ICAB工艺处理高浓度淀粉废水冯雷

全国水环境污染治理设施运营管理技术交流研讨会几扰的muni画阅耐女”i叨of腼刚协恤口助访和.目,倒州l涌加了r“的喇Fadli心伪娜石.侧施叫间目月!祝加阎呵cI+AB/工艺处理高浓度沈粉度水冯雷,张守健,王天利(淄博市汇源环保设计院255049)摘要:以某淀粉生产企业废水处理为例,介绍了IC+AB/工艺处理高浓度淀粉废水的工程设计,该工程设计规模为250伽jd/,进水COD为100O0mgL/,处理后达到国家一级排放标准。实际运行结果表明:该废水处理技术不但能够保证出水水质,而且高效低耗,具有可观的经济效益,是一种切实可行的处理技术。关键词:IC+AB/工艺;淀粉废水;颗粒污泥;工程调试山东省潍坊市某淀粉企业是以玉米为生产原料,年生产淀粉32万吨的企业,由于该企业属于新建项目,故执行“三同时”`的标准。根据企业的生产要求,设计每天的处理水量为2500m,/d。1玉米淀粉的生产工艺及其废水的特征1.1玉米淀粉的生产工艺该企业玉米经过清理、称重后送入浸泡罐,在一定温度下进行浸泡。浸泡后的玉米输送入脱坯磨,破碎籽粒游离出坯芽分离出的坯芽被洗涤干燥,送入榨油工序.经过精磨作用后纤维上粘附的淀粉和蛋白质被去除,筛离洗涤后纤维进行干燥。含有淀粉和蛋白质的淀粉乳进入分离机进行分离,分离出的蛋白质进行浓缩干燥:淀粉进一步经洗涤后得到纯净淀粉乳进行干燥或送入淀粉洗涤加工工段。呸翼一回一回画亘酥伽匣瑟争区困.罗一~圈1玉米淀粉生产工艺图1.2玉米淀粉废水的特征随着淀粉行业技术的发展,处理淀粉废水的工艺在一竹水方面也有了长足的进步。90年代末,吨淀粉用水量还在6~m8`,而在最近一两年内,由于水资源的日益旺乏,淀粉生产厂家在清洁生产方面加大了力度,吨淀粉用水降至3耐甚至更低。水循环利用次数的增加,使淀粉废水又有了新的特征。冯t等:cI枯/B工艺处理高浓魔沈粉度水由于该厂没有菲汀车间,故菲汀水不用考虑,其他一L序排水J二段主要集中在玉米浸泡输送、纤维榨水、浮选浓缩、蛋白压滤等工艺。其中浮选浓缩工段排水量最大,占总水斌的7既左右,其他工段用水通过工艺改造都用车间的工艺水进行闭路循环,基本上不排水,所以总的处理水峨相对来说较低。1.3废水的进水水质及出水要求根据企业的生产规模及生产废水的水质数据,设计进水水质及出水要求如表l所示。裹1COD(mgz`L)l()000100山东某淀粉厂进水水质及出水要求项目进水出水BOD(n一g/L)40002055(口g/L)2500水盆`扩/d)250025002废水处理工艺2.1废水处理工艺流程考虑到其他_犷段的水都实现了闭路循环,废水主要是淀粉洗涤的工艺水,COD浓度在I000m0g.’l左右,砂C在0.4左右,可生化性较好,故采用以厌氧生物处理为土的处理[艺`由于此水温度较高(一般在46`℃左右’)必须经过通过沉降罐降温,而且沉降回收部分蛋白后再进入厌氧。废水经厌氧处理后虽然可以去除92%以上的COD,但由于原水的有机物的浓度较高,而且经过厌氧处理后氨氮的浓度较高,闪此厌氧处理后的好氧处理必须对COD和氨氮都同时考虑。经过仔细分析比较,再考虑到一l}人的实际的操作运行的管理方便,本一〔程好氧采用了AB法的处理一l:艺,在B段的氧化池中加挂了填料以提高对氨氮的去除率。为确保出水水质达到排放标准,采旧混凝沉淀作为最后一道处理工艺,以确保出水水质稳定达标。l:艺流程如图2。淀笠废玉叫州调节沉淀罐}}高效絮减训~圈2康水处理工艺流程示愈图2.2污泥处理工艺流程冬P姗A段沉淀池污泥B段沉淀池污泥一行叫叶亏泥浓缩侧一卜l除式压滤列一卜篮饼处止碑圈3污泥处理工艺流程示愈圈冯雷千:IC十^/B工艺处理高浓度沈粉度水2.3厌氛及好氟系统的特点2.3.1厌氧处理系统的特点本工程厌氧系统采用的是cI内循环厌氧反应器。他是由上、下两个动力学过程不同的反应室组合而成,相当于两个以BS叠加而成。