改进AB法处理味精废水的中试研究

改进AB法处理味精废水的中试研究白晓慧（浙江大学环境工程系，浙江杭州310029）摘要：采用悬挂鼠笼式湍动竹球填料的改进AB法工艺处理味精废水，中试规模为0.5m3/h，总水力停留时间48.6h，进水COD浓度为1580～9510mg/L，NH3-N浓度为108～2270mg/L。试验结果表明，出水COD＜600mg/L，出水NH3-N＜400mg/L，COD去除率＞90%，NH3-N去除率＞85%，处理过程中剩余污泥排放量极少。关键词：味精废水；改进AB法；生物膜1试验方法1.1废水水质杭州味精厂所排废水主要来自谷氨酸提取后的高浓度离交废水(排放量为800m3/d)、精制废水(排放量为2000m3/d)、洗米废水(排放量为300m3/d)、生活杂水(排放量为400m3/d)。杭州味精厂混合废水水质如表1。表1杭州味精厂废水水质名称CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)SO42-(mg/L)Cl-(mg/L)pH离交废水3000015000400130002500080001～2洗米水300015001000805精制水30001500400607以上生活杂水300150150307混合废水1020045005203300416713344.5由于杭州味精厂废水处理后通过市政排水管网进入杭州四堡污水处理厂再进行二级处理，其出水排放标准根据当地环保局要求执行《污水综合排放标准》GB8978—1996三级标准，即COD：1000mg/L、BOD5：600mg/L、SS：400mg/L，pH：6～9。1.2中试规模及配水方案根据废水治理方案，中试规模确定为0.5m3/h。中试原水每天由离交废水2.85m3(其中一期离交废水1.22m3，未处理离交废水1.63m3)、精制废水6.10m3、洗米水1.43m3、生活污水1.63m3混合而成。由于味精废水具有高COD、高BOD5、高硫酸根、高氨氮及强酸性，单独采用物化或生化方法都难以处理达标。为确定经济高效的设计方案，杭州味精厂组织有关专家进行了方案比较和论证，最后决定采用先将离交废水脱氨预处理，再用改进型AB生化法处理达标排放。中试试验中，由于配水需要，离交废水的预处理采用间歇运行。经一期提取饲料酵母后的离交废水经石灰乳调节pH，蒸汽加热、空气吹氨和沉淀后按比例与精制废水、洗米水和生活污水进入预曝调节池混合均质，再进入改进型AB生物处理系统。其中生物吸附池和斜板初沉池区段为生物吸附段，兼氧水解池和斜板隔离池区段为A段，好氧生物接触氧化池和斜板终沉池区段为B段。中试装置采用钢板制作，中试流程如图1。中试各处理单元主要参数如表2。中试各处理单元设计参数名称容积(m3)有效容积(m3)停留时间(h)生物吸附池65.410.8斜板初沉池32.75.4兼氧水解池4.54.058.1斜板隔离池32.75.4生物接触氧化池7.56.7513.5斜板终沉池32.705.4合计2724.348.6斜板及填料：斜板区为1.7m3，填料区为13m3，生化填料采用鼠笼式湍动竹球填料。试验期间的气温0～10℃，水温11～18℃。2试验结果及讨论2.1微生物驯化及挂膜阶段本阶段进行23d。设备启动时，除加入部分生产混合废水外，从当地某企业废水生化池取来接种污泥，混合闷曝3d，再逐渐进水。进水方法：每天进水10m3左右（0.5m3/h），其中精制水6.8m3/d、洗米水2.2m3/d，脱氨离交废水逐天增加。由于脱氨离交废水采用雇车拉运，时常供应不上，因此每天进水COD和NH3-N负荷波动较大。监测处理效果及生物相表明：生物相发育良好，6d出现钟虫，7d以后菌种增多，生物膜开始形成，COD和NH3-N去除率逐日提高。2.2正常运行阶段本阶段连续正常进水量平均12m3/d，混合废水经10m3储水池后进生化池，最后3d混合废水直接泵至生化系统。生物吸附段和兼氧水解段溶解氧控制在0.5mg/L以下，好氧段溶解氧控制在3～4mg/L之间。总气水比(43～80)∶1。正常运行阶段NH3-N和COD负荷逐渐提高，以逐渐接近设计进水水质，并考察生化系统对高氨氮的耐受能力。正常运行阶段COD及NH3-N的去除情况如图2、3、4、5。系统对有机物的去除中试中，平均进水COD浓度为4700mg/L，波动范围在1030～9510mg/L之间。斜板终沉池出水COD平均浓度412mg/L，波动范围在155～985mg/L之间，COD平均总去除率92%，其中生物吸附段COD平均，A段COD平均去除率为40%，B段COD平均去除率为30%。