一、概述
某食品公司主要從事溫帶水果脫水和蔬菜脫水加工,兩種產(chǎn)品的主要工藝流程為:水果加工:原料→去皮、清洗→蒸煮→糖浸→干燥
蔬菜加工:原料→清洗→挑選→切割→藥劑處理→干燥
廢水主要來(lái)源于清洗、蒸煮、糖浸等生產(chǎn)工序,以及地面和設備的沖刷、清洗用水。
二、水質(zhì)、水量
設計水量:300m3/d,設計水質(zhì)見(jiàn)表1。
表1 設計進(jìn)出水水質(zhì)
Tab.1 The quality of influent and effluent of device
三、工藝流程及流程簡(jiǎn)述
針對此廢水有機物濃度高,可生化性較好的特點(diǎn),選用以“UASB+生物接觸氧化法”為主,絮凝沉淀為輔的處理工藝,UASB采用中溫厭氧方式。
1、工藝流程如圖1所示。
圖1 工藝流程
Fig.1 Flow chart treatment process
2、工藝流程簡(jiǎn)述
(1) 水果脫水廢水、蔬菜脫水廢水經(jīng)廠(chǎng)內管道自車(chē)間收集后流入污水處理場(chǎng)的明渠。經(jīng)粗格柵(d=20mm),細格柵(d=3mm)攔截污物,自流進(jìn)入中和調節池,在調節池內采用穿孔管曝氣攪拌的方式,將投加入水的堿—碳酸鈉與廢水充分混合攪拌,將水的pH值調為7~8;并在此池內進(jìn)行均衡水質(zhì),調節水量。后用污水泵提升廢水至UASB厭氧罐,廢水經(jīng)底部穿孔管配水系統分配后,廢水以一定流速自下向上流動(dòng)以及厭氧過(guò)程產(chǎn)生的大量沼氣的攪拌作用,廢水與污泥充分混合,有機質(zhì)被吸附分解;所產(chǎn)沼氣經(jīng)由UASB上部三相分離器的集氣室排出,含有懸浮污泥的廢水進(jìn)入三相分離器的沉降區,沉淀性能良好的污泥經(jīng)沉降面返回反應器主體部分,含有少量較輕污泥的廢水從反應器上部排出。UASB出水自流進(jìn)入生物接觸氧化池,生化后進(jìn)入二沉池;再通過(guò)絮凝沉淀保證出水達標排放。
(2) 構筑物規格型號詳見(jiàn)表2。
表2 構筑物規格型號
Tab.2 Specification of construction
四、工藝調試
1、 UASB厭氧調試
(1)、調試過(guò)程
UASB采用中溫厭氧,通過(guò)應用換熱器將進(jìn)水溫度加熱到35~38℃。調試之始為3月中旬,為加快調試進(jìn)程,首先將市政污水廠(chǎng)脫水污泥10噸作為菌種進(jìn)行接種,通過(guò)人孔將污泥投入UASB罐內,進(jìn)一步培養馴化。因廠(chǎng)方生產(chǎn)的關(guān)系,調試時(shí)只有水果脫水廢水,而此廢水CODcr值較合同高,均值在7000~12000mg/l之間。將廢水稀釋至CODcr值小于5000mg/l,pH值調整為6.5~8.0,SO2濃度為100mg/l以下,進(jìn)水至設計水位;后,一周內處于悶厭狀態(tài),每天只開(kāi)啟UASB內循環(huán)泵數小時(shí)。這中間,發(fā)現換熱器不能將水溫提升至所需溫度,分析原因為換熱器形式不合適,后將原板式換熱器更換為湍流式換熱器,才保證了水溫。在使用板式換熱器的20天之內,UASB內溫度達不到30℃,效果較差,啟動(dòng)負荷采用0.5kgCOD/m3.d,即每天只能保持進(jìn)水8小時(shí),水量3m3/h。更換湍流式換熱器后,水溫升至35~38℃,負荷采用0.8kgCOD/m3.d,進(jìn)水一周有少量沼氣逸出,COD去除率達50%左右。持續此負荷一個(gè)月左右,自UASB罐底部1.5m處取污泥樣觀(guān)察,SV30只有5%,而UASB出水中卻有大量SS隨水流出。開(kāi)始疑為是啟動(dòng)階段的正常絮狀污泥洗出,污泥增長(cháng)緩慢的原因,沒(méi)有特別在意。這中間,為了提高污泥的凝聚性能,曾往進(jìn)水中加入過(guò)粉狀活性炭,但收效不大。隨著(zhù)3個(gè)月后進(jìn)水負荷提高至3.5kgCOD/m3. d,厭氧污泥仍是處于較多的洗出狀態(tài),也未形成顆粒污泥的狀態(tài),COD去除率在50~70%之間,達不到設計80%。