高含硫味精废水处理的研究李福德

2000年第六期中国水污染防治技术装备论文集DClleetionsofPapersonChi昭eWaterPollutionCoturolTeehnloogyandEquiPmentl高含硫味精废水处理的研究李福德,成应向.(中国科学院成都生抽研究所)摘要:采用吹脱一棍凝一厌权消化一两段sBR一奴凝沉淀工艺流程处理味精废水,取得了令人瀚t的效果。试验结果表明:当进水coD为22351mg几,s。犷为510o0mg几,NH.一N为7571mg几,色度为3906(倍)和PH为1.3时,出水COD为99mg几,OS乏`为95mg几,NH一N为lmg几,色度为16和pH为6.5,COD、OS里’、NH一N和色度总去除率均超过”.6肠,出水水质的五项指标均达到GBS牙78一1996规定的一级排放标准.关桩词:味精废水,吹脱,棍凝,厌权消化,两段SBR,架凝沉淀1前言当前国内生产味精的主要方法是发醉法,其基本流程分为淀粉水解(或直接用精蜜)、种子培养、发酵、提取和精制等几道工序1[].提取谷氮酸工序产生高浓度废水,其它工序产生低浓度废水.本试验水源取自广西武鸣县味精厂高浓离交废水的上清液(已沉淀除菌体),其水质分析如表1。农1武呜县味精厂离浓离交度水的上清液水质声一-lz项目数据COD(mgL/)2100-025000S()二一(mg/L)5000-056000NH,一N(tn.L/)650-07800色度(倍)380卜4000水质分析表明,味精废水COD、50犷和NH,一N浓度都很高,酸度大,颇色深,是一种典型的高含硫高浓度有机废水,治理难度很大。目前,欧洲一些国家及日本采用燕发浓缩工艺t[],效果较好但处理成本较高,而国内研究工艺偏重于生物处理方法闭,,致使排放水难以达标.本试验采用吹脱一混凝一厌氧消化一两段SBR一絮凝沉淀串联工艺流程处理味精废水,在常规生物处理前加大了物化处理的力度,消除了高浓度50犷和NH砂N对生物处理的毒性和抑制,COD、s以、NaH一N、色度和pH等五项指标均达到国家一级排放标准.2工艺流程A4F山es.山,GBAP毒4毒4味精废水~吹脱去氨~混凝脱硫一庆氧消化~两段一SBR一絮凝沉淀~排放(注:A、B、F、G、P均为试剂代号)3检测方法COD:SB一l型快速COD测定仪50犷:格酸钡光度法[’]NaH一N:蒸馏滴定法[’jpH:PSH一3TC精密数显酸度计和精密pH试纸色度:目视比色法L〔):溶氧仪.国家“九五”重点科技攻关项目:96一909一05一03一04中国科学院成都地奥科学荃金(DASF)资助项目李福德等:高含硫味精度水处理的研究4试验运作方式先批次试验,并定时取样侧定COD、S仅一和NH:一N三项主要指标,摸清各工序最佳参数;然后在最佳参数下连续试脸,检侧参教的可靠性及试脸效果.5试验过程、结果和讨论5.1度水的吹脱试验废水的吹脱效率受诸多因素的影响和制约,其中主要是pH值、温度、吹脱时间和气液比.5.1.1吹脱效率与pH值和摄度的关系取lo00mL反应器四个,分装50omL废水,用G分别调pHg.32、10.05、10·94、12.20和13.00,用恒温水浴箱控制沮度37一40℃,通气流t12.SL/min,分别吹脱8小时,静t后取上清液分别测定COD、50芝一、NH:一N和pH值,试脸结果见表2。农2吹脱效率与pH位的关系吹脱前pH9.3210.0510.9712.2013.00Gt(`几)18.6225.2437.4650.0076.60COD(mBL/)吹脱前吹脱后去除率(%)232552074210。6232551812922.0232551765724.4232551659428.6232551弓46238.8Sor(mg/L)吹脱前吹脱后去眯率(鱿)520003080040.8520001900063。552000735085.952000600088.552000595088.6吹脱前NH,一N(m`几)吹脱后去睁卒(%)7633521031。