金玉濤,楊利鋒,尹曉峰

(1.邯鄲鋼鐵集團(tuán)邯寶公司能源中心,河北邯鄲 056003;2.中國船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所,河北邯鄲 056027)

果脯生產(chǎn)廢水的“厭氧生化+接觸氧化+沉淀”處理工藝

金玉濤1,楊利鋒1,尹曉峰2

(1.邯鄲鋼鐵集團(tuán)邯寶公司能源中心,河北邯鄲 056003;2.中國船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所,河北邯鄲 056027)

采用“厭氧生化+接觸氧化+沉淀”工藝處理某果脯廠的生產(chǎn)廢水,排放量為40m3/d。運(yùn)行結(jié)果表明,該工藝處理出水水質(zhì)達(dá)到GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

厭氧生化;接觸氧化;果脯生產(chǎn)廢水

1 工程概況

河北省邯鄲市某果脯廠是一家生產(chǎn)加工果脯產(chǎn)品的企業(yè),該廠投資建設(shè)污水處理工程,以實(shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放,其廢水主要由原材料清洗廢水、設(shè)備器具清洗廢水及廠區(qū)生活廢水等混合組成,混合廢水中含有高濃度糖類等有機(jī)物。該廠目前廢水排放量為40m3/d。

1.1 廢水水質(zhì)

根據(jù)對(duì)該廠提供的廢水水樣進(jìn)行檢測(cè)分析,確定廢水性質(zhì),排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[1]中所規(guī)定的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.2 工藝流程與描述

果脯生產(chǎn)廢水屬于典型有機(jī)廢水,可生化性較好,廢水有機(jī)濃度較高,適宜采用生物處理方法,因此根據(jù)廢水特點(diǎn)及廢水處理技術(shù)的發(fā)展水平,確定采用“厭氧+好氧”生物處理工藝進(jìn)行污水處理,工藝流程如圖1所示。

表1 處理廢水水質(zhì)與排放標(biāo)準(zhǔn)

圖1 污水工藝流程框圖

1.2.1 預(yù)處理

預(yù)處理部分主要包括格柵、調(diào)節(jié)池。

廠區(qū)廢水首先經(jīng)過人工格柵,去除廢水中的果殼、果籽及果肉殘?jiān)入s質(zhì),以減少對(duì)后續(xù)構(gòu)筑物的影響。由于生產(chǎn)工藝的不連續(xù)性,廢水水質(zhì)、水量的波動(dòng)性較大,且變化沒有規(guī)律,因此需在格柵后設(shè)調(diào)節(jié)池,對(duì)廢水的水質(zhì)水量進(jìn)行調(diào)節(jié),根據(jù)檢測(cè),原水pH值較小,因此需在調(diào)節(jié)池中投加CaO以調(diào)節(jié)原水pH值。調(diào)節(jié)池末端安裝污水提升泵,將廢水水位進(jìn)行一次提升,使廢水自流通過以后各處理單元,避免重復(fù)提升,以降低能耗。

1.2.2 生物處理

生物處理包括厭氧池、接觸氧化池。

a.厭氧處理工藝:厭氧接觸池。廢水厭氧處理工藝有很多種,如厭氧接觸池、上流式厭氧污泥床、厭氧流化床等,其中以厭氧接觸池技術(shù)效果理想而廣泛應(yīng)用于高濃度有機(jī)廢水的處理[2-3],主要優(yōu)點(diǎn)如下:①動(dòng)力能耗低。厭氧分解有機(jī)物過程是無氧呼吸,不需要提供氧氣,因此不需要曝氣設(shè)備,減少了動(dòng)力消耗。②產(chǎn)生的污泥量少。由于厭氧菌世代周期長,其分解有機(jī)物時(shí),產(chǎn)生污泥產(chǎn)率低,而且性質(zhì)穩(wěn)定,可以降低污泥處理的費(fèi)用。③厭氧菌附著在填料上,增加了與廢水接觸面積,增大了容積負(fù)荷,生物處理效率高[2]。④對(duì)氮、磷的需求量少。⑤對(duì)難降解的有機(jī)物有較好的分解能力。