cI利用下集气罩收集的沼气产生的提升作用,通过提升管将沼气和废水提升到气液分离器进行气水分离,液体通过回流管返回到下反应室与进水混合搅拌,使下反应室保持较高的水力负荷,颗粒污泥处于充分的膨胀状态,强化了颗粒污泥与有机废水的接触和传质,大大提高了有机物的消化速率和反应器的有机负荷,而上反应室始终维持较低的水力负荷和产气负荷,对污泥搅动作用很小,有利于污泥、废水的分离和保持污泥的高浓度,有利于提高有机污染物的去除。当进水浓度的突然增加或进水量的突然加大,都会对厌氧反应器造成负荷冲击,IC因其内循环作用,瞬间的高浓度废水进入反应器后,产气量大,气提量会随着增大,从而内循环量大,大的内循环量能将高浓度的废水迅速的释稀,从而减少了有机负荷变化对反应器的冲击。2.3.2好氧处理系统的特点A一B活性污泥法即吸附生物氧化法。A一B法的技术核心可追溯到原来的两段活性污泥及高负荷活性污泥法,它的特点有对处理复杂变化较大的污水水质具有较大的适应能力:可大幅度地去除污水中难降解物质;处理效率高,出水水质好,BOD;去除率可达90%~95%,还可进行深度处理脱氮处理;总反应时间短,构筑物体积小,占地少,约可节省投资15%~20%、节能20%~25%;为了更好的去除氨氮,在B段采用了生物接触氧化法。2.4构筑物设计参数及设主要设备2.4.1调节沉淀罐:l座,钢混结构有效容积。10mX2m0二157m03,停留时间为h8。主要是调节车间排出的废水的水质、水量,并沉淀水中大部分蛋白质,减轻后续处理的负荷。2.4.2筛网:1座,钢混结构主要是截留废水中的漂浮物及纤维物,以保证后续处理的正常运行,延长污水泵的使用寿命。筛网采用10~20目不锈钢制,由于筛留物很少,可采用人工定期清除。2.4.3预酸化池:l座,钢混结构对废水进行预酸化作用,以提高厌氧处理系统的去除效率.有效容积10mxsmx6m二440矿,停留时间为4h.2.4.4IC反应器:l座,钢制结构有效容积。1m1x17=m160m0,,停留时间为1h5,F==v16k邪ODm/,。d,去除大部分有机物和悬浮物,COD去除率达到92%以上,出水Coo浓度低于12O0m岁1.2.4.SA/B系统:4座,钢混结构(包括A段曝气池、A段沉淀池、B段曝气池、B段沉淀池)其中A段曝气池有效容积2m5x枷xm6=440矿,停留时间为sh,设计Boo,污泥负荷为kZgBosD/k(砂ILsS·d)。A段沉淀池有效容积22mx3。x6m二440m,,停留时间为h3,设计表面负荷为1.6m,/(矿·h).B段曝气池有效容积25mxsmx6m=1200扩,停留时间为1h1,设计OBD,污泥负荷为。.1k6gOBDs/k(g犯万5.d).B段沉淀池有效容积25mx4mx枷二44om,,停留时间为4.sh,设计表面负荷为1.伽乍(矿·h)。2.4.6污泥浓缩池:2座,钢混结构竺匕一一一一一一一」豁纪红翼困擎有效容积msxm6xm6=28如,.两座并联使用.浓缩池上清液自流入预酸化池.2.4.7`附属构筑物(包括值班室、化验室、加药间、鼓风机房、脱水机房、沼气发电机房等)鼓风机房:F二9.x5.1.;房高H二4.sm:混砖结构。压滤机房:F二12.x如:房高H科.sm:混砖结构。加药间:=Fhax5.Iln;房高H=4.5。;混砖结构。发电机房:F二12mx骊;房高H二4.m5;混砖结构。值斑室:=P5.lmx4.2.:房高:H3.om:混砖结构.化验室:F=5.lmx2.4m:房高=H3.om:混砖结构2.4.8鼓风机型号:3HE一200,Qs=6ha(,/min,N二110k份·h,Pa=6skPa。2.4.9带式压滤机型号:WDY一20,带宽Zm,传动功率2.2k’·h,处理量巧m3/ho2.4.10高效絮凝器为加药混合反应而设。型号:HCV一1600,处理量110m3/ho2.4.11自动加药系统型号:HW一1000,1套。2.4.12沼气发电机设计采用了胜利油田动力机械有限公司的沼气发电机,2台。型号为:500GF。