工业废水水质特点及常用工艺066d4886fe4733687f21aa39

11.1农产品加工废水水质分析及采用的工艺农产品加工业多是以水作为工业用水和清洗用水，用水量很大，废水排放量也很大。例如，生产1.0t糖耗水1.5t、生产1.0t味精耗水1000t、生产1.0t酒精耗水200t。对这些废水进行处理，既可保护环境、防止污染扩散，又可提高经济效益、实现可持续发展。农产品加工废水种类繁多，水质情况各不相同，总体上，农产品加工废水具有以下特点：①有机物浓度较高，比其他废水更易于生化处理②废水水温通常高于环境温度③某些废水含有高浓度S042-、C1-、氨氮、重金属离子等，这给废水的生化处理造成了相当的难度。处理方法：废水处理方法按作用原理可分为物理法、化学法和生物法三类，每一类中又有若干种工艺和设备。1.1.1物理法用于食品工业废水处理的物理法有筛滤、撤除、调节、沉淀、气浮、离心分离、过滤、微滤等。前5种工艺多用于预处理或一级处理，后3种工艺主要用于深度处理。1.1.2筛滤筛滤是预处理中使用最为广泛的一种方法。主要作用是从废水中分离出较粗的分散性悬浮固体物。所用的设备有格栅和格筛。格栅拦截较粗的悬浮固体，其作用是保护水泵和后续处理设备。农产品加工工业废水中常用的格筛有固定筛、转动筛和震动筛等，格筛最常用的孔径是10目~40目。1.1.3撤除某些农产品加工工业废水中含有人量的油脂，这些油脂必须在进入生物处理工艺前予以除去，否则会造成管道、水泵和一些设备的堵塞，并且会对生物处理工艺造成一定的影响。废水中的油脂根据其物理状态可分为游离漂浮状和乳化状两人类。通常用隔油池除去漂浮状油脂。福油池对漂浮状油脂的除去率可达90%以上。如果处理流程中设有调节池或沉淀池，则隔油池可与调节池或初沉池合用同一构筑物，可节省投资和占地。对小型处理系统，可设油水分离器撇油。1.1.4调节2对于水质水量变化幅度人的农产品加工业废水，常设置调节池对废水的水质和水量进行调节。调节时间一般为6h~24h，多为6h~12h。调节池容量为日处理废水量的25%~50%。1.1.5沉淀沉淀是用来除去原废水中无机固体物和有机固体物，以及分离生物处理工艺中的固相和液相。用沉砂池除去原废水中的无机固体物，用初沉池除去原废水中的有机固体物，用二沉池分离生物处理工艺中的生物相和液相。沉砂池一般设在格栅和格筛之后。为了清除废水中无机固体物表面的有机物，避免废水中有机固体物在沉砂池中产生沉淀，可采用曝气沉砂池。采用初沉池可降低后续工艺的负荷。初沉池除去悬浮固体的效果与加工的原料和产品有关。按池中的水流方向分平流沉淀池、竖流沉淀池和辐流沉淀池。为了提高沉淀池的沉淀效率，可在沉淀池内设置平行的斜板或斜管而成斜板(管)沉淀池。一般沉淀时间为1.5h-2.0h。1.1.6气浮气浮主要用于除去食品工业废水中的乳化油、表面活性物质和其他悬浮固体。有真空式气浮、加压溶气气浮和散气管（板）式气浮。应用最普遍的是加压溶气气浮。当废水进入溶气气浮池之前，往水中投加化学混凝剂或助凝剂，可提高乳化油脂和胶体悬浮颗粒的除去率。据资料介绍，气浮可除去90%以上的油脂和40%~80%的BOD5氧影和SS。气浮池HRT一般为30min。1.1.7其他处理为了解决用水紧张问题，须将处理后的水同收利用，为此需对二级处理出水进行深度处理。最常用的方法是过滤，可采用砂滤池或复合滤料滤池。按滤速人小分慢速砂滤池和快滤池(重力式、压力式和多层式)。一般单层砂滤池的滤速为8m/h-12m/h。1.1.7.1化学法中和法、氧化还原法(投加氧化剂、电解、光氧化等)、混凝法、离子交换法、膜分离法(电渗析法、反渗透法等)都属于化学处理法。农产品加工业废水处理中所用的化学处理工艺主要是混凝法。混凝法不能单独使用，必须与物理处理工艺的沉淀法、澄清法或气浮法结合使用，构成混凝沉淀或混凝气浮。常用的混凝剂有石灰、硫酸铝、三氯化铁、聚合氯化铝、聚合3硫酸铁以及有机高分子混凝剂(如聚丙烯酞脚，但这种有机高分子混凝剂常作为助凝剂。