b.好氧處理工藝:接觸氧化?；钚晕勰喾ㄊ钱?dāng)今應(yīng)用最為廣泛的一種生物處理工藝,具有處理能力高,出水水質(zhì)好等特點(diǎn),但存在負(fù)荷低,基建與運(yùn)行費(fèi)用較高,管理復(fù)雜,容易發(fā)生污泥膨脹與上浮等問題[4]。生物膜法雖然起步較晚,但它所具有的污泥負(fù)荷高,抗沖擊負(fù)荷強(qiáng),無污泥膨脹等優(yōu)點(diǎn),在實(shí)際工程中被廣泛采用,特別是在城市污水和食品、釀造、造紙等工業(yè)廢水處理中,表現(xiàn)尤為突出[5]。

c.接觸氧化工藝[6-7](biological contact oxidation)又稱“淹沒式生物濾池”、“接觸曝氣法”、“固著式活性污泥法”,它兼有活性污泥法及生物膜法的特點(diǎn)。該工藝的主要優(yōu)點(diǎn)有:①接觸氧化池內(nèi)濃度較高,具有較大的容積負(fù)荷,生物處理效率高。②出水水質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定,對(duì)水質(zhì)水量的沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。③不需要污泥回流,無污泥膨脹問題,減少二次污染。④工藝流程簡單,占地面積較小,節(jié)約基建投資。⑤管理簡單,自動(dòng)化程度較高,無需專人管理。

d.調(diào)節(jié)池出水經(jīng)泵提升從厭氧接觸池底部進(jìn)入,厭氧池底部設(shè)攪拌器,使廢水與厭氧污泥充分接觸,厭氧池內(nèi)布置生物填料,減少厭氧污泥的流失。廢水在厭氧生物處理環(huán)節(jié)大部分有機(jī)物被分解,可生化性進(jìn)一步提高,減輕后續(xù)好氧處理構(gòu)筑物的負(fù)荷。接觸氧化池采用微孔曝氣方式,厭氧池出來的廢水中剩余有機(jī)物在好氧池內(nèi)被好氧生物降解,在接觸氧化池去除大部分的污染物后,污水污泥混合液進(jìn)入二沉池,投加氯化鐵加強(qiáng)絮凝效果,進(jìn)行泥水分離。二沉池出水達(dá)標(biāo)外排。

e.生物處理采用“厭氧-好氧接觸”氧化工藝,大大減少了剩余污泥量[8],工藝成熟,出水水質(zhì)穩(wěn)定,具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

1.2.3 后處理與污泥處理

后處理部分為沉淀池,投加絮凝劑以加強(qiáng)沉淀效果,保證出水水質(zhì)。絮凝劑選擇聚合氯化鐵,投藥量需由實(shí)驗(yàn)室燒杯試驗(yàn)確定。

污泥處理包括污泥池、污泥濃縮池。

二沉池的污泥排放至污泥濃縮池,上清液排至調(diào)節(jié)池,剩余污泥進(jìn)污泥濃縮池進(jìn)一步微生物硝化后,污泥排放量低。硝化后的污泥可定期干化外運(yùn),用做農(nóng)肥或焚燒。

2 主要構(gòu)筑物與設(shè)備

①人工細(xì)格柵:柵距20mm,1臺(tái)。人工清理格柵截流物。②調(diào)節(jié)池。設(shè)計(jì)參數(shù):鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),4.0m×4.0m×3.5m,分兩格。有效容積48m3。

提升泵:流量Q=2 m3/h;揚(yáng)程H=7 m;功率N=0.75kW;臺(tái)數(shù)2臺(tái),1用1備。

厭氧接觸池設(shè)計(jì)參數(shù):鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),4.0m×4.0m×3.5m;有效容積48m3。

