水和淡废水两部分,浓废水主要包括废糖水原液和洗糖水。排放废水处理后要求达到《污水综合排放标准》GB 8978—1996味精工业二级标准,废水水质、水量及排放标准详见表1。?

表1 废水水质、水量及排放标准
排放废水水量
(m3/d)
PH值CODcr
(mg/L)
BOD5
(mg/L)
SS
(mg/L)
氨氮
(mg/L)
浓废水7005-5.516000650045060
淡废水7005.5-6.0150065040010
合计1400 8750(均值)3750(均值)425(均值)35(均值)
标准值 6-930015020025

  2 工程设计?

  2.1 工艺流程
? 由车间排放的浓废水自流至浓水调节池,调节pH后由污水泵提升至UASB反应器,出水一部分回流至浓水调节池,它与UASB反应器形成集调节、厌氧降解为一体的处理系统;一部分自流至曝气调节池与淡废水混合,经曝气后由污水泵提升至沉淀池形成一级好氧系统;此时沉淀池出水已近达标,再自流至接触氧化池、气浮池进行好氧生化和物化处理(见图1)。?

  2.2 设计参数的确定?
  工程设计中着重强化厌氧处理单元,同时好氧工段采用较低的负荷,以稳定剩余污泥,减少污泥排放量,改善污泥脱水性能,具体设计参数见表2。?

  3 处理效果和处理成本?

  3.1 处理效果?
  工程属省控污染治理项目,山东省环保局委托泰安市环保监测站于1999年10月8日—9日进行了为期两天的现场采样、监测。监测项目为pH、CODCr、BOD5、SS、NH3-N、流量共6项,监测频率每天采样4次,均测单样,监测结果见表3。?

表2  处理设施设计参数
设施名称参数附属设备备注
浓水调节池HRT=8h简易石灰中和筛现石灰投加量200kg/d
污水泵N=7.5kw,一用一备
UASB反应器NV=8.0kgCOD/(m3.d)
q=2.25-0.5m3/(m2.h)
三相分离器均匀布水器设备自制
曝气调节池HRT=.5h
NV=3.2kgCOD/(m3.d)
微孔曝气器共300只
污水泵N=7.5kw,二用一备
竖流式沉淀池HRT=3.5h
q=1.0m3/(m2.h)
 污泥回流比R=30%-35%
接触氧化池HRT=20hNV=1.0kgCOD/(m3.d)微孔曝气器共500只
组合填料共800m3
气浮池处理量Q=60m3/h溶气系统、加药系统等 
机房建筑面积=200m2风机N=55kw,利用原有建筑物
污泥浓缩池有效容积=200m3污泥浓缩机因资金所限未上
均质池有效容积=25m3泥浆泵 
污泥干化池干化面积=200m2  

表3 污水处理工程监测结果
监测点位监测指标
PHCODcr
(mg/L)
BOD5
(mg/L)
SS
(mg/L)
氨氮
(mg/L)
流量
(m3/d)
浓废水入口最高值5.8920400816447269.0890
最低值4.6611000439539149.2430
平均值5.4316388655542161.0675
淡废水入口最高值5.47638526233926.0871
最低值4.3418266893.9644
平均值5.2114815191535.2750
总排口最高值7.5422020.91040.6971656
最低值6.8012611.2560.3381124
平均值7.1217015.6770.4651425
标准值6-930015020025 

   监测结果表明,治理工程设计合理,处理效果明显,排污口废水中的污染物达到国家规定的相应排放标准。
? 3.2 处理成本?
  工程总投资307万元,处理成本主要包括动力费,人员工资、福利,药剂费,工程折旧和设施维修费等,其经济技术指标见表4。?

表4  工程经济技术指标
工程规模
(m3/d)
工程投资
(万元)
工程占地
(m2)
总处理成本
(元/m3)
直接费用
(元/m
定员
(人)
COD削减总量
(t/d)
电耗
(kw.h/m3)
140030732001.200.591910.20.93

  4 工程特点?