2.5系统运行整个系统的运行包括厌氧系统和好氧系统两部分,这两部分调试运行都采用污泥接种的方法,由于厌氧微生物生长生长繁殖的速率比好氧微生物要低的多,因此本工程的启动主要是厌氧系统的启动。2.5一1厌氧系统的接种与驯化由于本工程设计的IC反应器负荷较高,污泥的接种是从同类型行业接种的运行较好的厌氧颗粒污泥,接种量为600扩,在接种前首先向反应器内注入1000矿清水,然后开始加温使反应器内的温度达到35℃左右,然后将接种的600m,的颗粒污泥用转速较低的螺杆泵打入反应器内,并开启循环系统进行内循环,让接种的颗粒污泥逐渐的恢复活性,此阶段用时三天左右,然后开始提高负荷首先将进水Coo浓度控制在2500士300m以L,进水量为20伽勺h,运行负荷为skgCOD加3.d,此阶段运行用了8天的时间然后依次运行负荷至9.6kgCon/m,.d(进水COD为3000士300mg/L,进水量为200m,/h,用时一5天)、11.2kgC0n/m,.d(进水coD为3500士3ohag/L,进水量为Zoom乍h,用时5天)、14.6kgCOD/:,.d(进水c0D为3500士300.9/L,进水童为26伽乍h,用时10天),直至达到设计16.6k邪oo/扩.d(进水COD为4500士300mg/L,进水量为26Om,/h,用时8天)一共调试了50天左右。在运行的过程中反应器内的温度一直控制在36℃~38℃,进料温度控制在38℃~40℃,由于厌氧过程中产甲烷菌最适宜的PH值范围为6.5~7.2,过高或过低都会都会影响产甲烷菌的活性,虽然原水的PH值在4.0经过回流水稀释后,PH值基本在6.5左右。2.5.2厌氧出水VFA的变化及厌氧结晶的影响冯雷等:IC+A/B工艺处理高浓度淀粉度水厌氧发醉的限速步骤为产甲烷阶段,在运行过程中最容易出现的问题是VFA的积累,从而导致系统的酸化,使产甲烷菌受到抑制,cI反应器难以正常运行故厌氧出水的残余V队能比较准确的反映厌氧系统的运行情况,实际的运行结果表明,cI反应器出水VFA在2.5~3.5袖ol/L时运行情况较好.虽然本工程设计的为IC反应器上升流速较高,但运行一段时间后在管道的的转弯处和泵的入口处形成了鸟粪石(MgNHo0P’)管道容易被堵塞影响进水量.后来经过改后造将原有的管道全部换成U一vPC管,由于U一VPC管耐腐蚀及表面光滑,结晶不易在管壁上吸附,得到了较好的效果.另外在运行的过程中适当的添加eF盐,也防止了鸟粪石的形成,投加量为现场0P广一P(P氏以P计)和投加Fe之比为0.37较为合适。2.6好级系统运行好氧系统由于采用A/B法的处理工艺,A段曝气池利用cI反应器出水带出的污泥加上A段沉淀池的回流污泥直接曝气。B段曝气池就近接种了污水处理厂沉淀池的回流污泥,接种量为池容积的10%左右直接进行闷曝。B段闷曝三天后微生物开始繁殖,约10天后填料上开始有生物膜出现,然后开始进水,进水量为设计水量的20%,四天后开始增加进水量至设计水量的30%,根据微生物的萦殖情况依次增加进水量至40%、60%、80%,直到达到设计负荷共用了40天左右。A段曝气池由于直接采用厌氧出水带出的污泥进行培养在曝气约两一周后微生物开始出现,培养的方法参照B段曝气池的培养方法,由于A段曝气池的负荷较高,微生物的适应能力强从开始培养到达到设计负荷共用了30天。在好氧系统运行的过程中为最大限度的发挥脱氮除磷的作用好氧池必须,供给足够的DO,运行结果表明A段在DO(1.腼gl/条件’卜总氮的去除率可达到30%,而B段由于采川的是生物膜法,脱氮除磷土要是靠生物膜的脱落来完成.实际运行结果表明在B段曝气池出水末端DOZmg/1时才能满足其需要,而膜的脱落量4Om留周期(即:4mg几)才能达到较好的效果,去除率基本土在55%左右。丧2各工艺单元的处理效果裹项目CODBOD55进水(mg/L)出水(mg/)L去除率%出水(mg/L)120001020040003600调节沉降罐预酸化池+IC反应器’A段曝气池+A段沉淀池B