組合填料:體積32m3,高度2.0m。

攪拌機(jī):葉輪直徑3m,功率0.37kW。

接觸氧化池設(shè)計(jì)參數(shù):鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),5.0m×4.0m×3.5m;有效容積60m3。

組合填料:體積40m3,高度2.0m。

曝氣器:傳氧效率22%,服務(wù)面積0.5 m3/個(gè),40套。

鼓風(fēng)機(jī):型號(hào)TSR50;Q=0.83m3/min;風(fēng)壓P=44kPa;功率N=1.5kW;臺(tái)數(shù)2臺(tái),1用1備。

二沉池:設(shè)豎流式沉淀池一座,用于固液分離,沉淀污泥部分回流至接觸氧化池,剩余污泥濃縮后外運(yùn)。

設(shè)計(jì)參數(shù):鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),直徑D=4.0m,沉淀區(qū)有效高度2.0m,內(nèi)有中心布水裝置。

污泥濃縮池:二沉池排出的剩余污泥經(jīng)濃縮池濃縮后,含水率降至80%后,外運(yùn)。

設(shè)計(jì)參數(shù):鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),3.0m×4.0m×3.5m。

污泥回流泵:流量Q=1.0 m3/h;揚(yáng)程H=8.0m;功率N=0.75kW;臺(tái)數(shù)2臺(tái),1用1備。

表2 進(jìn)出水水質(zhì)對(duì)比及去除率

3 系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行

工程設(shè)1座厭氧接觸池和1座好氧接觸池,同時(shí)啟動(dòng)。為了縮短系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間,分別取當(dāng)?shù)爻鞘形鬯幚韽S的硝化污泥和二沉池脫水污泥進(jìn)行接種培養(yǎng),投加量按MLSS為3000mg/L(厭氧,24h不間斷攪拌)/5500mg/L(好氧,24h不間斷曝氣)投加。調(diào)試分為3個(gè)階段,每階段調(diào)試20d。

a.第1階段。排水比0.3,混合液SV30為10%,向厭氧接觸池、接觸氧化池各投加尿素0.4kg/d,磷酸氫二鉀0.2kg/d。厭氧接觸池/好氧接觸池填料表面開始有掛膜,上水流處掛膜情況好于水流末端,掛膜呈黑(厭氧)/土褐色(好氧);出水渾濁,有異味。

b.第2階段。排水比0.5,混合液SV30為15%;向厭氧接觸池、接觸氧化池各投加尿素0.2kg/d,磷酸氫二鉀0.1 kg/d。菌膠團(tuán)增多,厭氧池填料表面掛膜明顯增厚,上水流處填料片表面已完全被菌膜覆蓋,掛膜呈黑褐色;接觸氧化池填料表面掛膜增厚,膜呈土色。菌膠團(tuán)之間有很多的絲狀菌連接,出水變清,異味減輕。

c.第3階段。排水比0.7,混合液SV30為20%;厭氧接觸池水流上方填料表面掛膜開始有脫落現(xiàn)象,填料片表面已完全被菌膜覆蓋,掛膜呈黑褐色,有少量氣泡產(chǎn)生,出水清澈;接觸氧化池填料片表面完全被菌膜覆蓋,開始有菌膜更新脫落,膜呈土褐色。菌膠團(tuán)密實(shí),之間有很多的絲狀菌連接,偶爾可以觀察到游動(dòng)型原生動(dòng)物,污泥絮凝性能良好,沉淀速度快,出水水質(zhì)穩(wěn)定。

d.排泥。運(yùn)行一段時(shí)間后,厭氧/好氧接觸池中更新的菌泥會(huì)過量積累,使出水懸浮物增高,這樣系統(tǒng)就需要按時(shí)排除多余污泥。正常情況下當(dāng)水解酸化池、接觸氧化池出水含有懸浮物時(shí),系統(tǒng)就需要排泥。

工程經(jīng)過兩個(gè)月的運(yùn)行調(diào)試,厭氧接觸池、接觸氧化池中填料上的菌膜掛膜完成,啟用絮凝沉淀池,使出水水質(zhì)達(dá)到要求,經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保局檢測(cè)驗(yàn)收,出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)(表2)。

