甜菜制糖生產廢水處理技術研究
摘 要:甜菜制糖工業廢水由于其流量大、有機物濃度高、且季節性生產的特點,使得污水處理工藝難以按照常規方式進行。本研究選擇適合北方地區特點、運行費用低、再啟動快捷的水解-好氧-化學氧化-混凝沉淀的處理工藝,將生化與物化方法相結合,最后達到理想的效果,也為同類型工業污水的處理提供參考經驗。
關鍵詞:甜菜制糖;季節性;北方地區
1 水質概況
某糖廠甜菜制糖生產為秋季生產,廢水排放流量為10 000 m3/d,考慮水量波動性,取時變化系數 1·2,則時最大流量為500 m3/h。廢水水質指標如表1所示:
| 表1 進水水質表 |
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本項目處理后的排放水達到國家污水綜合排放標準(GB8978-96)一級標準。一級標準具體指標如表2所示:
| 表2 出水水質表 |
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2 污水處理工藝的選擇
2. 1 污水處理工藝的研究
甜菜制糖廢水中的COD可生化性較好,因此, 考慮首選工藝采用生物處理較為適宜.由于糖分難以降解,因而在好氧生物處理工藝前處理采用水解酸化預處理,將大分子有機物轉化分解,提高可生化性,同時也考慮在季節性生產時恢復正常運行快捷[1];主體工藝選擇活性污泥與生物膜共生系統的好氧處理工藝,去除污水中大部分污染物,特別是可生化降解的有機物,并且活性污泥濃度高,更適用于北方寒冷地區;經過水解好氧處理后的出水中,可生化的有機物絕大部分已經被降解掉,尚在水中殘存的有機物主要為難降解的復雜的大分子有機物,因而選擇在生物處理后采用臭氧化學氧化工藝進行深度處理,進一步氧化分解難降解的復雜的大分子有機物和不可生化物質,保證水質凈化效果[2];最后進一步以混凝沉淀的化學法將剩余不可生化物質去除,使出水優于排放標準。
2. 2 污水處理工藝
糖廠污水處理工程為如下工藝:
格柵→調節池→初沉池→水解酸化池→生化系統→二沉池→化學氧化池→二級好氧池→混凝沉淀池→達標排放
污水先經過格柵攔截大的懸浮物,然后進入調節池調節水量和水質;調節后通過提升泵進入初沉池,去除污水中大部分比重較大的、無機性的可沉顆粒;然后進入水解酸化池,使污水中的各種有機物在微生物菌群作用下被分解,大分子難降解有機物被分解為易生化的小分子物質,提高污水的可生化性; 再進入生化池,使污水中的有機物在微生物菌群作用下被分解,達到去除大部分有機物的目的;然后進入二次沉淀池進行泥水分離,使混合液澄清;出水進入化學氧化池,經過處理后出水進入二次接觸氧化池,進行二次好氧處理,進一步去除有機物;然后進入混凝沉淀,經過投藥、絮凝等物化方法使水中的 CODcr、BOD5形成混凝沉淀得以進一步去除,保證出水水質穩定達標。
2. 3 污泥處理工藝
對于工藝產生的污泥進行如下處理:
剩余污泥→污泥濃縮池→貯泥池→壓濾機→泥餅外運
沉淀池的污泥經回流泵一部分回流,另一部分排至污泥濃縮池經濃縮處理后,排至貯泥池,后通過提升泵提升進入壓濾機進行脫水處理,產生的泥餅外運。
3 主體工藝設計
3. 1 污水處理系統
3. 1. 1 水解酸化池
設計流量:Q=417 m3/h
水力停留時間: 8. 0 h
工藝尺寸: 16. 0 m×21. 0 m×5. 5 m,共兩組
3. 1. 2 生化池
BOD污泥負荷: 0·18 kgBOD5/kgMLSS·d
污泥濃度:MLVSS=5 000 mg/L
總停留時間: 12. 0 h
缺氧段: 3. 0 h,
好氧段: 9. 0 h
硝化液回流比: 100%
缺氧段12. 5 m×10. 0 m×5. 5 m,兩組
好氧段12. 5 m×10. 0 m×5. 5 m,六組
填料:缺氧池好氧池內設高效傳質填料,填料采用新型彈性纖維一體化填料,材質聚乙烯,填裝高度 3. 0 m。
3. 1. 3 化學氧化池
接觸時間: 20 min
氧化劑投加量: O3 5 mg/L
3. 1. 4 二級好氧池
水力停留時間: 1. 5 h
工藝尺寸: 12. 5 m×10. 0 m×5. 5 m
填料:接觸氧化池內設高效傳質填料,填料采用新型彈性纖維一體化填料,填裝高度3. 0 m。接觸氧化池內曝氣頭采用膜片式。
3. 1. 5 混凝沉淀池
表面負荷: 3. 0 m3/m2·h
工藝尺寸:
5. 1 m×5. 1 m×4. 5 m(混凝部分), 共兩組
13. 6 m×5. 1 m×4. 5 m (沉淀部分),共兩組
水力停留時間:混凝30 min;沉淀0·84 h
附屬設備: JBK-3580框式攪拌器;污泥回流泵: 150WL210-7-7. 5;回流比100%。
3. 1. 6 鼓風機
曝氣采用鼓風曝氣,氣水比采用30: 1,風壓 58·8 Kpa。
3. 2 污泥處理系統
3. 2. 1 污泥濃縮池
水力停留時間: 8. 0 h
3. 2. 2 壓濾機
XMYJ60/800-UB,功率為1. 5 kw。
4 各構筑物去除率
工程經過3年左右時間運行,測試結果表明,本工藝運行穩定,出水完全達到排放標準。(見表3)
| 表3 各構筑物去除率表(均值) |
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5 工程投資及運行成本分析
5. 1 主要構筑物與設備投資
5. 1. 1 直接費
土建費用: 595·78萬元
工藝設備費用: 523. 96萬元
安裝運輸費用: 78. 60萬元
直接費總計: 1 198. 34萬元 5. 1. 2
間接費間接費及工程稅金總計: 486. 5萬元
5. 1. 3 工程總投資: 1 684. 5萬元
5. 2 運行成本
電費:裝機容量為649·11 kw,則處理噸水電費為: 0. 47元/噸;
人工費:污水廠需要15人運行,則噸水的人工費為: 0. 03元/噸;
折舊費: 20年折舊期,折舊費為0. 15元/噸;
藥劑費:為0. 40元/噸;
綜合費用為0. 16元/噸;
實際運行費用為1. 20元/噸。
6 結語
(1)甜菜制糖廠排放廢水水量大,有機物濃度高,CODcr濃度在4 500 mg/l左右,季節性生產。
(2)推薦處理工藝流程為水解-好氧-化學氧化-混凝沉淀。采用本工藝技術路線,突出了兩類生化處理技術的優勢,本工藝流程工程費用為1 680元/天噸水,工程費用低;每噸污水的處理費用為1. 2元左右,運行費用低;再起動時只需10天左右,復合與企業生產同步要求;水解階段和好氧階段幾乎無需人工操作,操作管理方便。
(3)深度氧化-好氧工藝進一步氧化水中的有機物和生物難降解的高分子有機物,使出水水質優于一般單純生物法。
參考文獻:
[1]井山哲夫,等.張自杰,等譯.水處理工程理論與應用[M].北京:中國建筑工業出版社, 1986: 232-245.
[2]張自杰,等.環境工程手冊(水污染防治卷)[M].北京:高等教育出版社, 1996: 948-955.
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