某生物科技股份有限公司以玉米為原料,主要產(chǎn)品為味精、玉米淀粉、賴(lài)氨酸等,其生產(chǎn)廢水具有COD濃度較高、水質(zhì)水量變化大、可生化性好等特點(diǎn)。
污水消毒二氧化氯發(fā)生器價(jià)格100-500g/h
1廢水水質(zhì)水量
根據(jù)公司提供的數(shù)據(jù)資料,廢水處理站的水質(zhì)水量如表1所示。
廢水處理后的出水水質(zhì)達(dá)到《味精工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB19431—2008)。COD≤100mg/L,NH3-N≤20mg/L,總氮≤40mg/L,pH6~9。
2工藝流程
根據(jù)廢水的水質(zhì)水量情況,同時(shí)考慮到工程投資和運(yùn)行管理費(fèi)用,確定采用高效厭氧處理循環(huán)式顆粒污泥反應(yīng)器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)MQIC反應(yīng)器)-高效生物脫氮氨氧化工藝(以下簡(jiǎn)稱(chēng)AMOXP)處理該廢水,工藝流程如圖1所示。
由圖1可見(jiàn),來(lái)自各生產(chǎn)車(chē)間的廢水混合后進(jìn)入污水處理站,首先經(jīng)過(guò)格柵渠,隔離污水中的雜物后進(jìn)入調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)池起到均化水質(zhì)水量的作用,提高后續(xù)生化工段的運(yùn)行穩(wěn)定性;廢水在配水井內(nèi)進(jìn)行溫度、pH的調(diào)整,通過(guò)泵提升至MQIC反應(yīng)器,去除大部分COD,同時(shí)產(chǎn)生沼氣;出水自流至氨氧化生物脫氮池,進(jìn)行氨氮和總氮的降解去除,并深度降解COD,廢水經(jīng)過(guò)絮凝沉淀池時(shí),水中投加少量混凝劑后,將少量浮泥和不易生化降解的COD去除,處理后的出水達(dá)標(biāo)排放。
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3主要處理構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)
3.1MQIC反應(yīng)器
循環(huán)式顆粒污泥反應(yīng)器,即MQIC反應(yīng)器,結(jié)構(gòu)示意如圖2所示。
MQIC反應(yīng)器:數(shù)量4座,鋼筋混凝土基礎(chǔ),碳鋼防腐罐體結(jié)構(gòu)。基本原理是利用厭氧顆粒污泥降解廢水中的有機(jī)污染物。MQIC反應(yīng)器,具有如下的優(yōu)點(diǎn):(1)容積負(fù)荷高,水力停留時(shí)間短;(2)抗沖擊負(fù)荷強(qiáng);(3)避免固形物沉積,減少結(jié)垢;(4)基建投資省和占地面積小;(5)依靠沼氣提升實(shí)現(xiàn)自身的內(nèi)循環(huán),減少能耗;(6)減少藥劑投量,降低運(yùn)行費(fèi)用;(7)出水穩(wěn)定性好。MQIC反應(yīng)器尺寸為:D8m×20m,容積負(fù)荷為10kg/(m3?d),HRT為9.6h。每個(gè)MQIC反應(yīng)器配有2臺(tái)外循環(huán)泵,流量135m3/h,揚(yáng)程10m。
3.2氨氧化生物脫氮池
氨氧化生物脫氮工藝,即AMOXP,結(jié)構(gòu)示意如圖3所示。
AMOXP:1座,尺寸為77m×55m×5.3m,有效容積為19160m3,HRT為1.9d。配有6臺(tái)鼓風(fēng)機(jī),型號(hào)為GRB-250-1180,風(fēng)量60m3/min。整個(gè)池體分為36格,每格中有生物填料。傳統(tǒng)的生物脫氮理論包括硝化和反硝化兩個(gè)過(guò)程,分別由自養(yǎng)型硝化菌和異養(yǎng)型反硝化菌完成。傳統(tǒng)生物脫氮工藝需要消耗大量的溶解氧、碳源,造成較高的運(yùn)行成本〔3〕。AMOXP系統(tǒng)中,亞硝化細(xì)菌和厭氧氨氧化細(xì)菌進(jìn)行協(xié)同作用,即亞硝化細(xì)菌在限氧的條件下利用氧氣進(jìn)行部分硝化作用,將部分NH4+-N氧化成NH2--N,在氧氣消耗后的缺氧和厭氧條件下,厭氧氨氧化細(xì)菌將剩余的NH4+-N和轉(zhuǎn)化的NH2-反應(yīng)生成N2〔4〕。與其他脫氮工藝相比,AMOXP具有以下優(yōu)勢(shì):(1)整個(gè)過(guò)程在同一反應(yīng)器中進(jìn)行,簡(jiǎn)化了工藝流程,減少了基建費(fèi)用;(2)NH4+-N僅部分被氧化,且只需進(jìn)行到NH2--N階段,減少了供氧量,節(jié)省能耗;理論上可節(jié)約供氧62.5%;(3)亞硝化細(xì)菌和厭氧氨氧化細(xì)菌均為自養(yǎng)菌,因此不需要外加有機(jī)碳源,降低了運(yùn)行成本;(4)只需要硝化50%的氨氮,硝化步驟只需要控制到亞硝化階段,因此可以節(jié)約堿度50%;(5)總氮去除率高,可達(dá)90%以上。因此,AMOXP處理高氨氮有機(jī)廢水經(jīng)濟(jì)可行。