在進(jìn)水只有設計值的一半時(shí)尚且如此,就懷疑是外購的UASB設備三相分離器的設計是否合理問(wèn)題。雖然經(jīng)后續的生物接觸氧化處理后,出水可以達標排放;但考慮到厭氧效果,提出了在UASB后增設一座沉沓氐姆椒?,使厌衍E勰喑戀硨笤倩亓髦罸ASB,保證污泥濃度。經(jīng)后面的運行表明,UASB內污泥量逐步增多,1.5m處SV30在25~32%之間,COD去除率在80%以上,鏡檢發(fā)現污泥開(kāi)始顆?;?。在調試期間,曾發(fā)生兩次酸罐現象,原因為廠(chǎng)家更換中和劑,采用氫氧化鈉作為中和劑,指使罐內廢水不具備緩沖能力,稍微調整不好進(jìn)水pH值就危險,幸好發(fā)現及時(shí),避免了更大損失。
厭氧控制指標為:堿度(以CaCO3計)2000~3000mg/l;VFA<400mg/l;pH值為6.8~7.5。
此工程規模較小,產(chǎn)生的沼氣較少,并且廠(chǎng)內無(wú)鍋爐,經(jīng)水封后高空排放。若有鍋爐,可將沼氣收集,經(jīng)水封、阻火罐后通入鍋爐燃燒,可節約部分燃煤。
(2)其它原因分析
因水果保鮮藥水中應用了焦亞硫酸鈉(Na2S2O7),在酸性條件下,為SO2;藥水中Ca2+的濃度4000~5000mg/l,SO2濃度為4000mg/l,pH:3.5~4.0,水量:4.0噸。調試時(shí)水果脫水廢水只有150m3/d,藥水混入后,Ca2+的濃度130mg/l,SO2濃度為104mg/l。但在實(shí)際調試過(guò)程中,因廢水量常達不到150m3/d,所以進(jìn)水Ca2+的濃度250mg/l左右,SO2濃度為200mg/l左右。SO2對厭氧微生物有明顯的抑制作用,控制不利時(shí),就抑制了厭氧過(guò)程,使調試進(jìn)程減慢。
2、好氧調試
UASB出水自流進(jìn)入生物接觸氧化池,隨著(zhù)UASB調試的開(kāi)始,好氧調試也一起進(jìn)行。將鼓風(fēng)機調整為自控狀態(tài),控制池內溶解氧為2~4mg/l,因該廢水可生化性很好且有機物濃度較高,所以勿需投菌,對此廢水采取直接曝氣的方式培養污泥。雖氣溫不高,但厭氧出水溫度較高,故污泥培養比較有利。兩個(gè)月的時(shí)間,好氧生物膜就生長(cháng)良好。在UASB達不到去除效率的情況下,可以保證出水達標排放。
3、污染物去除效率分析詳見(jiàn)表3。
表3 污染物去除效率分析表
Tab.3 Analysis of contamination removal efficiency
五、結語(yǔ)
1、水果脫水廢水pH值呈酸性,并易發(fā)生酸化現象,中和堿最好用Na2CO3,可形成緩沖溶液,抗沖擊負荷能力強,有利于保護UASB系統,可有效避免酸罐現象。
2、 UASB調試啟動(dòng)階段,應控制進(jìn)水CODcr值小于5000mg/l, SO2含量小于100mg/l,否則會(huì )抑制甲烷菌的生長(cháng)。隨著(zhù)厭氧污泥量的增長(cháng)及厭氧污泥的逐步顆?;?,工程實(shí)踐證實(shí),當廢水中SO2含量為200mg/l也不會(huì )對產(chǎn)甲烷菌發(fā)生抑制作用。
3、該工藝處理此類(lèi)廢水具有污泥產(chǎn)量少,處理效率高,運行費用低,占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。
某食品公司主要從事溫帶水果脫水和蔬菜脫水加工,兩種產(chǎn)品的主要工藝流程為:水果加工:原料→去皮、清洗→蒸煮→糖浸→干燥
蔬菜加工:原料→清洗→挑選→切割→藥劑處理→干燥
廢水主要來(lái)源于清洗、蒸煮、糖浸等生產(chǎn)工序,以及地面和設備的沖刷、清洗用水。
二、水質(zhì)、水量
設計水量:300m3/d,設計水質(zhì)見(jiàn)表1。
表1 設計進(jìn)出水水質(zhì)
Tab.1 The quality of influent and effluent of device
序號 | 名稱(chēng) |