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

本工程項(xiàng)目總投資33.1萬元。土建費(fèi)用13.54萬元;設(shè)備采購、安裝和調(diào)試費(fèi)用17.76萬元。

廢水處理采用“厭氧+好氧生物法”,處理過程運(yùn)行費(fèi)較低,企業(yè)完全可以承擔(dān),從而確保了廢水處理系統(tǒng)的長期正常運(yùn)行。

本工程在工藝設(shè)計(jì)中采用重力自流方式,減少動(dòng)力提升,在設(shè)備選擇上選擇高效、低能耗的產(chǎn)品。節(jié)約能源的同時(shí)降低了運(yùn)行成本。

5 結(jié) 語

從工程設(shè)計(jì)及運(yùn)行結(jié)果來看,對(duì)于可生化性較好、廢水有機(jī)濃度高的果脯生產(chǎn)廢水,采用“調(diào)節(jié)-厭氧接觸-好氧接觸氧化-絮凝沉淀”的工藝具有良好的處理效果,尤其適用于水量較小的中小型果脯廠廢水的處理,其COD去除率大于93%、BOD去除率大于93%、SS去除率大于 96%、色度去除率大于72%。整套處理系統(tǒng)能耗低、占地小、運(yùn)行穩(wěn)定、耐沖擊、負(fù)荷能力強(qiáng)。排水可滿足GB 18918—2002一級(jí)A排放要求,減少了大量污染物質(zhì)的排放。若按年生產(chǎn)日365 d計(jì)算,每年減少COD排放13.432t,減少了企業(yè)對(duì)環(huán)境的污染和危害。

[1]GB18918—2002 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]余淦申,付德龍.A/O法處理技術(shù)及其在工業(yè)廢水中的應(yīng)用[J].環(huán)境污染與防治,2005(6):367-370.

[3]陳堅(jiān),童曉慶.兩相厭氧工藝的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用[J].環(huán)境科技,2009(8):65-69.

[4]文武,賈麗艷,劉洪波,等.城市污水處理技術(shù)與工藝研究進(jìn)展綜述[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué),2007(12):53-55.

[5]田素波.生物膜法在市政水處理中的應(yīng)用[J].城市道橋與防洪,2009(4):67-69.

[6]王志勇,彭福全,沃留杰,等.生物接觸氧化技術(shù)在河道治理中的研究進(jìn)展[J].市政技術(shù),2009(3):171-173.

[7]潘碌亭,束玉保,屠小青.接觸氧化-強(qiáng)化混凝組合工藝處理低碳源城鎮(zhèn)污水[J].水處理技術(shù),2009(7):70-72.

[8]梁鵬,黃霞,錢易,等.污泥減量化技術(shù)的研究進(jìn)展[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2003,4(1):44-52.

Engineering practice of treating wastewater of preserved fruit production by anaerobic biological process/contact oxidation process

JIN Yu-tao1,YANG Li-feng1,YIN Xiao-feng2
(1.Energy Center of Hanbao Iron and Steel Company,Handan Iron and Steel Group Limited Company,Handan 056003,China;2.The 718th Research Institute,China Shipbuilding Industry Corporation,Handan 056027,China)

The Anaerobic biological process/Contact oxidation process/Sedimentation was adopted to treat wastewater of preserved fruit production.The design treatment capacity is 40 m3/d.The operation results showed that the water quality of effluent could meet the criteria specified in the Discharge Standard of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plant(GB 18918-2002).

anaerobic biological process;contact oxidation process;wastewater of preserved fruit production

X703

B

1004-6933(2011)03-0080-03

10.3969/j.issn.1004-6933.2011.03.020

金玉濤(1983—),男,河北邯鄲人,碩士,從事水污染控制與污水資源化工作。E-mail:jinyutao2006@126.com

(收稿日期:2010-06-08 編輯:高渭文)