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乳制品综合废水处理技术
作者:佚名 文章来源:南京蓝污环保 点击数: 更新时间:2014-11-14
 

乳制品企业综合性废水中的污染物主要为乳蛋白(如酪蛋白、乳清蛋白等)、乳脂肪、乳糖和无机盐类等,其中大部分物质具有较好的生化性,其 B/C 比值通常在 0.5 以上。目前处理乳制品废水多采用气浮+好氧或水解酸化+好氧工艺,多存在处理流程长、基建及运行费用过高或处理效果不稳定等问题。本文提出的以 UASB—CASS 为主处理乳制品综合废水工艺是在普通厌氧+好氧生化基础上改良而来的治理工艺,去掉了传统的物化过程,改用厌氧技术,而后衔接改良型 SBR 工艺,一池多用,省去了人工加药这一繁琐环节,同时也减少了基建及运行成本和污泥产出量。经过陕西省某乳制品企业一年多的连续运行,出水水质良好,处理效果稳定。

1  污水水质及处理工艺

1.1  污水来源及组成

陕西省某乳制品企业是一家生产高品质液态奶产品的乳饮品企业,其生产工艺过程中产生的废水主要来源于容器、管道、设备加工面清洗所产生的高浓度生产废水,生产车间与场地的清洗低浓度生产废水,以及冷却水。生产性废水排放量为 1850t/d,生活性污水排放量为 200t/d。综合性废水经当地环境监测站监测各项指标(见表1),出水水质排放标准执行《污水综合排放标准》(GB8978-96)二级标准。

1.2  工艺原理

根据乳制品废水可生化性高的特点,采用厌氧 +好氧流程。在厌氧阶段采用上流式厌氧污泥床(UASB)工艺,利用 UASB反应器高微生物浓度、高容积负荷等特点,使经过预处理的废水中的大部分有机污染物在此阶段被分解去除。

好氧系统采用循环式活性污泥法 (CASS) 工艺。CASS 工艺系统的前置装置——生物选择器正好符合UASB 厌氧系统出水的厌氧条件,在厌氧或缺氧条件下,生物选择器抑制丝状菌的过度增长,防止产生污泥膨胀。通过控制曝气强度以使反应器中主体溶液处于好氧阶段,最终完成降解有机物的过程,达到去除有机物的目的。在 CASS 工艺中,一池多用,能同时进行有机物的降解、硝化/反硝化以及除磷过程,从而达到深度处理的效果。

1.3  工艺流程

废水经集水井收集后,经一级提升泵进入调节酸化池。池中的废水以淹没出流方式进入后端的吸水井,由二级提升泵送入 UASB 厌氧反应池。出水由收水堰收集重力汇入 CASS 系统,依次通过生物选择器、主反应区,经好氧微生物的降解作用,废水中残留的有机污染物进一步去除。静沉后的上清液在撇水器的作用下重力外排,所产生的剩余污泥则定期送入污泥浓缩池进行处理(见图1) 。

2  主要构筑物作用及技术参数

2.1  预处理单元

预处理单元由集水井、一级提升泵、弧形水力筛、调节酸化池、吸水井和二级提升泵组成。在调节酸化池下部挂有生物填料,利用厌氧微生物作用实现废水的预酸化水解,利于后续 UASB 处理系统的正常稳定运行。调节池内设有曝气装置,鼓风机间歇通入空气进行水力搅拌,实现水质水量的调节并防止固体颗粒沉淀。

2.1.1  集水井

Φ=4.0m,H=6.0m,有效水深为 2.5m。一级提升泵 2 台 (1 用 1 备),Q=150m3/h,H=10m,N=7.5kW。

2.1.2  调节池

主体尺寸 19.0m×11.0m×5.3m,停留时间 t=8h,有效水深为 5.0m。下部生物填料高度 1.5m,数量280m3,填料支架底距池底 350mm。穿孔曝气管 5 组,曝气孔径Φ=5mm,穿孔管距池底 300mm。二级提升泵 2 台(1 用 1 备),Q=125m3/h,H=12m,N=7.5kW,蒸气加热装置 1 套。

2.2  厌氧处理单元

由若干个 UASB 反应器组成,是整个废水处理系统中去除污染物负荷最高的单元。预处理废水自反应器底部进入,通过高浓度污泥床,污水中的有机物在此进行厌氧分解,转化为消化气,由于消化气的搅动,使污水与厌氧微生物充分接触。在反应器顶部的三相分离器中,含有废水、沼气及颗粒污泥的混合液实现完成液、气、固的分离。处理后的废水通过出水堰汇流至后续处理单元,沼气则通过管道收集后进入沼气处理系统,沉淀下来的污泥继续留在反应器中。UASB 总体尺寸 19.0×15.0×7.0m,分为尺寸相同的 4 格,并联运行,单池有效容积 460m3,COD 的容积负荷为 3.8kg/m3·d,反应温度 > 25 ℃,停留时间 t=14.7h,三相分离器 8 套,水封系统 1 套,环状管网配水系统 4 套,燃烧火炬 1 套。

