柠檬酸综合废水的处理工艺

柠檬酸综合废水的处理工艺1废水水质与水量某柠檬酸厂生产过程中排放多股废水(浓糖水、洗糖水、洗滤布水等)，主要含有大量的可溶性有机物(糖类、脂肪酸、蛋白质、淀粉等)，其可生化性很好、不含有毒有害物质、呈现黄色。该厂柠檬酸产量为6×104t/a，其废水水质、水量见表1。表1柠檬酸综合废水水质、水量水量(m3/d)COD(mg/L)BOD(mg/L)pH温度(℃)SS(mg/L)色度(倍)70001000060003～560～7010002502工艺流程柠檬酸废水采用以预处理、厌氧UASB为主体，三级好氧为后处理的工艺流程(见图1)。2.1预处理废水首先通过预处理除去固体物质、降低水温、均化水质。预处理构筑物包括初沉池、调节池、冷却塔，经预处理后废水水温降至37℃左右，达到中温厌氧发酵所需的要求，同时它还能保证处理系统运行的稳定性。2.2UASB反应器建有2座UASB反应器，总体尺寸为40m×24m×12.8m，有效区高度为9.8m。每座反应器的总体积为6144m3(为目前我国最大的单体单室反应器)，有效体积率也高达76%。实际运行的水力停留时间为32h，容积负荷为8kgCOD/(m3·d)，COD去除率为92%～93%，这在我国大型的UASB反应器中也是较高的［1、2］。2.3中沉池由于厌氧出水中带有一定的污泥，而好氧进水要求污泥含量较低，因此在UASB反应器后建一座中沉池用来去除大部分的厌氧污泥。2.4曝气沉淀池柠檬酸废水中含有大量的Ca2+(厌氧出水Ca2+高达700～900mg/L)，如不去除会对好氧设备及构筑物产生较大影响，曝气沉淀池就是针对去除Ca2+而设计的。在池中Ca2+因适量曝气形成钙盐沉淀或被污泥吸附最终通过排放污泥将其去除。设有两座曝气沉淀池，总尺寸为18m×9m×8m，其对Ca2+的去除率达到30%以上，同时对COD的去除率为40%～50%。2.5一体式氧化沟一体式氧化沟由厌氧段、兼氧段、好氧段、沉淀区、污泥回流区组成，在沟内完成废水中剩余有机污染物的水解、氧化及污泥回流过程，降低水中的污染物含量。氧化沟尺寸为65m×30m×8m，其出水COD在100mg/L左右，COD去除率达60%以上。2.6滴滤床氧化沟的出水只能接近排放要求，因此须再加一级滴滤床进行深度生物处理以确保废水的达标排放。设计两座直径为16m的滴滤床，经终沉池沉淀后的出水COD为80～90mg/L3运行情况整个废水处理系统自1999年12月投入运行以来，处理效果一直很稳定，运行情况见表2、图2。表2废水处理系统运行情况处理单元原水初沉池UASB反应器曝气沉淀池一体化氧化沟滴滤床COD(mg/L)90001000070040012090pH4.54.57.17.88.08.0SS(mg/L)4001000200100504.色度(倍)18020020503025温度(℃)657034303025几个月的运行表明，整个废水处理系统对COD的去除率较高(99%以上)，同时具有较高的耐冲击能力。4污泥处置初沉池污泥主要由柠檬酸钙、玉米渣、菌丝体等组成，厌氧污泥的产量很低(0.05～0.1kgSS/kgCOD)，所产的污泥大部分留在反应器内，少部分在中沉池沉淀，极少部分进入好氧系统中。污泥经浓缩后用板框压滤机脱水，干污泥可利用。厌氧污泥为均匀颗粒(粒径为1～3mm)，脱水非常容易且不需添加絮凝剂。曝气沉淀池的污泥含有大量的钙盐且污泥量较大，氧化沟的污泥量较少，滴滤床的污泥量更低，这些好氧污泥经浓缩后用带式压滤机进行脱水后外运填埋。5经济分析整个污水处理系统的总运行功率约为400kW，运行费用约为0.8元/m3。厌氧过程中沼气的产率为0.6m3/kgCOD，满负荷运行时沼气产量为29000～34000m3/d(1m3废水产4～5m3沼气)，沼气的热值在35MJ/m3以上。目前设计了一台4t/h的燃气锅炉(蒸汽用于生产上加热)和一台1.68×107kJ/h的直燃机(用于生产上溴化锂制冷)专门对沼气进行利用，由其回收价值每年可达200余万元，超过了废水处理系统的电耗费用。另外，还有部分沼气供给食堂替代燃煤。锅炉及溴化锂直燃机不运行期间(或用气量小于产气量时)安全自动燃烧系统自动启动进行高空焚烧。