黃姜加工廢水處理工藝

更新時(shí)間：2014-12-24 10:26 來源：環(huán)境工程學(xué)報(bào) 作者: 閱讀：2041

陜西省山陽某黃姜加工公司主要從事黃姜皂素的生產(chǎn)，采用預(yù)分離淀粉和纖維素后再進(jìn)行酸水解的清潔生產(chǎn)工藝。皂素生產(chǎn)廢水具有水量大、色度高、有機(jī)物濃度高、酸度高、鹽度高、可生化性差等特點(diǎn)，屬于難處理廢水。

目前此類廢水國(guó)內(nèi)一般采用厭氧－好氧相結(jié)合的生物處理工藝，并輔以中和、催化氧化等物化方法，但由于廢水中有機(jī)物濃度高、鹽度高，加大了生化處理的難度，出水水質(zhì)往往難以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。采用預(yù)處理/兩級(jí)厭氧/多級(jí)水解好氧處理工藝，將有機(jī)物濃度高的水解廢液先進(jìn)行預(yù)處理，并充分考慮高含鹽量對(duì)處理系統(tǒng)的抑制性影響，經(jīng)過工程調(diào)試投入實(shí)際運(yùn)行后，實(shí)現(xiàn)處理出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

1廢水特性及排放標(biāo)準(zhǔn)

該公司產(chǎn)生的廢水分為水解廢液和綜合廢水，排放量分別為80m3/d和485m3/d。水解廢液COD濃度很高，達(dá)到46000mg/L，硫酸鹽含量達(dá)54000mg/L，氫離子濃度達(dá)0．8mol/L;綜合廢水包括淀粉洗滌水、水解物和纖維素等洗滌水以及生活污水。綜合廢水COD濃度較低，平均值為2900mg/L。出水水質(zhì)執(zhí)行《皂素工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB20425—2006)。

設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。

2廢水處理工藝流程

廢水處理工藝流程見圖1。

水解廢液流入廢液貯池，均化水質(zhì)后進(jìn)入廢水反應(yīng)槽，用氧化鈣中和后進(jìn)入干化場(chǎng)進(jìn)行泥水分離，干污泥定期外運(yùn)，滲濾液與綜合廢水進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng)再進(jìn)行處理。調(diào)節(jié)池對(duì)混合廢水進(jìn)行中和后進(jìn)行兩級(jí)厭氧處理，即依次進(jìn)入一級(jí)UASB反應(yīng)池、吹脫池和二級(jí)UASB反應(yīng)池，其中吹脫池通入大量空氣可將一級(jí)UASB出水中溶解態(tài)的H2S吹脫，降低廢水的毒性。UASB出水再進(jìn)入多級(jí)水解好氧段生物處理工藝，依次為一級(jí)好氧池、一級(jí)水解池、二級(jí)好氧池、中沉池、二級(jí)水解池、三級(jí)好氧池，有效降低廢水中高含鹽量對(duì)生物的抑制作用，最后進(jìn)行混凝沉淀后達(dá)標(biāo)排放。

3主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

①?gòu)U液貯池。尺寸為5．0m×2．0m×5．0m，水力停留時(shí)間為10h，有效容積為40m3。設(shè)置提升泵2臺(tái)，1用1備。

②廢水反應(yīng)槽。由兩池組成，交替反應(yīng)。單池反應(yīng)設(shè)計(jì)尺寸為1．6m×1．6m×1．7m，水力停留時(shí)間為50min。反應(yīng)槽投加CaO調(diào)節(jié)pH值到10，反應(yīng)槽內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，加速反應(yīng)。

③干化場(chǎng)。干化場(chǎng)四周采用鋼筋混凝土筑成高1．0m的圍堤，槽底坡度為0．03，8塊，單塊尺寸為2．7m×7．0m。

④調(diào)節(jié)池。用于調(diào)節(jié)水量、均化水質(zhì)，并設(shè)有加藥和攪拌裝置，加堿中和，改善后續(xù)生物反應(yīng)條件。尺寸為10．0m×5．0m×5．0m，水力停留時(shí)間為10h，設(shè)置提升泵2臺(tái)，1用1備。

⑤一級(jí)UASB反應(yīng)池。設(shè)計(jì)兩池，并聯(lián)運(yùn)行，兩池尺寸均為9．0m×9．0m×7．0m。三相分離器采用鋼筋混凝土澆筑，集氣罩斜面的水平夾角為54°，回流縫寬為0．25m。池內(nèi)設(shè)有內(nèi)循環(huán)裝置。

⑥吹脫池。吹脫池尺寸為3．0m×3．0m×5．0m，有效容積為36m3，水力停留時(shí)間為1h。

⑦二級(jí)UASB反應(yīng)池。設(shè)計(jì)四池，并聯(lián)運(yùn)行，單池尺寸為9．0m×9．0m×7．0m。池內(nèi)設(shè)有內(nèi)循環(huán)裝置。

⑧多級(jí)水解好氧段。包括3座好氧池、2座水解池和1座中沉池。其中，一級(jí)好氧池共5池，單池尺寸為6．0m×4．0m×5．0m;一級(jí)水解池尺寸為12．0m×4．0m×5．0m;二級(jí)好氧池共2池，第一池尺寸為4．0m×4．0m×5．0m，第二池尺寸為10．0m×4．0m×5．0m;中沉池尺寸為4．0m×4．0m×5．0m。二級(jí)水解池共2池，單池尺寸均為3．5m×7．0m×5．0m;三級(jí)好氧池共3池，單池尺寸均為3．5m×7．0m×5．0m。好氧池采用接觸氧化工藝，微孔曝氣，水解池安裝機(jī)械攪拌裝置，各池懸掛組合生物填料。

⑨沉淀池。采用輻流式沉淀池，表面負(fù)荷為1．5m3/(m2·h)。

⑩混凝反應(yīng)池。反應(yīng)池尺寸為1．5m×1．5m×6．0m，水力停留時(shí)間為20min。投加絮凝劑(聚合氯化鋁)加速沉淀，投加量為30～60mg/L。

混凝沉淀池。采用輻流式沉淀池，表面負(fù)荷為1．5m3/(m2·h)。

4調(diào)試與運(yùn)行

該廢水處理工程從2011年11月開始調(diào)試，接種城市污水處理廠脫水污泥，同時(shí)輔以雞糞、豬糞調(diào)配補(bǔ)充均衡廢水中的營(yíng)養(yǎng)成分，進(jìn)行污泥培養(yǎng)。兩級(jí)UASB反應(yīng)池和多級(jí)水解好氧段的菌種馴化均采用間歇進(jìn)水培養(yǎng)，并逐步過渡到連續(xù)進(jìn)水。在UASB反應(yīng)池調(diào)試過程中，pH值控制在6．5～7，以創(chuàng)造適于甲烷菌生長(zhǎng)的環(huán)境。經(jīng)過5個(gè)多月的調(diào)試，兩級(jí)UASB反應(yīng)池的水封罐明顯產(chǎn)氣，二級(jí)UASB反應(yīng)池污泥中有甲烷菌存在;好氧污泥中有大量的鐘蟲，SVI值基本處于50～120mL/g，出水水質(zhì)達(dá)到《皂素工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB20425—2006)。各單元的處理效果見表2。此處需要說明的是UASB反應(yīng)池出水氨氮為208mg/L，遠(yuǎn)高于進(jìn)水氨氮濃度，原因可能是廢水中的有機(jī)氮在這一階段被厭氧微生物不斷降解，產(chǎn)生了大量的氨氮。