2.3  好氧处理单元

好氧处理系统由几个带生物选择器的反应器组成,主要作用是进一步降解厌氧系统出水中残余的有机物,实现达标排放的目的。UASB 出水进入 CASS处理系统。曝气池池底采用膜片式微孔曝气器,完成曝气充氧的过程。CASS 系统按照“曝气-非曝气”阶段不断重复进行以下四个阶段:进水/曝气、沉淀、撇水、闲置阶段。循环开始时,由于污水的进入,使得池子内部的水位由某一最低水位开始上涨 ;经过一定时间的曝气和混合后,系统停止曝气以便使反应器内的活性污泥进行絮凝沉淀,活性污泥将在静止的环境中沉淀 ;当沉淀阶段完成后,撇水器将把池子上部的上清液排出系统,同时水位将降低到最初的深度。之后,系统将重复以上过程。

CASS 反应池共分为尺寸相同的 2 格,并联运行,每格有效容积 950m3, 总尺寸 40.0×9.5×5.0m。BOD5 污泥负荷为 0.10kg/kg (MLSS) .d,污泥浓度为3 800mg/L,AOR=1 118 O2kg/d,SORT=2 013 O2kg/d,空气量为 19.9Nm3/min。CASS 反应池运行周期为4h,进水/曝气2h,沉淀1h,撇水和闲置 1h。充氧采用微孔膜片曝气器,排水采用机械式撇水器(型号 MRD- 300-1.5)2 台,进水由两个电动蝶阀切换控制。污泥回流泵 2 台,Q=30m3/h,H=4m,N=1.5kW。

2.4  污泥处理单元

污泥处理系统由污泥浓缩池和污泥脱水系统组成。主要作用是脱除污泥中的部分水分,实现污泥减容的目的。同时也可根据需要将好氧系统产生的剩余污泥送回至系统的前段进行污泥消化减容。好氧处理系统与 UASB 系统所产生的剩余污泥排入污泥浓缩池,再由污泥泵送入污泥调质系统进行调质后经由气动污泥泵送入箱式压滤机进行脱水处理。脱水后呈饼状的污泥外运。

污泥贮槽 1 座,尺寸 7.0×2.5×2.0m,有效容积35m3,气动隔膜污泥泵 1 台,流量 Q=0~20 m3/h,压力 0.6MPa,进水压力 0.7 MPa。箱式压滤机1 台,过滤面积 30m2,功率 1.5kW。

2.5  各工艺单元处理效果

各工艺单元主要污染物去除情况见表2。

3  运行测试结果

3.1  调试运行

本套工艺的主要调试工作是 UASB 厌氧污泥床颗粒污泥的驯化、培养和 CASS 循环式活性污泥的驯化、培养。生化法调试启动,接种污泥,随后每日定量投配乳品废水和生活污水,按设计负荷 1/4、2/4、3/4、4/4 四个负荷阶段逐步提高运行负荷。经过约 80d左右的运行,去除效果稳定,进入正式运行阶段。

3.2  验收测试结果

考虑到企业远期生产线可能扩建,设计日处理规模为 3 000t/d(生产废水 2 800t/d,生活污水 200t/ d)。正常运行出水稳定后,经当地环保部门连续 3d 的验收测试,其结果见表3。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

4  结论

1)  采用本工艺技术路线,突出了两类生化处理技术的优势,具有运行费用低,污水处理费用为 0.35 元/t左右(不含设备折旧),厌氧阶段和好氧阶段几乎无需人工操作,操作管理方便。

2)  采用 UASB 工艺代替传统的气浮工艺处理乳制品废水,可以大幅度地减轻好氧处理阶段的负荷,无需加药,减少了人工操作的复杂性,降低了处理设施的能耗和运行成本。

3)  CASS 工艺的每一个周期的不同阶段均得到优势菌种的净化作用,可以避免短路、异重流影响泥水分离效果,出水水质优于一般二沉池。

4)  从实际运行看,采用 UASB——CASS 处理工艺处理乳制品综合废水,处理效果稳定,CODCr、BOD5、SS 去除率分别达到 96.4 %、98.8 %和 83 %,平均出水水质远远低于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级浓度限值。

 

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