CODcr (mg/l) |
BOD5 (mg/l) |
SS (mg/l) |
pH |
1 | 進(jìn)水 | ≤6000 | ≤3500 | ≤800 | 4~5 |
2 | 出水 | ≤150 | ≤30 | ≤150 | 6~9 |
針對此廢水有機物濃度高,可生化性較好的特點(diǎn),選用以“UASB+生物接觸氧化法”為主,絮凝沉淀為輔的處理工藝,UASB采用中溫厭氧方式。
1、工藝流程如圖1所示。
圖1 工藝流程
Fig.1 Flow chart treatment process
2、工藝流程簡(jiǎn)述
(1) 水果脫水廢水、蔬菜脫水廢水經(jīng)廠(chǎng)內管道自車(chē)間收集后流入污水處理場(chǎng)的明渠。經(jīng)粗格柵(d=20mm),細格柵(d=3mm)攔截污物,自流進(jìn)入中和調節池,在調節池內采用穿孔管曝氣攪拌的方式,將投加入水的堿—碳酸鈉與廢水充分混合攪拌,將水的pH值調為7~8;并在此池內進(jìn)行均衡水質(zhì),調節水量。后用污水泵提升廢水至UASB厭氧罐,廢水經(jīng)底部穿孔管配水系統分配后,廢水以一定流速自下向上流動(dòng)以及厭氧過(guò)程產(chǎn)生的大量沼氣的攪拌作用,廢水與污泥充分混合,有機質(zhì)被吸附分解;所產(chǎn)沼氣經(jīng)由UASB上部三相分離器的集氣室排出,含有懸浮污泥的廢水進(jìn)入三相分離器的沉降區,沉淀性能良好的污泥經(jīng)沉降面返回反應器主體部分,含有少量較輕污泥的廢水從反應器上部排出。UASB出水自流進(jìn)入生物接觸氧化池,生化后進(jìn)入二沉池;再通過(guò)絮凝沉淀保證出水達標排放。
(2) 構筑物規格型號詳見(jiàn)表2。
表2 構筑物規格型號
Tab.2 Specification of construction
序號 | 名稱(chēng) | 規格型號 | 備注 |
1 | 中和調節池 | 6.0×6.0×5.0 | HRT=10h |
2 | UASB厭氧罐 | Φ:7.3m,H:9.5m | VLR=5kgCODcr/m3.d |
3 | 生物接觸氧化池 | 12×6.6×4.6 | Fw=0.9kgCODcr/m3.d |
4 | 二沉池 | Φ:4.1m,H:5.6m | 豎流式,上升流速v=0.45mm/s |
5 | 污泥濃縮池 | Φ:3.0m,H:5.0m | 重力式 |
1、 UASB厭氧調試
(1)、調試過(guò)程
UASB采用中溫厭氧,通過(guò)應用換熱器將進(jìn)水溫度加熱到35~38℃。調試之始為3月中旬,為加快調試進(jìn)程,首先將市政污水廠(chǎng)脫水污泥10噸作為菌種進(jìn)行接種,通過(guò)人孔將污泥投入UASB罐內,進(jìn)一步培養馴化。因廠(chǎng)方生產(chǎn)的關(guān)系,調試時(shí)只有水果脫水廢水,而此廢水CODcr值較合同高,均值在7000~12000mg/l之間。將廢水稀釋至CODcr值小于5000mg/l,pH值調整為6.5~8.0,SO2濃度為100mg/l以下,進(jìn)水至設計水位;后,一周內處于悶厭狀態(tài),每天只開(kāi)啟UASB內循環(huán)泵數小時(shí)。這中間,發(fā)現換熱器不能將水溫提升至所需溫度,分析原因為換熱器形式不合適,后將原板式換熱器更換為湍流式換熱器,才保證了水溫。在使用板式換熱器的20天之內,UASB內溫度達不到30℃,效果較差,啟動(dòng)負荷采用0.5kgCOD/m3.d,即每天只能保持進(jìn)水8小時(shí),水量3m3/h。更換湍流式換熱器后,水溫升至35~38℃,負荷采用0.8kgCOD/m3.d,進(jìn)水一周有少量沼氣逸出,COD去除率達50%左右。持續此負荷一個(gè)月左右,自UASB罐底部1.5m處取污泥樣觀(guān)察,SV30只有5%,而UASB出水中卻有大量SS隨水流出。開(kāi)始疑為是啟動(dòng)階段的正常絮狀污泥洗出,污泥增長(cháng)緩慢的原因,沒(méi)有特別在意。這中間,為了提高污泥的凝聚性能,曾往進(jìn)水中加入過(guò)粉狀活性炭,但收效不大。