1.淀粉廢水水質(zhì)、水量

      某淀粉廠廢水主要來源于生產(chǎn)過程中的工藝廢水（主要包括蛋白液,、中間產(chǎn)品的洗滌水,、各種設(shè)備的沖洗水等），廢水中有機物含量較高,，CODcr含量為12000mg/L, BOD5 / CODcr =0.53,可生化性較好,。廢水處理工程的設(shè)計規(guī)模1000m3/d，處理后水質(zhì)要求達到《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）一級排放標準，進水水質(zhì)和排放標準見表1,。

     表1  廢水的污染狀況及執(zhí)行的排放標準

       2.淀粉廢水處理工藝流程

       2.1 淀粉廢水處理工藝的確定

      馬鈴薯淀粉生產(chǎn)廢水本身含有機質(zhì)多,、濃度高且懸浮物含量大，廢水BOD5/CODcr=0.53,可生化性較好,，同時在本工程中出水水質(zhì)要求較高,。考慮到以上因素,，工藝選用物理與生化處理相結(jié)合的方式,。物理法通過藥劑投加、絮凝氣浮工藝主要去除懸浮物,、膠體物質(zhì)及部分有機物,，同時回收植物蛋白飼料。針對廢水本身有機物濃度高的特點,，生化處理采用厭氧-好氧相結(jié)合的處理工藝,。

       2.2 淀粉廢水處理工藝設(shè)計說明

       原生產(chǎn)廢水經(jīng)機械格柵截留大塊飄浮物后，進入調(diào)節(jié)池均勻調(diào)節(jié)水質(zhì)與水量,，調(diào)節(jié)池設(shè)機械攪拌裝置,，通過機械攪動使原水混合均質(zhì),，阻止懸浮物沉淀,，懸浮物隨水流入氣浮池。同時投加絮凝劑聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）,，蛋白質(zhì)為兩性電解質(zhì),，其等電點約為pH4.0~5.5，淀粉廢水的pH值正好為蛋白質(zhì)的等電點,，因此淀粉廢水中的蛋白具有自動凝聚的趨勢,，這種凝聚方式形成的絮粒很小，同時由于絮粒表面帶有相同電荷及水化層的影響,，絮粒很不穩(wěn)定,。加入無機高分子凝聚劑中和絮粒上的電荷，使絮粒易于靠近凝聚成較大的絮粒,，加入有機高分子絮凝劑,，可使絮粒之間通過吸附架橋作用形成較穩(wěn)定的大絮團；無機凝聚劑主要是依靠中和粒子的電荷凝聚成絮粒,，有機絮凝劑則主要依靠吸附架橋作用使絮粒凝聚成絮團,，先加無機凝聚劑中和電荷，然后再加有機絮凝劑生成絮團,，兩者聯(lián)合使用絮凝效果較好,，而且可大大降低絮凝劑的用量[1-2]。此工藝可回收淀粉廢水中的植物蛋白，同時廢水中CODcr以及SS都有顯著下降,，減輕了后續(xù)處理工藝的負荷,。

      氣浮池出水流入UASB厭氧反應器，由于淀粉廢水呈酸性,，會使后續(xù)厭氧處理過程受到抑制,，產(chǎn)甲烷菌不能承受低pH值的環(huán)境，UASB反應器運行的zui佳pH值為6.8~7.2[3],。因此,，本工程采用出水回流的方法用出水堿度調(diào)節(jié)pH值，雖然進水pH值有波動,，但并不影響反應器的正常運行,。在產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌的作用下，將大部分的有機物分解為無機小分子物質(zhì)和甲烷,，剩余污泥進入污泥濃縮池,，甲烷通過三向分離器收集凈化處理后可以作為能源供生產(chǎn)、生活使用,，出水則流入預曝氣沉淀池,。預曝沉淀池是厭氧處理單元和好氧處理單元之間的重要構(gòu)筑物，其功能主要是去除厭氧出水的懸浮物和H2S等有害氣體,，增加水中的溶解氧,，為好氧處理創(chuàng)造有利的條件[4]。預曝沉淀池的出水自流進入SBR進行好氧生物處理,，以進一步降解水中的有機物,。