2.2.2系统对NH3-N的去除氨氮过高会影响生化处理微生物的脱氢酶活性。据文献报道，污水中氨氮浓度在50mg/L左右对生物活性就有影响，在800mg/L左右时，微生物脱氢酶的活性下降50%左右(见表3)。表3氨氮浓度与微生物的脱氢酶活性关系氨氮浓度(mg/L)50100200400800脱氢酶活性9.298.808.717.124.93因此，一般生化处理前应将氨氮降至400mg/L以下。本试验中，氨氮浓度逐日提高，平均进水浓度813mg/L，波动范围在108～2270mg/L之间，其中有若干天NH3-N浓度在1600mg/L以上，出水NH3-N为215～370mg/L。生物吸附段NH3-N平均去除率48.8%；A段NH3-N平均去除率26%；B段NH3-N平均去除率24%。NH3-N平均总去除率60%，出水NH3-N平均300mg/L，波动范围为215～370mg/L。2.3硫酸根和氯离子对生化处理效果的影响周晓检等［6］研究发酵处理味精废水中氯离子的影响表明，氯离子对厌氧发酵的抑制浓度为7750mg/L；杨健［7］研究废水中高浓度钠盐对活性污泥系统的影响得出：废水中氯离子浓度＜(3～5)×104mg/L对生化影响不大，硫酸根离子对有机废水生化影响的浓度为600mg/L。杭州味精厂的离交废水氯离子浓度为8000mg/L左右，硫酸根离子浓度为25000mg/L，当与洗米水、精制废水及生活杂水混合后氯离子浓度为1647mg/L左右，在生化耐受范围之内；硫酸根离子浓度为5147mg/L左右，通过石灰中和脱氨预处理，可使硫酸根得到有效处理。中试实际运行也表明，氯离子和硫酸根没有对生化处理造成影响。2.4空气消耗量中试过程中，80%的COD在兼氧工况下去除（DO：0.1～0.5mg/L），空气利用率高，生物吸附段和兼氧水解段平均每去除1kgCOD消耗空气量为7m3；20%的COD在好氧（DO:3～4mg/L）工况下去除，好氧段平均每去除1kgCOD耗空气17m3。全系统平均每去除1kgCOD耗空气9m3。2.5生化处理系统中的生物量在中试生化处理系统中，生物吸附段、兼氧水解段、好氧生化段均悬挂鼠笼式湍动竹球填料，作为生物膜载体。同时各段采取单独污泥回流系统，从而构成了生物膜、活性污泥复合生物处理系统，大大提高了系统中的总生物量，提高了系统的处理效率，并使运行更加稳定。在中试过程中，还同时做了一套活性污泥法的中试装置作对比试验，虽然它也可基本保证出水COD＜1000mg/L，但在后期气温较低情况下，运行稳定性明显不如改良AB法。同期测试的COD及NH3-N出水结果如图6。结论①采用悬挂鼠笼式湍动竹球填料的改良型AB生化工艺处理味精废水，操作简便，运转稳定，占地面积小。②在未加混凝剂的情况下，虽然进水COD浓度波动大（1030～9510mg/L），出水依然较平稳。平均出水COD浓度为412mg/L，波动范围：155～985mg/L。NH3-N进水浓度108～2270mg/L，出水为215～370mg/L。③由于整个生化处理工艺采用一体化布置，12m3/d的中试装置总容积27m3，有效容积24m3，全系统总停留时间48.6h。杭州味精厂污水处理工程项目处理能力为4000m3/d，放大系数为333倍。依此类推，生化系统水池总容积为8991m3，平均水深按4.5m设计，全系统占地面积将只有2000m2。④该改进型AB生化工艺平均每去除1kgCOD的空气用量为9m3。参考文献：［1］黄民生，朱莉.味精废水的絮凝—吸附法预处理试验研究［J］.水处理技术，1998，24（5）：299-302.［2］张益储，奚旦力，陈季华.味精废水处理工艺的研究［J］.上海环境科学，1990，9（5）：28-30.［3］金新梅.味精废水的微生物转化与效益［J］.环境污染与防治，1997，19（2）：13-16.［4］刘庆余，张峥，李得翔.味精厂废水的生物处理［J］.水处理技术，1991，17（1）：74-77.［5］谢宪章.降低味精废水COD的方法研究［J］.上海环境科学，1990，9（10）：13-15.［6］周晓检.厌氧发酵处理味精废水中氯离子的影响［J］.水处理技术，1992，18（1）：58-67.［7］杨健.废水中高浓度钠盐对活性污泥法系统的影响［J］.污染防治技术，1998，11（4）：199-203.［8］康风先，等.硫酸盐还原—甲烷发酵两部厌氧法处理含高浓度硫酸盐有机废水可行性研究［J］.工业水处理，1993，13（1）：13-16.［9］李湘中，等.垃圾渗滤液中氨氮对微生物活性的抑制作用［J］.环境污染与防治，1998，(6)：1-4.中国城镇水网