隨著(zhù)3個(gè)月后進(jìn)水負荷提高至3.5kgCOD/m3. d,厭氧污泥仍是處于較多的洗出狀態(tài),也未形成顆粒污泥的狀態(tài),COD去除率在50~70%之間,達不到設計80%。在進(jìn)水只有設計值的一半時(shí)尚且如此,就懷疑是外購的UASB設備三相分離器的設計是否合理問(wèn)題。雖然經(jīng)后續的生物接觸氧化處理后,出水可以達標排放;但考慮到厭氧效果,提出了在UASB后增設一座沉沓氐姆椒?,使厌衍E勰喑戀硨笤倩亓髦罸ASB,保證污泥濃度。經(jīng)后面的運行表明,UASB內污泥量逐步增多,1.5m處SV30在25~32%之間,COD去除率在80%以上,鏡檢發(fā)現污泥開(kāi)始顆?;?。在調試期間,曾發(fā)生兩次酸罐現象,原因為廠(chǎng)家更換中和劑,采用氫氧化鈉作為中和劑,指使罐內廢水不具備緩沖能力,稍微調整不好進(jìn)水pH值就危險,幸好發(fā)現及時(shí),避免了更大損失。
厭氧控制指標為:堿度(以CaCO3計)2000~3000mg/l;VFA<400mg/l;pH值為6.8~7.5。
此工程規模較小,產(chǎn)生的沼氣較少,并且廠(chǎng)內無(wú)鍋爐,經(jīng)水封后高空排放。若有鍋爐,可將沼氣收集,經(jīng)水封、阻火罐后通入鍋爐燃燒,可節約部分燃煤。
(2)其它原因分析
因水果保鮮藥水中應用了焦亞硫酸鈉(Na2S2O7),在酸性條件下,為SO2;藥水中Ca2+的濃度4000~5000mg/l,SO2濃度為4000mg/l,pH:3.5~4.0,水量:4.0噸。調試時(shí)水果脫水廢水只有150m3/d,藥水混入后,Ca2+的濃度130mg/l,SO2濃度為104mg/l。但在實(shí)際調試過(guò)程中,因廢水量常達不到150m3/d,所以進(jìn)水Ca2+的濃度250mg/l左右,SO2濃度為200mg/l左右。SO2對厭氧微生物有明顯的抑制作用,控制不利時(shí),就抑制了厭氧過(guò)程,使調試進(jìn)程減慢。
2、好氧調試
UASB出水自流進(jìn)入生物接觸氧化池,隨著(zhù)UASB調試的開(kāi)始,好氧調試也一起進(jìn)行。將鼓風(fēng)機調整為自控狀態(tài),控制池內溶解氧為2~4mg/l,因該廢水可生化性很好且有機物濃度較高,所以勿需投菌,對此廢水采取直接曝氣的方式培養污泥。雖氣溫不高,但厭氧出水溫度較高,故污泥培養比較有利。兩個(gè)月的時(shí)間,好氧生物膜就生長(cháng)良好。在UASB達不到去除效率的情況下,可以保證出水達標排放。
3、污染物去除效率分析詳見(jiàn)表3。
表3 污染物去除效率分析表
Tab.3 Analysis of contamination removal efficiency
序號 | 項目 |
CODcr (mg/l) |
BOD5 (mg/l) |
1 | 原水 | 7000~12000 | 4080~6960 |
2 | UASB出水 | 1400~1800 | 612~696 |
3 | 二沉池出水 | 140~220 | 25~28 |
4 | 混凝沉淀池出水 | 84~132 | 25~28 |
5 | 標準值 | ≤150 | ≤30 |
1、水果脫水廢水pH值呈酸性,并易發(fā)生酸化現象,中和堿最好用Na2CO3,可形成緩沖溶液,抗沖擊負荷能力強,有利于保護UASB系統,可有效避免酸罐現象。
2、 UASB調試啟動(dòng)階段,應控制進(jìn)水CODcr值小于5000mg/l, SO2含量小于100mg/l,否則會(huì )抑制甲烷菌的生長(cháng)。隨著(zhù)厭氧污泥量的增長(cháng)及厭氧污泥的逐步顆?;?,工程實(shí)踐證實(shí),當廢水中SO2含量為200mg/l也不會(huì )對產(chǎn)甲烷菌發(fā)生抑制作用。
3、該工藝處理此類(lèi)廢水具有污泥產(chǎn)量少,處理效率高,運行費用低,占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。