厌氧好氧工艺治理柠檬酸废水

厌氧好氧工艺治理柠檬酸废水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UASB1999年10月，某柠檬酸厂（现改名为某生化有限公司）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》GB8978—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14008750（均值）3750（均值）425（均值）35（均值）标准值6-93001502002522.1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23处理效果和处理成本3.1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=.5hNV=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=3.5hq=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／m３）定员（人）COD削减总量（t/d）电耗（kw.h/m3)140030732001.200.591910.20.934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35kgCOD/(m3·d)变化，但只要日平均容积负荷约为8kgCODCr/(m3·d)，厌氧出水水质就能稳定在1000mg/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4⑤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［3.2kgCOD/（m3·d）］,但因活性污泥浓度较高MLSS=6500mg/L），其污泥负荷并不高［0.49kgCOD/（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。