但迄今為止,文獻(xiàn)報(bào)道的AMOXP研究大多采用模擬廢水或消化污泥分離液,尚未拓展至其他廢水,也未發(fā)現(xiàn)工程規(guī)模的實(shí)例。筆者采用AMOXP對(duì)玉米深加工廢水進(jìn)行處理,開(kāi)辟了AMOXP生物脫氮工藝在新領(lǐng)域的應(yīng)用,更為工業(yè)廢水脫氮處理提供了新的高效節(jié)能方法。
4工程調(diào)試
工程調(diào)試的重點(diǎn)在于MQIC反應(yīng)器和氨氧化生物脫氮池的啟動(dòng)。
4.1MQIC反應(yīng)器調(diào)試
接種污泥取自美泉環(huán)保其他工程中MQIC反應(yīng)器所產(chǎn)的厭氧顆粒污泥,含水率為90%,投加量為反應(yīng)器容積的20%,用清水注滿(mǎn)MQIC反應(yīng)器后,開(kāi)始進(jìn)水馴化。起始負(fù)荷控制在1kg/(m3?d),連續(xù)進(jìn)水,當(dāng)厭氧處理效率達(dá)到80%以上,穩(wěn)定運(yùn)行2~3d后再提高負(fù)荷,每次提高1.0~1.5kg/(m3?d)。MQIC反應(yīng)器調(diào)試運(yùn)行期間變化如表2所示。
工程共用17d成功啟動(dòng)MQIC反應(yīng)器,穩(wěn)定運(yùn)行容積負(fù)荷為7.5kg/(m3?d)。
4.2氨氧化生物脫氮池調(diào)試
將企業(yè)原污泥壓濾機(jī)的泥餅投入氨氧化生物脫氮池,使初始MLSS為3000mg/L。配合MQIC反應(yīng)器負(fù)荷提升的進(jìn)行,MQIC反應(yīng)器的出水直接進(jìn)入氨氧化生物脫氮池,并進(jìn)行污泥回流和污水回流,控制池中的DO在0.5~1.5mg/L,逐步實(shí)現(xiàn)亞硝化菌和厭氧氨氧化菌的共生。氨氧化生物脫氮池調(diào)試情況如圖4所示。
由圖4可見(jiàn),啟動(dòng)初期,COD的去除率較低,大概在78%左右,隨著調(diào)試的進(jìn)行,去除率逐漸升高,可達(dá)90%左右,出水水質(zhì)趨于穩(wěn)定,出水COD在100~120mg/L。氨氮的出水一直比較穩(wěn)定,去除率保持在98%以上,說(shuō)明氨氧化生物脫氮池對(duì)氨氮的去除效果很好。
5運(yùn)行情況
該工程建設(shè)完工后經(jīng)調(diào)試,目前已運(yùn)行近2a,廢水處理效果如表3所示。
該工程總投資額為2814萬(wàn),其中土建費(fèi)用為1090萬(wàn),設(shè)備費(fèi)用為251萬(wàn),運(yùn)行費(fèi)用為1.14元/m3,其中電費(fèi)0.73元/m3,人工費(fèi)用0.06元/m3,藥劑費(fèi)用0.35元/m3。
6結(jié)論和建議
(1)采用調(diào)節(jié)池-MQIC反應(yīng)器-氨氧化生物脫氮池-絮凝沉淀池工藝處理味精廢水,運(yùn)行結(jié)果表明:出水COD低于100mg/L,氨氮低于6mg/L,總氮低于40mg/L,pH和SS都滿(mǎn)足排放要求。
(2)采用MQIC高效厭氧反應(yīng)器可以降解大部分COD,COD去除率75%~85%;氨氧化生物脫氮池(AMOXP)在工程中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行,氨氮去除率99%以上,TN去除效果好,能耗節(jié)約50%以上,大大降低了污水處理站運(yùn)行費(fèi)用。
(3)AMOXP可以在其他高氨氮廢水中推廣應(yīng)用,節(jié)能降耗,實(shí)現(xiàn)氮的無(wú)害化循環(huán)。
(4)該工程造價(jià)比國(guó)內(nèi)外同類(lèi)企業(yè)低3~5倍,且運(yùn)行穩(wěn)定,操作簡(jiǎn)便,其社會(huì)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益明顯,值得全面推廣。