化学处理工艺主要除去水中的细微悬浮物和胶体杂质。1.1.7.2生物法生物处理工艺可分为好氧工艺、厌氧工艺、生态塘、土地处理以及由上述工艺的结合而形成的各种各样的组合工艺。生物法是主要的二级处理工艺，目的在于降解农产品加工废水中的COD和BOD。①好氧生物处理好氧生物处理工艺根据所利用微生物的生长形式分为活性污泥工艺和膜法工艺。活性污泥工艺，混合液悬浮固体的浓度为2500mg/L，运行正常的活性污泥系统中BOD除去率通常超过90%。有些农产品加工废水，如酿酒废水和乳品加工废水采用活性污泥工艺会出现污泥膨胀问题，其原因是有机负荷过高，或是营养物缺乏。膜法工艺膜法。该工艺处理农产品加工废水时，生物滤池一般采用两级串联运行。第一级一般按高负荷生物滤池设计，水力负荷为8m3/(m2·d)~40m3/(m2·d)，有机负荷为0.4kgBOD/(m3·d)~4.8kgBOD/(m3·d)；第二级一般按生物滤池设计，水力负荷为1m3(m2·d)~4m3/(m2·d)，有机负荷为0.08kgBOD/(m3·d)~0.40kgBOD/(m3·d)。用生物滤池处理高浓度的肉类加工废水和酒废水时，滤池易堵，难以正常运行。而塔式生物滤池水力负荷可达90m3/(m2·d)~150m3/(m2·d)，有机负荷达1.1kgBOD/(m3·d)~2.4kgBOD/(m3·d)，耐冲击负荷能力强，不易发生堵塞。②厌氧生物处理厌氧生物处理工艺适用于农产品加工废水，主要是因为废水中含有容易生物降解的高浓度有机物，且无毒性。但是，厌氧生物处理后的出水达不到直接排入水体的要求，它一般作为好氧工艺的前处理，或者作为排放到城市卜水道之前的预处理。厌氧一好氧组合一体化法。这种方法所用设备是在吸收了传统流化床、活性污泥法和生物接触氧化法的优点基础上开发的一种高效、稳定的生化处理装置，它由厌氧悬浮床、移动循环床和好氧固定床组成。其核心技术是应用悬浮生物载体形成移动床和增加高效微生物优势菌，充分提高反应器中微生物浓度。该4装置具有比表面积大、挂膜时间短、不易堵塞特点，可在好氧、缺氧、厌氧环境下，实现悬浮载体与污水流化状态下充分接触，凭借微生物的生物活性，进行有机物的水解、生物降解、氮的硝化和磷的生物沉淀。高效厌氧(ABR)一生态组合法。将高效厌氧技术(ABR一厌氧折流板反应器)与改良的人工湿地串连起来，ABR作为强化预处理技术，增加悬浮有机填充料和优势微生物，高效降解污水中有机污染物。厌氧单元在较人程度上发挥了将颗粒有机物转化为溶解性有机物的作用，为后续湿地处理提供了有利的条件。改良的人工湿地主体为多孔的无机填充料、砂石和微生物组成填料床，并在床体表面种植具有处理性能好、耐水性好、适应能力强、根系发达且美观的植物，通过生物处理和人工生态系统中植物一微生物的协同作用，实现污水的净化处理。农产品加工废水中含高浓度有机物，通常采用厌氧一好氧生物处理作为污染物的主要去除工艺厌氧生物处理工艺的污泥负荷可以达到很高的程度，并可以节省动力费用，对营养物的需求不高，剩余污泥少且污泥脱水效果好，该工艺是目前中、高浓度有机废水的主要处理工艺但是，厌氧处理出水一般必须后续好氧生物处理，以达到排放标准常见的处理设备有：上流式厌氧污泥床反应器(UASB工序批式间歇反应器(SBR}折流式厌氧反应器、内循环式厌氧反应器、内循环式SBR等，可以根据处理水质、水量等实际条件进行选择。③上流式厌氧污泥床反应器(UASB)UASB可用于制糖、酿酒、屠宰、味精及发酵行业，图1是流程装置图。UASB处理设备已经有定型的产品，可根据需要选定上流式污泥床反应器的高效性、稳定性关键在于反应器内能否产生沉淀性能良好的、产甲烷活性高的颗粒污泥如果农产品加工废水中含有较高浓度SO42-，Cl-，氨氮离子，则很难形成颗粒污泥，使反应器不能在高负荷下运行，为此研究人员对农产品加工废水中的高浓SO42-、Cl-等进行了大量的研究。