制糖企業(yè)里流洗工段的廢水為反復(fù)循環(huán)使用的洗甜菜廢水,水中富含泥砂等懸浮物質(zhì),SS質(zhì)量濃度一般在10~60 g/L左右,還有少量的生活污水等,氨氮質(zhì)量濃度達(dá)50 mg/L。由于懸浮物過高,導(dǎo)致COD、BOD也很高。此外這類污水還具有水質(zhì)水量不穩(wěn)定、變化大等特點,如果不經(jīng)過處理直接排放,將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染〔1〕。然而常規(guī)的方法處理這種廢水難以達(dá)到排放要求〔2〕,特別是氨氮難以達(dá)標(biāo)。某糖廠針對廢水的排放規(guī)律和特性,采用氧化塘+高密沉淀+厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)+A/O氧化溝+氣浮工藝處理其產(chǎn)生的工業(yè)廢水。該工藝自建成運行后一直穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
1、工程概況
1.1廢水水質(zhì)水量
四川某糖廠設(shè)計水量為300 m3/h。進水和出水水質(zhì)指標(biāo)根據(jù)實測值及《制糖工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 21909—2008)中新建企業(yè)水污染物排放限值確定,見表1。
表1進水和出水水質(zhì)
注:除pH外,各項目單位均為mg/L。
1.2工藝流程
針對制糖廢水水質(zhì)水量不穩(wěn)定、變化大、氨氮濃度較高、富含泥砂等懸浮物質(zhì)、COD、BOD5高的特點,采用物化+生化的處理工藝。
1.3主要單元
?。?)氧化塘。該廠排放廢水水質(zhì)水量不穩(wěn)定,氧化塘用來收集生產(chǎn)廢水,初步沉淀去除泥沙、懸浮物等。
(2)高密沉淀池。有選擇性地投加混凝劑及助凝劑,與原水充分混合、反應(yīng),形成礬花,將經(jīng)過混凝反應(yīng)而形成的礬花從水中分離出去,具有處理效率高,停留時間短,占地面積少的優(yōu)點。
?。?)調(diào)節(jié)池。收集高密沉淀池處理后出水,調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量,保障廢水處理系統(tǒng)穩(wěn)定、連續(xù)運行。調(diào)節(jié)池中設(shè)置污水提升泵,提升污水到板式換熱器。
(4)ABR〔3〕。廢水經(jīng)板式換熱器進入ABR,沿導(dǎo)流板上下折流前進,依次通過每個反應(yīng)室的污泥床,廢水中的有機物通過與微生物充分接觸而得到去除,其中COD的去除率高達(dá)70%以上。借助水流的作用,反應(yīng)室中的污泥上下運動。由于導(dǎo)流板的阻擋作用和污泥的自身沉降性能,大量厭氧污泥被截留在反應(yīng)室內(nèi)。
?。?)A/O氧化溝。A段為缺氧反硝化階段,此階段中,廢水中的硝態(tài)氮在反硝化細(xì)菌的作用下,被還原成氮氣;O段為好氧氧化階段,此階段中,廢水中的氨氮和有機氮在好氧環(huán)境下被硝化細(xì)菌氧化成硝態(tài)氮,然后O段混合液回流至A段,去除總氮。同時有機物在厭氧微生物、兼氧微生物和好氧微生物的作用下分解。好氧段采用射流曝氣器,氧轉(zhuǎn)移率可達(dá)30%~35%,可大大降低曝氣時的空氣需求量,從而降低曝氣時的動力消耗,消除了目前廣泛采用的微孔曝氣器易于堵塞的痼疾。
?。?)二沉池。二沉池為輻流式沉淀池。將從A/O氧化溝出來的廢水進行泥水分離,通過沉淀去除廢水中的懸浮物,沉淀的污泥經(jīng)吸泥機抽到污泥槽,再經(jīng)污泥泵一部分回流到生化系統(tǒng),剩余污泥排到污泥濃縮池。
?。?)淺層氣浮系統(tǒng)。淺層氣浮是溶氣氣浮的一種,其集凝聚、氣浮、撇渣、沉淀、刮泥為一體,裝置整體呈圓柱形,結(jié)構(gòu)緊湊,池子較淺。
1.4工藝特點
?。?)采用氧化塘進行預(yù)沉去除泥砂〔4〕,可以有效解決廢水因污泥量大而經(jīng)常堵塞的問題。
(2)預(yù)處理采用了高密度沉淀池。高密度沉淀工藝是在傳統(tǒng)的平流沉淀池的基礎(chǔ)上,充分利用了動態(tài)混凝、加速絮凝原理和淺池理論,把混凝、強化絮凝、斜管沉淀等過程進行了優(yōu)化的技術(shù)。
(3)厭氧段采用ABR技術(shù)〔5〕。ABR在處理甜菜類高濃度廢水時去除效果好、啟動時間短、抗沖擊性能好,可為其后的好氧系統(tǒng)的反應(yīng)創(chuàng)造條件。根據(jù)運行經(jīng)驗,ABR對COD的去除率能穩(wěn)定達(dá)到60%~83%,本工藝中ABR出水口的COD可維持在800~900 mg/L。
?。?)生化處理工藝采用A/O工藝,可進一步去除水體中的氨氮,同時去除水體中的有機物,保證出水氨氮和有機物達(dá)標(biāo)。
1.5主要構(gòu)筑物及設(shè)備
主要構(gòu)筑物及設(shè)備
2、運行情況
(1)工程調(diào)試中出現(xiàn)A/O氧化溝污泥濃度低的問題,經(jīng)分析是進入A/O氧化溝的有機負(fù)荷太低,營養(yǎng)失調(diào)引起的。采取在A/O氧化溝進水段加入甲醇的措施后,問題得到解決。
?。?)工程于2011年2月通過環(huán)保局驗收,各項出水指標(biāo)均達(dá)到《制糖工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21909—2008)中新建企業(yè)水污染物排放限值。
注:除pH外,各項目單位均為mg/L。
3、經(jīng)濟分析
工程總投資為2 385萬元,其中土建投資為935.4萬元,設(shè)備及其他投資為1 007萬元。廢水處理成本為1.35元/t,其中:電費為0.80元/t,藥劑費為0.50元/t,人工費為0.05元/t。
4、結(jié)語
(1)甜菜制糖廢水的泥沙含量非常大,經(jīng)常堵塞沉淀池,帶式壓濾機的負(fù)荷也非常高,而且在沉淀、污泥壓榨過程中均需加藥,運行費用高。改為采用氧化塘進行預(yù)沉去除泥砂后,由于廢水在進入生化系統(tǒng)前先經(jīng)過氧化塘預(yù)處理,大部分泥沙都可以沉積下來,而氧化塘到糖廠非生產(chǎn)季節(jié)可以采取機械方式清理污泥,因此運行費用低,處理效果良好。
?。?)在廢水處理工程中,曝氣系統(tǒng)的能耗是廢水處理的日常運行成本的最主要組成,因此應(yīng)合理地選擇高效節(jié)能的曝氣器,避免造成不必要的浪費。建議選用射流曝氣器,其氧轉(zhuǎn)移率可達(dá)30%~35%,可大大降低曝氣時的空氣需求量,從而降低曝氣時的動力消耗,而且消除了目前廣泛采用的微孔曝氣器易于堵塞的痼疾,運行穩(wěn)定、可靠。