馬鈴薯淀粉廢水處理工藝
在馬鈴薯淀粉生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量高濃度有機(jī)廢水，該廢水具有pH低，有機(jī)物、懸浮物、氨氮含量高，黏度大，可生化性好等特點(diǎn)。馬鈴薯淀粉廢水沒(méi)有毒性，但有機(jī)負(fù)荷高，排放量大，且處理難度大。因此，低耗、快速、高效的馬鈴薯淀粉廢水處理工藝成為國(guó)內(nèi)外研究的焦點(diǎn)。沈陽(yáng)市某淀粉廠是一家以馬鈴薯淀粉加工為主的生產(chǎn)企業(yè)，其所排放廢水中的主要污染指標(biāo)為COD﹑BOD5﹑SS﹑NH3-N等。2010年該企業(yè)投資267余萬(wàn)元建設(shè)了廢水處理工程，該工程采用UASB—SBBR—混凝—氣浮處理工藝。工程自2011年投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)，廢水處理效果穩(wěn)定，處理出水中各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
1廢水水量﹑水質(zhì)
根據(jù)該淀粉廠的實(shí)際情況，參照同類型企業(yè)的廢水水質(zhì)，本著處理效果好﹑運(yùn)行成本低﹑投資省的原則對(duì)該廠的污水處理工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)處理水量為480m3/d，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)須滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1。
2工藝流程
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外關(guān)于馬鈴薯淀粉廢水的處理方法有很多，如物理法，包括沉淀、離心、擴(kuò)散、反滲透等；化學(xué)法，包括臭氧氧化、高錳酸鉀氧化、高級(jí)催化氧化等；以及生物法，包括活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理等。由于馬鈴薯淀粉廢水有機(jī)負(fù)荷高，厭氧和好氧聯(lián)合處理工藝應(yīng)用較多。針對(duì)馬鈴薯淀粉廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，確定采用UASB—SBBR—混凝—氣浮工藝對(duì)其進(jìn)行處理。工藝流程見(jiàn)圖1。
馬鈴薯淀粉廢水經(jīng)地下管道流至格柵，以去除大顆粒懸浮物，出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)、水量調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)池出水提升進(jìn)入?yún)捬醭兀瑓捬醭夭捎蒙魇絽捬跷勰啻卜磻?yīng)器（UASB），25~35℃中溫運(yùn)行，污水從厭氧污泥床底部流入與污泥進(jìn)行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物，將其轉(zhuǎn)化為沼氣。泥水氣混合物上升進(jìn)入三相分離器，沼氣穿過(guò)水層進(jìn)入氣室，由導(dǎo)管導(dǎo)出。泥水混合液進(jìn)入三相分離器的沉淀區(qū)，污泥發(fā)生絮凝，在重力作用下沉降；沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi)，與污泥分離后的出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，排出污泥床。厭氧池出水重力流入好氧池，好氧池采用序批式生物膜反應(yīng)器（SBBR），大量的微生物凝聚在填料表面上，在好氧條件下，污水中的溶解性有機(jī)質(zhì)在微生物的生化作用下轉(zhuǎn)化成無(wú)機(jī)質(zhì)。好氧池出水重力流入混凝反應(yīng)池，在此投加適量的絮凝劑；炷磻(yīng)池出水流入沉淀池，進(jìn)行泥水分離。沉淀池出水進(jìn)入中間水池，調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量，使其均勻穩(wěn)定，有利于后續(xù)處理。然后進(jìn)行氣浮，采用HRQF-20（B）型氣浮裝置，進(jìn)行深度處理后排放。
該系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥通過(guò)污泥濃縮池濃縮脫水后，泥餅外運(yùn)，上清液回流到均質(zhì)調(diào)節(jié)池內(nèi)，重新回到污水處理系統(tǒng)。
3主要構(gòu)筑物
3.1格柵集水井
格柵集水井為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，半地下式，共1座，凈尺寸：2m×2m×4.5m，有效容積為9m3，水力停留時(shí)間為0.45h。內(nèi)設(shè)1座HRGS-500型機(jī)械格柵，N=1.10kW。
3.2調(diào)節(jié)池
調(diào)節(jié)池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地下式，共1座，凈尺寸：6m×8m×5.5m，有效容積為240m3，水力停留時(shí)間為12h。內(nèi)設(shè)2臺(tái)HRJBQ-15型潛水?dāng)嚢杵，N=1.5kW。配2臺(tái)WQ25-17-3型污水提升泵（1用1備），Q=25m3/h，H=17m，N=3kW。
3.3厭氧池（UASB）
厭氧池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（內(nèi)部防腐，外部保溫），半地下式，共2座，凈尺寸：10m×8m×7m，有效容積為480m3，并聯(lián)運(yùn)行，每座水力停留時(shí)間為24h。內(nèi)設(shè)pH監(jiān)測(cè)儀、溫度監(jiān)測(cè)儀、污泥濃度監(jiān)測(cè)儀、流量計(jì)等自控系統(tǒng)。
3.4好氧池（SBBR）