  工程设计中结合水力澄清池和IC厌氧反应器的特点对进液布水系统进行了精心的研究,采用8套均匀布水系统(每套服务面积36m2,可独立操作运行,通过人工控制可灵活调节各布水系统水力负荷,也可使整个系统形成脉冲进水);为提高局部进水点的流速,增强系统布水均匀性,设计采用较小的开孔比(15%)以形成污泥与进液间充分的接触、最大限度地利 用反应器内的污泥和有效容积,防止反应器内形成沟流和死角;对于三相分离器,设计成双层分离隔板,采用适宜的表面负荷q=0.25~0.5m3/(m2·h)和较低的出水堰负荷qL=0.08~0.16L/(m·s),使三相分离器能保留尽可能多的污泥和排放沼气,提高出水净化效果。?
  由于工程在设计中较好地解决了均匀布水、三相分离等问题,UASB反应器的出水水质澄清、呈青灰色(感官与城市生活污水相似),COD去除率高(平均去除率达94.9%),启动周期短、调试迅速(三个月),污泥床内形成了颗粒污泥(质软、有韧性,粒径在0.5~1.5mm之间),污泥沉降性能好。整个工程具备以下特点:?
  ①生化处理(厌氧、好氧单元)始终处于较高的处理水平,固液分离效果明显,总排口CODCr去除率达98.5%,BOD5去除率达99.6%,SS去除率达97.3%,氨氮去除率达99.0%。?
  ②工程厌氧处理系统对温度变化适应性强。整个调试期间水温在25~55 ℃间变化,厌氧处理单元都能达到满意的处理效果。由于生产过程中排放的废水水温较高(80 ℃),根据气温变化,可通过调节淡废水水量将厌氧反应池内的水温控制在适宜的范围内,设计中不需另考虑 热交换设施。?
  ③工程厌氧处理系统抗冲击负荷能力强。生产过程中排放的废水量大、呈周期性变化,浓废水CODCr浓度从40000mg/L到5000mg/L不等,每班(8h)为一变化周期,瞬时COD容积负荷从3kgCOD/(m3·d)到35 kgCOD/(m3·d)变化,但只要日平均容积负荷约为8 kgCODCr/(m3·d),厌氧出水水质就能稳定在1 000 mg/L左右,因此,总排口出水水质波动不大。
  ④接触氧化池出水中有机污染物多以溶解状态存在,经气浮处理COD去除率不高(≤15%),故企业实际运行中气浮设施基本不开,只有当接触氧化池出水COD≥200mg/L时才启动气浮设施,实际运行费用较表4所列数据低。?
  ⑤由于进水COD以溶解状态存在,且绝大多数COD是通过厌氧反应去除的,而好氧工段采用 较低的负荷,虽然调节曝气池容积负荷较高[3.2 kgCOD/(m3·d)],但因活性污泥浓度较高MLSS=6500mg/L),其污泥负荷并不高[0.49 kgCOD/(kgMLSS·d)],故剩余污泥排放量较低,沉淀池每天排放污泥20m3,厌氧剩余污泥自调试以来(半年)共排放80m3

  5 经验与总结

  ① 柠檬酸废水浓度高,厌氧反应池处理效果的好坏是整个工程造价和运行成本高低的关键,为此本工程采用并强化了运行稳定、效果优良的UASB厌氧处理技术,以最大程度 地提高厌氧处理元的CODCr去除率。?
  ②以瓜干为原料的发酵废水通过生化处理可以达到较高的COD去除率,但废水中的色度很难解决,最终出水经混凝气浮也难以达到满意的效果,物化工段色度去除率≤30%,氯氧化或臭氧氧化因成本过高未采用,因此工程最终出水澄清但呈黄色,与淡茶水相似。
  ③柠檬酸废水pH较低、呈酸性,在进入UASB前(特别是调试初期)应对其进行调节,使废水呈中性。原设计采用变速中和滤塔调节来水pH,由于企业资金紧张,故尝试在浓水调节池上改用简易石灰筛网。实践表明,该设施运行简单、效果稳定、成本较低,宜于在中、小型废水治理工程中使用。??

  参考文献:
  [1]Kato M T.The Anaerobic Treatment of Low Strength Soluble Wastewaters[M].The Nether lands:WAU,1994.


  电 话:(0531)6955042×3025 6026820?
  E-mail:[email protected]
   收稿日期:2000-03-20

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