胡萝卜脱水蔬菜废水处理设备
以脱水蔬菜加工废水处理工程为例, 介绍了SBR 工艺的设计及运行情况。结果表明, 该工艺运行稳定, 对COD、BOD5、SS的去除率分别为93. 07% 、95. 69%和89. 11%, 出水各项指标均优于《污水综合排放标准》GB 8978-1996)的一级标准。
关键词: 脱水蔬菜生产废水, 厌氧处理, SBR 工艺
1 工艺流程
内蒙古赤峰市某蔬菜加工厂的脱水蔬菜生产能力为8 000 t /a, 主要产品为脱水胡萝卜、青红椒、西红柿、卷心菜等。废水水质及排放标准[ 1] 见表1。
废水具有以下特点: ① 生产废水为季节性排放, 每年7月-10 月间排水量为700 m3 /d, 水量变化大; ② 生产废水可生化性较好, BOD5 /COD 接近0. 6; ③ 综合废水SS含量高; ④废水pH 较低、水温较高 ( 25~ 30 ℃) , 易酸化。
针对该厂综合废水的水质情况, 确定的工艺流程如图1所示。
该工艺具有如下特点: ① 由于废水中SS较高, 且SS主要为含水量较高的蔬菜茎、叶等物质, 而SBR工艺对进水水质要求较低[ 2、3 ] , 故仅在提升泵前设置了一道细格栅, 同时为了降低运送出厂的污染物总量, 在格栅除污机上安装了机械破碎装置, 将破碎后的格栅拦截物(如蔬菜茎、叶等)经筛网再次过滤后送至栅前进水口。工程运行后的测试结果表明, 栅渣经机械破碎、筛网过滤后总体积为直接外运的20%左右, 大大降低了栅渣总量。② 由于进水水温较高, 对SBR 池的曝气效率产生不利影响, 同时为了解决废水水量、水质不均问题, 在SBR 池前设置了厌氧降温调节池, 充分利用废水中的热量进行中温厌氧消化, 利用厌氧菌去除进水中的部分有机物以降低SBR池的有机负荷, 同时降低水温, 提高后续SBR池的供氧效率。在调节池内设搅拌水泵, 使厌氧污泥处于悬浮状态以加强处理效果和防止污泥沉淀。③ 废水温度较高, 极易酸化[ 4] , 废水排出车间后在管道内流动过程中即已变酸, 当到达废水处理厂时, pH 值可达到5左右。为了防止SBR 反应池出现酸化现象, 在SBR 反应池前设置了 NaOH 投加装置, 以调节废水的pH。④由于SBR工艺具有运行稳定性好、抗冲击能力强、防止污泥膨胀等优点[ 5] , 好氧部分采用了SBR 工艺。⑤ 剩余活性污泥经重力浓缩池浓缩后, 利用板框式压滤机脱水, 泥饼外运。
2 主要构筑物及其设计参数
① 细格栅
采用循环齿耙式机械格栅, 设计流量为45 m3 / h, 时变化系数为1. 5, 栅隙为10 mm。栅渣采用机械破碎后经水力筛网过滤再循环至格栅前, 筛网孔径为10 mm ) 10 mm, 反冲洗采用提升泵出水。
② 厌氧降温调节池
厌氧降温调节池尺寸为10 m ) 6 m ) 5m, HRT 为8 h, 有效水深为4. 5m, 有效容积为270m3, 为敞开式钢筋混凝土结构, 1座, 池内设潜污泵2台(P = 3. 0 kW, Q = 30m3 /h,H = 98 kPa), 1用1备。
③ SBR反应池
SBR反应池共4座, 运行周期为8. 0 h, 其中进水1. 0 h、曝气5. 0 h(非限制性曝气)、沉淀1. 5 h、排水及闲置1. 0 h。进水量达50% 时开始曝气, 进水结束、曝气开始及排水结束时间均由池内水位控制; 曝气结束、排水开始由时间控制。