747633261765。?2763316697。83763316097。90763315797。94吹脱后pH7.007。508.5010。0312.00表2反映出吹脱前pH值为n左右时,NH一N去除率已达97.8写,50乏一去除率达87.8%,再提高pH值时,去除率都增加极微,而COD去除率却不断增加,当pH=13时,COD去除率已达38.8%,此时出水pH偏高,不利于后续生物处理,且G用t很大,又增大了废水处理成本.故综合考虑确定最佳吹脱pH值为n.卜n·5.吹脱效率还与温度有关。一般随粉温度的升商,氛氮的溶解度降低,氛盆去除率增大.蔡秀珍等试脸表明,当吹脱盆度达80℃时,氛氮去除率可达100%s[]。但温度太高,水分蒸发过多,会造成出水COD值增大,能源消耗也增多;同时温度增高,硫酸钙溶解度增大,又不利于硫根的去除.权衡利弊,本试脸确定最佳吹脱温度为40℃.吹脱中产生的氮气可回收制备氮水,硫酸钙沉渣可制成建筑石青.[],避免产生二次污染。5.1.2吹脱效率与吹脱时间和气液比的关系取IL锥形瓶一个,盛装500mL味精废水,用G调pH值n.30,恒温水浴箱控制温度40℃左右,气流量12.SL/min,吹脱中于不同时刻取样,测定COD、50r、NH,一N和pH值.结果如表3所示。李福德等:高含硫味精度水处理的研究表3吹脱效率与吹脱时间和气液比的关系间(h)10.59.7气液比吹脱前COD(mg/L)吹脱后去除串(%)吹脱前50未`(mgL/)吹脱后去除率(另)1500113000*14500一16000117500,11200011150001231381872419。l231381985514.2231381866519。3231382014512.9231382024112.5231381701026。5231381890718.350700792084.4507001032079。750700700086。250700840083.450700724085.750700960081.1NH:一N(m`/L)吹脱前吹脱后去除率(沁)6929194971.9表中表明COD和50犷的去除率较少受吹脱时间和气液比的影响,而、NH:一N的去除率随着吹脱时间的延长和气液比的增大而增大。当吹脱h4,气液比为6000:1时,氨氮浓度为939mgL/,已低于生物处理中对微生物的抑制浓度15。。一300omg/L[,〕,这完全可以作为生物处理中微生物的氮源和产生能源利用而消除;同时,由于氨氮被吹窟,使得水质的pH逐步下降,此时pH已降为9.3,已无碍于后续生物处理。所以可确定经济合理的吹脱时间为h4,气液比为6000,1。本试验采用锥形瓶静态吹脱,液柱高径之比和气液接触面积小,工程中使用吹脱塔,高径之比增大,且气液逆向接触,气液接触面积大,这将会大大提高氨氮的吹脱效率.5.2混凝去硫酸根试验取吹脱去氨废水60OmL,加10.4gB试剂后,用搅拌机快速搅拌10min,再慢速搅拌smin,边搅拌边加入1%A试剂溶液6mL(投加量0.01纬)和0.1%P试剂溶液巧mL(投加量25xl。一`),静置,取上清液测COD、S以一和NaH一N三项指标,结果见表4.吹脱去氨废水加入B试剂后急速搅拌,可农4混扭对COD、so犷和NH:一N使反应充分进行,生成大量细小沉淀,使废水呈三项指标的去除效.mgL/乳白色。A试剂与P试剂作为助凝剂发挥作CODso十NH,一N用,投加后在碱性条件下前者借轻基桥联反应混凝前215208000.56“形成多核络合物,然后通过卷扫作用和P试剂混凝后1930“58”55·3的粘结架桥作用,使细小沉淀颗粒和部分有机去除本(%)10·392·81·3物质聚结成较大的凝絮体从溶液中讯速沉淀,故可去除50乏一和部分COD。加入助凝剂后,一定要慢速搅拌,以防液体漩涡产生的剪切力破坏架桥作用而降低效果,混凝中产生的沉淀纯化后可作建筑涂料s[].5.3厌叙消化5.3.1厌氧工艺采用普通厌氧反应器,具有保温设施而无搅拌装置,以间歇摇动代替搅拌,中温发醉。