水解酸化——SBR工藝處理飲料生產廢水

                           

摘要:介紹了水解酸化+SBR工藝處理飲料生產廢水的工藝設計和運行效果。該工藝具有處理效果好、低能耗、易管理等特點。在進水CODcr2000~4000mg/l,BOD51000~2000mg/l的條件下,經過該系統處理,出水CODcr保持在130mg/l以下,BOD4保持在25mg/l以下,出水水質達到(GB8978)《中華人民共和國國家標準污水綜合排放指標》的Ⅱ級標準。

 

關鍵詞:飲料生產廢水;水解酸化;SBR

 

1、廢水水質及排放標準

某飲料公司主要產品為汽水類飲料,排放的廢水水質屬蔗糖有機廢水,主要來自洗瓶廢水及灌注機、溶糖罐等設備清洗廢水以及鏈板式輸送帶殘留的產品原液和殺菌劑、潤滑劑殘液,另外廢水還包括沖洗地面水以及純水制備過程中反沖洗水。廢水中所含的主要污染物有蔗糖、咖啡堿、磷酸、水果汁、檸檬酸、抗壞血酸、香料以及蔗糖,還含有燒堿、碳酸鹽等。另外,還含有少量生活污水,總體廢水水量為2000m3/d。廢水處理后要求達到(GB8978)《中華人民共和國國家標準污水綜合排放標準》的②級標準,其主要水質指標見表1。

表1 廢水水質及排放標準   mg/l(PH除外)

項目

CODcr

BOD5

SS

PH

原水

2000~4000

1000~2000

≤50

11~12

排放標準

150

30

≤150

6~9

 

2、主導工藝選擇

根據原廢水處理情況,如單純用好氧工藝(滴濾池+活性污泥法)需投加大量的硫酸,將PH從12調至11,(每噸廢水投加量為1kg),噸廢水運行費用很高。故本方案不在沿用原有春好氧工藝,改用厭氧+好氧工藝。

 

根據厭氧過程進行的程度不同,厭氧工藝可分為完全厭氧(通常稱其為厭氧法)和不完全厭氧(通常稱其為水解酸化法)。水解酸化與完全厭氧相比有以下優點。

(1)水解酸化工藝對于固體、大分子有機物的降解,其功能完全和厭氧硝化一樣,但可以在常溫和較低的溫度下運行,產生的剩余污泥量很少,易于處置,實現了污水、污泥的一次性處理,節約投資。

(2)不需要密閉的池,不需要水、氣、固三相分離器,降低了造價且便于維護。

(3)由于反應控制在第三階段前,沒有進入產甲烷階段,因此五萬去厭氧反應所具有的不良氣味,反應時間也較短,所需的構筑物小,而且沒有了產甲烷菌,簡化了這多控制因素。

 

由于原水PH較高,如采用完全厭氧,則須在調節池投加大量的酸進行中和,以適應產甲烷菌的生活條件,增加了運行成本,古仔厭氧階段選擇水解酸化法。

 

SBR工藝即序批式活性污泥法,是一種污水生化處理方法,它由一個或多個曝氣反應池組成,污水分批進入池中,經活性污泥凈化后,上清液排出池外即完成一個運行周期,目前已用于多種工業廢水處理,并取得顯著效果。

 

故本方案采用水解酸化+SBR的工藝組合。

 

3、工藝流程及主要構筑物設計參數

     

 

3.1流程說明

由生產車間排出的廢水含油塑料吸管、塑料片等雜物,應首先經過機械格柵,將原水中含油的雜物截留。經機械格柵后的廢水進入調節池,調節水質水量,再由提升泵提升,將廢水泵如水解酸化吃,在水解酸化池中由于水解菌的作用,將廢水中含有的大分子、不溶性有機物降解為小分子、溶解性有機物,并且在酸化菌的作用下進一步轉化成有機酸使PH值降低。經水解酸化后的廢水進入SBR池,在SBR池中好氧微生物的作用下,廢水中的有機物被微生物吸附、降解生成二氧化碳、水和氮等,并從廢水中徹底去除,同時微生物合成新細胞,使活性污泥量增加。好氧生化處理后的水,已滿足排放要求,經計量后排放。

 

玻璃瓶生產線排出高濃度廢堿液,排出量約為40~80m3/d,為減輕對生化工藝的沖擊,需設置濃廢液貯存池貯存高濃度廢堿液,再將其均勻匯入處理系統。

 