      調(diào)節(jié)沉淀池、UASB,、預曝沉淀池,、SBR等處理單元產(chǎn)生的污泥排入污泥濃縮池進行濃縮，提高污泥的含固率,，使污泥含水率低于95％,。污泥經(jīng)濃縮后進入污泥脫水間進行機械脫水，產(chǎn)生的泥餅外運,，污泥濃縮池上清夜及機械壓濾液回流至調(diào)節(jié)沉淀池再繼續(xù)處理,。

      3.淀粉廢水處理設(shè)備各主要構(gòu)筑物介紹

      3.1 調(diào)節(jié)池

      此處調(diào)節(jié)池采用矩形對角線出水的均質(zhì)調(diào)節(jié)池。該調(diào)節(jié)池的特點是出水槽沿對角線方向設(shè)置,，廢水由左右兩側(cè)進入池后,，經(jīng)過不同的時間才流到出水槽，使出水槽的混合廢水是從不同時間內(nèi)流進來的,，也就是說其濃度是不相同的,，這樣就達到了自動調(diào)節(jié)均和的目的[5],。由于淀粉廢水中含有大量的懸浮物質(zhì)，考慮到要回收廢水中的大量植物蛋白,，調(diào)節(jié)池設(shè)機械攪拌裝置,，通過機械攪動阻止廢水中懸浮物質(zhì)的沉淀。調(diào)節(jié)池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),，容積250 m3,，池體尺寸為14.0m×6.0m×3.5m，停留時間6h,。

      3.2 氣浮池

      由于廢水的固體懸浮物含量很高,且含有大量的蛋白,，所以設(shè)一氣浮池,分離提取蛋白質(zhì),提高經(jīng)濟效益，同時減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的壓力,。此工藝選用壓力回流溶氣方式,。回流溶氣方式是將氣浮池的部分出水(總水量的20%)回流加壓溶氣后與進水混合進入氣浮池,?；亓魅軞鈿飧【哂腥軞夤奕莘e小，氣泡分散度高且比較均勻的優(yōu)點,，但氣浮池容積較大,。絮凝劑采用計量泵投加，PAC配制成濃度為5％－10％的水溶液,，加入量為廢水量的1％－2％,； PAM配制成0.05％－0．1％的水溶液，加人量為廢水量的2％－4％,。氣浮池平均水深2m,凈容積24m3,。選取TS-V型的溶氣釋放器和TR-4型的壓力溶氣罐,溶氣罐容積0.625m3，直徑0.4m,，所需空氣量0.025m3/min。

      3.3 UASB反應器

      UASB反應器采用半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),，為了滿足池內(nèi)厭氧狀態(tài)并防止臭氣散逸,，UASB池上部采用蓋板密封，出水管和出氣管分別設(shè)水封裝置,。由于SBR的水回流,，此時進入UASB的水量為1500m3/d,反應區(qū)容積為1615m3，采用3座UASB并聯(lián)運行,，則單個UASB反應區(qū)的容積為538.3m3,處理水量為62.5m3/h,。在常溫(20℃～25℃)運行，容積負荷為6.0kgCOD/(m3.d),，沉淀區(qū)表面負荷0.649m3/(m2.h),，反應區(qū)水力停留停留時間8.6h,。

       3.4 預曝氣沉淀池

       預曝氣沉淀池采用平流式沉淀池，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),，池子有效容積3.6m3,，尺寸為：7.2m×0.5m×1.56m，每小時所需空氣量6.25m3/h,。