有研究人员从废水处理站的厌氧反应器取接种污泥并获得成功，这种方法主要用来处理含高浓度硫酸盐的农产品废水基本原理是：在上流式厌氧污泥床产生硫酸盐还原菌(SRB)，培养和驯化出高活性的硫酸盐还原菌，使硫酸盐得到有效还原，形成的硫酸盐还原菌颗粒污泥则是较理想的载体接种污泥经过1~32天的启动期，从松散的絮状体成为凝聚性好的絮体状污泥。反应器的水力停留时间5(HRT)由21.5h缩短到6.6h，水力负荷增加较快，污泥流失现象明显减少。第32~72天反应器的污泥床出现颗粒污泥，此阶段污泥浓度(gvss/L)逐渐减少，颗粒状污泥增加，SO42-去除率达80％左右。图1UASB流程装置图④序批式间歇反应器(SBR)这是处理屠宰废水、啤酒废水、味精废水等食品加工废水的常用处理设备，其装置如图2所示，主体设备SBR反应器已有定型产品。活性污泥取自其他SBR反应器中的成熟污泥，处理屠宰废水和味精废水必须经过分离蛋白质，调整酸碱度达到7左右，再稀释使用。进入浓度根据处理后能达到的国家排放标准的要求来确定在非限制性曝气1h反应时间6h沉淀时间2h排水时间0.5h的运行条件下，COD去除率可以达到80％以上。对造纸废水主要是采用限制曝气的进水方式，吸附、分解去除有机物，而味精、屠宰、啤酒废水则是吸附后马上发生氧化作用而分解该处理设备的特点主要是间歇进水，有一段闲置期。因而工艺简单，建设及运行费用低，运行方式灵活，耐负荷冲击，因而较适于农产品加工废水的处理。6图2SBR反应器原理图⑤折流式厌氧反应器如图3，反应器内置多个纵向隔板，形成一组升流式和降流式厌氧反应间，多格串联运行，各格又相互独立，这样反应器截留生物的能力强，处理效率高，且稳定可靠在单格反应器内水力特性接近于完全混合式，而在整个反应器中又近似于推流式，可以处理农产品中难降解或有毒废水(味精废水等）。图3折流式厌氧反应器原理图⑥内循环式厌氧反应器如图4，第一反应区(粗反应区)COD负荷大，产气量大；第二反应区COD负荷小，产气量小。沼气的提升作用以及顶部泥水混合物经泥水下降管与进水混7合的作用，形成了内循环内循环式厌氧反应器有很高的容积负荷率，较高的高径比，节省占地费用，抗冲击负荷能力强，出水稳定性妩处理COD为4300mg/L、BOD5为2300mg/L的浓缩啤酒废水，COD负荷可达25~35kg/(m3·d)法除率达80％。图4内循环式厌氧反应器原理图⑦内循环SBR它将SBR和流化床的优点集中在一起，吸收了SBR反应器的工艺灵活性(缺氧、厌氧好氧任意组合)，时间上的推流式提高了反应速度，加上难降解的有机物有足够的停留时间可以进行间歇操作，并吸收了流化床可以上下浮动、方便灵活、处理效率高的优点。在处理高浓度农产品加工废水(如酿酒废水)时，COD去除率可达83％以上。3）生态塘工艺生态塘处理系统可以化分为厌氧塘、兼性塘、好氧塘、生态系统塘等多种形式。生态塘以太阳能为初始能源，通过在塘中种植水生作物、进行水产和水禽养殖，形成人工生态系统。在太阳能的推动下，通过塘中多条食物链的物质和能量的逐级传递、转化，将进入塘中污水的有机物降解和转化，最后不仅去除污染物，而且还能收获水生作物、雨、虾、鹅、鸭等产品，净化的污水还可作为再生8水用于农田灌溉、绿化浇水等。生态塘具有构造简单、基建投资少、维护管理方便、净化效果良好、运行稳定可靠等诸多优点。1.1.8通过查阅本农产品加工业项目废水水质资料，得到各项目典型工艺所产废水水质指标，并进行分析：1.1.8.1淀粉加工废水水质木薯淀粉加工是本地区重点发展的加工业。淀粉工业是以玉米、马铃薯、小麦、大米等农产品为原料生产淀粉或淀粉深加工产品的工业，在生产过程中，需水量很大，废水排放量也大，而且废水都是含大量淀粉、蛋白质、糖类、脂肪等有机物的髙浓度有机废水。薯类淀粉生产流程：洗涤→磨碎→过筛(薯渣作饲料)→浆液→离心分离(回收黄浆水中蛋白质)→淀粉洗涤→脱水→干燥→淀粉。废水主要来源于沉淀池上清水和离心机脱水。木薯在洗涤过程中产生洗涤废水，废水中主要含泥砂和悬浮物，一般每吨淀粉产生10m3左右的洗涤废水；在离心分离工