SBR反应池设计流量为30 m3 /h, 污泥负荷为 0. 3 kgBOD5 / ( kgMLSS·d ), 单池尺寸为6. 5 m ) 6. 0 m ) 5. 5 m, 反应区容积为190 m3, 沉淀污泥体积约为110 m3, 排水比为1 /3, 需氧量为650 kg /d, 气量为30m3 /m in, 剩余污泥干质量为550 kg /d。
④ 污泥浓缩池
采用半地下竖流式, 固体通量为0. 83 kg / ( m2 · h) , 尺寸为2. 5 m ) 2. 5 m ) 2. 5 m, 有效水深为 2. 0 m, 采用钢筋混凝土结构, 1座。
3 工艺调试及运行
3.1 培菌及驯化
由于生产期间废水排放量不均匀, 会对工艺调试带来一定的影响。为了尽快调试成功并验收, 以同类废水所产生的生化污泥作为接种污泥, 并采用动态培菌[ 6~ 9] 。其步骤如下:
① 进行曝气单元及其配套设备的单机调试, 使其达到预期的供氧效果。
② 向SBR 反应池内引入生产废水、接种污泥, 接种量折合成干污泥量约为100 kg。当初始水面线为有效水深的1 /3处, 即开始向SBR 反应池内供气, 控制DO 浓度为2~ 3mg /L。SBR反应池内闷曝72 h后, 向反应池内引入厌氧池出水至有效水深 1 /2处, 继续闷曝3 d, 并投加尿素、磷肥等营养物质, 待出水水质符合排放要求并稳定运行7~ 10 d 后, 再提高进水量, 每次提高总水量的1 /5。经过30 d的污泥驯化, MLSS达到2. 5 g /L, COD 下降到102 mg /L(去除率达91. 05% ) , SS 下降到56 mg /L (去除率为78. 2% )。
厌氧调节池的培菌驯化进程与氧化池同步, 在启动阶段将生产车间的高温废水直接引入厌氧调节池以加速厌氧菌的培养。培养期间间歇进水、池内潜污泵间歇开启, 当池内有明显气泡产生时(表明已经有厌氧菌大量产生) , 再采取连续进水、连续出水的方式运行。
③ 30 d后进水已达到设计进水量, 当SBR 反应池的COD 去除率> 90%时, 则开始在设计周期和设计水量下运行。
④ 每天定期测定、观察设施的运行情况, 及时调整供气量、pH 值, 补充营养盐。
3.2 验收监测
从2007年4月开始调试准备, 6月正式调试, 至2007年9月底验收监测, 历时约4个月。结果表明, 监测期间生产正常, 实际产生废水量为20 m3 / h, 废水治理设施负荷率达80%。系统稳定运行一个月的监测数据见表2。
4 主要技术经济指标
该工程占地为550m2, 总投资为56. 68万元, 单位投资为809. 7元/m3, 装机容量为68. 45 kW, 电耗为0. 6 kW·h /m3, 运行费用为0. 619 元/m3 (其中电费为0. 332 元/m3、人工费为0. 067 元/m3、药剂费为0. 22元/m 3)。
5 存在的问题及讨论
① 细格栅的栅渣经破碎处理后, 部分厂区生活污水中的漂浮物也同时被破碎为细小颗粒, 并随滤液回流到厌氧调节池中, 造成池体表面有部分漂浮物, 影响厌氧池甲烷气体的逸出及美观。
② 当进水中悬浮物较多时, 含水量较高的蔬菜茎、叶等物质经破碎处理后进入厌氧调节池, 使厌氧调节池中水体酸化速度加快, 从而影响了厌氧调节池的处理效果, 同时加大了NaOH用量, 因此运行中应加强悬浮物的破碎处理过程管理。
③ 厌氧调节池、生物氧化池的去除率及表面水力负荷与容积负荷不宜取得过高, 通常应以同类废水的试验结果或工程实例的下限或低于下限选用。
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