       3.5 SBR反應器

       考慮到進水的連續(xù)性,，采用兩個SBR反應器并聯(lián)運行,一個反應池進水完成后，停止進水,，在進行曝氣,、沉淀、出水等工藝時,，另一反應池進水,。池子為鋼混結(jié)構(gòu)，反應池容量1000m3,尺寸為：20m×10m×5m,，BOD-污泥負荷0.3kg/(kg.d),曝氣池內(nèi)MLSS濃度2000mg/l,一周期運行時間8h,，其中進水4h，曝氣3h,，沉淀0.5h,，排水0.5h。曝氣階段每池供氧量9.685kgO2/h,，排出比為1/4,。

      4.淀粉廢水處理工程的啟動運行

      4.1 UASB的啟動

      接種污泥取自城市污水廠的絮狀消化污泥，污泥體積25m3,。經(jīng)篩網(wǎng)過濾后污泥投加UASB反應器,，注入淀粉廢水浸泡。在啟動開始階段采用間歇進水,，同時由于甲烷菌活性在酸性條件下會受到抑制,，UASB反應器內(nèi)的zui佳ph值為6.8～7.2，在啟動開始時應投入石灰調(diào)節(jié)PH值在6.5～7.5范圍內(nèi),，后逐步用出水回流調(diào)節(jié)PH值,，控制出水回流比為1：0.5。待出水CODcr去除率達到80％時,，再增加進水量和進水頻率,，控制CODcr容積負荷由2.0kgCOD/(m3.d)逐漸提高到6kgCOD/(m3.d)，每階段以CODcr去除率為指標,，當出水CODcr去除率10天內(nèi)穩(wěn)定在80％左右時,，方可進入下一階段提高負荷。運行3個月后,，反應器內(nèi)污泥濃度逐漸增大,，產(chǎn)氣量穩(wěn)定,，CODcr去除率穩(wěn)定在90％左右。

      4.2 SBR的啟動

      SBR啟動時接種污泥與UASB接種污泥取自同一城市污水廠,，污泥濃度為3000mg/l,，考慮到廢水中含磷量較少，達不到活性污泥對微生物的需求,，因此需連續(xù)投加磷肥,。開始時悶曝至污泥呈現(xiàn)黃褐色后逐步加大水量，每曝氣10小時后靜置停留2小時,，排出1/3的上清液再補充新鮮污水,，經(jīng)過3個多月的調(diào)試后進入穩(wěn)定運行期。

     5.工程運行情況

     經(jīng)過近半年的調(diào)試運行,，出水水質(zhì)較好,，國家法定環(huán)境監(jiān)測單位對工程出水進行監(jiān)測，結(jié)果為：CODcr 80.7mg/L,；BOD 18.9 mg/L,；SS 50.7 mg/L；pH 7.43,；色度 7倍,。各處理單元出水檢測結(jié)果（平均值）見表2。

      6.結(jié)果與討論

     （1）絮凝氣浮法能有效的去除淀粉廢水中的懸浮物,、降低廢水CODcr,，同時能獲得較高的蛋白飼料回收率。

     （2）絮凝劑的投加比例以及投加量對CODcr的去除率有很大的影響,，在工程運行實踐中如果能夠更精zhun確定絮凝劑的優(yōu)投加比和投加量,，不僅可以得到更好的出水水質(zhì)，而且能夠減少運行費用,，提高經(jīng)濟效益,。

     （3）UASB運行過程中，可以通過出水回流調(diào)節(jié)pH值在產(chǎn)甲烷菌的適宜范圍內(nèi),，節(jié)省了投加石灰調(diào)節(jié)pH值的運行費用,。

     （4）厭氧菌對溫度比較敏感，在溫度較低時,，活性降低甚至死亡，因此冬季運行時需對UASB反應器進行加溫,，可以利用反應器產(chǎn)生的沼氣作為能源提供UASB所需的溫度,，使資源得到充分利用

     （5）由于出水水質(zhì)較好，可對出水進行深度處理,，處理水可回用于廠區(qū)綠化,、澆灑道路以及廁所雜用水,。

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