5.3.2厌氧污泥的培养首先用葡萄糖、尿素和磷酸氢二钾配制成COD:N:P一200:5,1的葡萄糖营养液,用于培养厌氧污泥,然后取IL厌氧反应器投加30OmL厌氧种泥和700mL葡萄糖营养液,控制温度38士l℃,培养15d左右至微生物活性恢复,污泥顺粒化和沉降性能良好,标志污泥培养结束.李福德等:高含硫味精度水处理的研究5.3.3厌暇污泥的驯化采用去氛脱硫废水与有萄糖营养液的混合液驯化.混合液加进反应器前用碳酸钠溶液调pH7.0,混合液中废水体积按10线、20%、40%、60%、80绒和100纬阶梯递增,以COD去除7。%左右为换水时间界限,每次换水体积50%,定时侧定COD值,同时用集气排水法收集气体.驯化共40夭,侧定并统计相关数据见表5。丧5决权明化中进水负有与COD去除负衡和产气率的关系棍合浪中魔水比例(%)进水COD(.公L/)容权负扮出水CODCOD去价负扮产气率(kBCOD/口二d)(叱/L)(k邪ODm/,·d)(m,/卜不刀D*-3873512487231257715070190960。39O。641。10l。302。503.20O。31O。540。720。840.650.380。26O。310.230。280。110.10994816哪洲姗7936000D000,三,曰46nU..1从表5可知,厌暇消化的容积负荷较低,这与采用的厌板工艺有关,没有搅拌装t,使污泥与废水未能充分棍合。同时还可以粉到,当棍合液中废水比例小于6。%时,随粉进水COD和容积负荷的提高,出水COD较低,产气率祖定,COD去除负荷增大,表明厌载运行良好。但当混合液中废水比例达80%以上时,出水COD偏高,COD去除负荷和产气率均下降,表明厌氧运行恶化,徽生物活性受到抑制.解除抑侧的方法,可将去抓脱硫废水作3:2稀释,即厌载加进水中废水体积占60%,控制进水COD在1200omg/L以下,或者废水不作稀释,将换水体积减小为有效体积的1/3,都可降低抑制物浓度而使发醉高效进行。工程中可将预处理废水与低浓度废水作3:2稀释,以消除厌氧抑制因素。5.3.4厌权消化处理味精废水将去氛脱硫废水与清水作3:2稀释后,取50伽.L换进IL厌暇反应器,控制温度38士l℃,sv3。%,MLvss4.459几,不定时摇动并于不同时间取样洲定三项指标,结果见表6.农6厌妞浦化中COD、S()犷和NH:一N浓度的变化时间(d)012345710COD残.浓度(m`/L)去除*《%)577414。0547618。4541519。3493126.5436135。0362646。0残.浓度(m`L/)去除率(%)603881.388.404587.585.352889.191.3孔s拍.]60.9:228NHs一N残.浓度(nI.,L)去除卒(%)682。44。5705。71。3722。6一1。1757.1一5。9713.20。3724。4一1.3724。3一1。3`J0.J2.0月了仁目比卜,曰,几山O:厂从表6可知,硫酸根去除的最佳HRT(水力停留时间)为2天,氮氮的去除几乎没有效果,前两天部分氮氮作为徽生物生长的氮源而被利用,使氮氮浓度略有下降,随后徽生物对氨基酸的脱氮作用使氨氮浓度回升,因而导致去除率为负数。对COD的降解亦很缓慢,其理由归因于无搅拌装t以及微生物对有机物的不彻底分解,所以要使COD降至很低,需要很长的HRT,这就限制了废水处理的运作效率。因此本试脸选取HRT为一天,利用它使废水中大分子有机物初步水解生成各种小分子物质(主要是各种VFA)以及提高废水的可生化程度,然后李福德等:高含硫味精度水处理的研究通过两段一SBR联运,使高浓度的COD得以降解。5.4两段SBR试验5.4.1温度对SBR运行的影响在不同温度下进行试验,换水体积50%,嗓气DO为6.7一7.Omg/L,闭里以)为。.1-0.7mg/L。试验