好氧池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，半地下式，共1座，分2格，凈尺寸：8m×8m×5.5m，有效容積為320m3，水力停留時(shí)間為16h。內(nèi)置好氧生物組合填料1600根，尺寸為D180mm×3m，裝填率為60%，鋼結(jié)構(gòu)填料支架2套。采用高效膜片微孔曝氣裝置，池底安裝ABS型曝氣管和QMZM型微孔曝氣器，氣泡小﹑均勻，溶氣效率高，配2臺(tái)FTB-80型羅茨鼓風(fēng)機(jī)（1用1備）。
3.5混凝反應(yīng)池
混凝反應(yīng)池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，半地下式，共1座，凈尺寸：2m×4m×4.5m，有效容積為32m3，水力停留時(shí)間為1.6h。設(shè)HRJY-2型加藥裝置1套，投加PAC，采用泵前加藥，管道混合器前投加PAM。
3.6沉淀池
豎流式沉淀池，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，半地下式，共1座，凈尺寸：5.7m×4m×4.5m，有效容積為91.2m3，水力停留時(shí)間為4.5h。
3.7中間水池
中間水池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，半地下式，共1座，凈尺寸：2m×8m×4.5m，有效容積為64m3，水力停留時(shí)間為3.2h。
3.8污泥濃縮池
污泥濃縮池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，半地下式，共1座，凈尺寸：3.5m×2.5m×3.5m，有效容積為25.2m3。內(nèi)設(shè)WQ5-17-0.75型污泥泵1臺(tái)，Q=5m3/h，H=17m，N=0.75kW；HRDY-400型帶式壓濾機(jī)1臺(tái)，P=0.75kW。
4工藝調(diào)試運(yùn)行及運(yùn)行效果
4.1啟動(dòng)調(diào)試
該項(xiàng)目于2010年5月開(kāi)始啟動(dòng)調(diào)試，以同類馬鈴薯淀粉廢水處理工程取得的厭氧顆粒污泥作為UASB反應(yīng)器的接種污泥，采用中溫厭氧消化，溫度控制在30~35℃，pH控制在6~8。調(diào)試初期采用間歇進(jìn)水的方式啟動(dòng)馴化，每天進(jìn)水2次，逐步增加進(jìn)水負(fù)荷，隨時(shí)檢測(cè)出水水質(zhì)，確保微生物良好的生長(zhǎng)環(huán)境。待菌種恢復(fù)活性，并適應(yīng)馬鈴薯淀粉廢水后，改用連續(xù)進(jìn)水，每天進(jìn)水20h，進(jìn)一步增加進(jìn)水負(fù)荷，直至滿負(fù)荷運(yùn)行。80d后經(jīng)鏡檢，厭氧顆粒污泥馴化良好。好氧池（SBBR）的接種污泥取自市政污水處理廠二沉池的回流污泥，用水稀釋后投入，溫度控制在25~30℃，pH控制在7~8。采用間歇進(jìn)水方式（進(jìn)水4h，曝氣14h，沉淀2h，排水排泥3h，閑置1h），逐步增加曝氣量和容積負(fù)荷，使菌種在填料上穩(wěn)定生長(zhǎng)。28d后鏡檢觀察，填料上生物膜生長(zhǎng)良好，掛膜成功。啟動(dòng)成功后，進(jìn)入試運(yùn)行階段。
4.2運(yùn)行效果
該工程于2011年6月經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)連續(xù)取樣檢測(cè)，順利通過(guò)驗(yàn)收。運(yùn)行1a來(lái)，工藝系統(tǒng)廢水處理效果穩(wěn)定。表2為2011年6月環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)對(duì)工程進(jìn)出水水質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果（平均值）。
由于廢水中的NH3-N要由幾個(gè)構(gòu)筑物通過(guò)硝化反硝化去除，因此沒(méi)有逐個(gè)構(gòu)筑物進(jìn)行檢測(cè)。進(jìn)水NH3-N平均質(zhì)量濃度為160mg/L，出水NH3-N質(zhì)量濃度為13.1mg/L。
從以上數(shù)據(jù)可以看出，該處理工藝對(duì)馬鈴薯淀粉廢水的處理效果較好，對(duì)廢水中COD﹑BOD5﹑SS﹑NH3-N的去除率分別達(dá)到了99.7%﹑99.7%﹑98.8%﹑91.8%，相應(yīng)的出水質(zhì)量濃度分別為38﹑18﹑24﹑13mg/L，均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
5技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
該工程土建部分投資為183.15萬(wàn)元，設(shè)備部分投資為80.81萬(wàn)元，其他費(fèi)用為3.96萬(wàn)元，工程總造價(jià)為267.92萬(wàn)元。設(shè)備總功率為14.27kW，按當(dāng)?shù)仉妰r(jià)0.5元/（kW·h）計(jì)，則動(dòng)力費(fèi)為0.357元/m3。助凝劑加藥量為10mg/L，按每噸7500元計(jì)；混凝劑加藥量為30mg/L，按每噸2000元計(jì)，則藥劑費(fèi)為0.135元/m3。本污水處理工程設(shè)置人員1名，工人工資福利按2000元/月計(jì)，則工資福利費(fèi)為0.139元/m3。
本工程運(yùn)行費(fèi)用為動(dòng)力費(fèi)﹑藥劑費(fèi)和工資福利費(fèi)之和，則合計(jì)運(yùn)行成本為0.63元/m3。
6結(jié)論
（1）采用UASB—SBBR—混凝—氣浮組合工藝處理馬鈴薯淀粉廢水能夠取得較好的處理效果，出水水質(zhì)穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
（2）該工藝系統(tǒng)具有構(gòu)造簡(jiǎn)單﹑抗沖擊能力強(qiáng)﹑運(yùn)行穩(wěn)定﹑易于操作﹑運(yùn)行投資省等優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)行成本僅為0.63元/m3，對(duì)于目前馬鈴薯淀粉廢水的處理，是一種較理想的處理工藝，值得推廣。
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