餐廳排放的廢水,經過隔油池后匯入格柵井,進入生化處理系統。

 

3.2主要構筑物及設計參數

(1)格柵井及自動格柵。用于截留大顆粒雜物。格柵井為鋼筋混凝土池體,內做防腐。

(2)調節池。用于調節水質水量。停留時間HRT=12h,有效容積V=1360m3.鋼筋混凝土池體,內做防腐,1座。內設潛水攪拌機及提升泵,提升泵為潛水泵,設3臺,2用1備。

(3)水解酸化反應池。微生物進行水解酸化反應的場所。水解酸化反應池有機物容積負荷為1.2kg/(m3·d),污泥濃度為3000mg/l,反應池有效容積V=1090m3,水力停留時間12h,連續運行。池體為鋼筋混凝土,設池頂蓋,內表面做防腐處理。每池底部均設配水系統,脈沖進水。

(4)SBR池。微生物進行好氧生化反應的場所。在SBR池中,有機物被好氧微生物降解。池體為鋼筋混凝土,有效水深4.5m。內設微孔曝氣頭,曝氣頭直徑為250mm,每個服務面積為0.6~0.8m2,氧利用率為25%計,共954個,每池每周期排水量為333m3,設潷水能力為Q=350m3/h的潷水器3臺,每池1臺。每池設排泥泵1臺,排泥泵Q=55m3/h,H=12m,N=3.7kw,共3臺,用于將SBR池剩余污泥抽入水解酸化池及污泥濃縮池。

(5)鼓風機房及鼓風機。用于SBR池供氣,選用羅茨鼓風機4臺,3用1備,每個SBR池對應1臺鼓風機。

(6)污泥濃縮池。用于濃縮好氧產生的污泥,SBR池產生的污泥30%回流至水解酸化吃。剩余污泥產量556kg/d,污泥濃縮前含水率為99.8%,污泥體積278m3,設有效容積為V=200m3污泥濃縮池2座,鋼筋混凝土池體,設池頂蓋,間歇式運行。

(7)污泥貯存池。濃縮后污泥含水率98%,污泥體積為28m3,污泥貯存池容積30m3,鋼筋混凝土池體,1座。

(8)污泥脫水間及污泥脫水機。用于將好氧過程產生的污泥脫水干化。

(9)濃度液貯存池。用于貯存生產中排放的高濃度廢液,有效容積100m3。

 

4、運行效果分析

該工程從<水解酸化池進出水水質報告>、<SBR池進出水水質報告>中可知,水解酸化池的CODcr去除率在45%~50%之間,BOD5去除率在45%左右。處理后,BOD5/CODcr平均值由原來的0.486提高到0.549,增加了廢水的可生化性。 

SBR池平均出水水質CODcr保持在130mg/l以下,BOD5保持在25mg/l以下,達到(GB8978)《中華人民共和國國家標準污水綜合排放標準》的②級標準。

 

5、結論與分析

(1)采用水解酸化+SBR工藝處理汽水類飲料廢水工藝流程短,處理效果好且穩定,CODcr、BOD5去除率分別達到95%和98%,出水PH值8.0左右,SS在35mg/l左右。

(2)原水中含油大量的苛性鈉,由于水解酸化菌對PH值的適應范圍比較廣,且對PH值的變化不如產甲烷菌敏感,故對進入水解酸化反應池的廢水PH值要求不高,只需在啟動初期投加酸以調整PH(調PH用的算可以是H2SO4或HCl)。水解酸化菌經一段時間的培養馴化后便能夠適應高PH值,而且在水解酸化過程中,由微生物呼吸作用而產生的二氧化碳將會與OH-發生反應而產生HCO3-,酸化過程中產生的有機酸也能中和部分OH-,從而使系統的PH緩沖到8.0左右,無需投加酸進行中和,節省藥劑費。

(3)該工藝厭氧段只采用水解酸化段,一方面可利用水解酸化菌降解大分子、難溶有機物使之成為小分子、易溶解有機物,改善廢水的可生化性,以利好氧過程將這部分有機物去除,降低運行費用;另一方面可避免因為產甲烷菌對生長環境的要求(如PH、溫度、有害物質、緩沖能力等的要求)而帶來的一系列的操作、控制的復雜性,同時也避免了完全厭氧啟動慢,因甲烷氣體的產生而帶來的安全問題。

2016年12月30日

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