釀造廢水處理工程技術(shù)
1.項(xiàng)目概述
國內(nèi)某釀酒企業(yè)的主要產(chǎn)品是白酒和原酒。其原料為谷物等淀粉質(zhì)谷物,生產(chǎn)方法為淀粉質(zhì)原料發(fā)酵。為了取得更好的環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,需要建設(shè)一座日處理能力為400m3的高濃度啤酒廢水的污水處理站。本項(xiàng)目實(shí)行“清污分流”,冷卻水單獨(dú)收集循環(huán)使用,廢水主要來自鍋爐底水和沖洗水。結(jié)合啤酒廢水的水質(zhì)特點(diǎn),本工程采用UASB+A/DAT-IAT主體生化處理工藝,具有資源循環(huán)利用、處理成本低、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。
2.廢水來源、水質(zhì)和處理要求
2.1廢水的來源和特性
白酒廢水的特點(diǎn)是有機(jī)物、懸浮物含量高,可生化性強(qiáng)。主要含有淀粉、糖、蛋白質(zhì)、纖維素等高分子有機(jī)物。廢水主要包括酒精酒糟、釀造設(shè)備沖洗水、生產(chǎn)車間地面沖洗水等。酒精酒糟經(jīng)固液分離后可循環(huán)利用,作為蛋白飼料。
2.2廢水質(zhì)量
污水處理站設(shè)計(jì)水質(zhì)指標(biāo)為CODCr=10000mg/L,BOD5=6000mg/L,SS=4000mg/L,pH=3.5~6.0。
2.3廢水處理要求
處理后的廢水應(yīng)達(dá)到《發(fā)酵酒精及白酒行業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB27631—2011)表2中規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn),具體指標(biāo)為:COD≤100mg/L,BOD5≤30mg/L,SS≤50mg/L,NH3-N≤10mg/L,TN ≤ 20mg/L
3.廢水處理過程
釀造廢水是一種高濃度生化廢水。首先,必須采用厭氧處理來回收沼氣資源。該項(xiàng)目采用高效的UASB厭氧處理系統(tǒng)。排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)廢水脫氮提出了更高的要求。為保證廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放,工程好氧處理采用A/DAT-IAT序批式法,具有自控程度高、脫氮效果理想的特點(diǎn)。
3.1廢水厭氧處理
厭氧處理是處理高濃度有機(jī)廢水的一種經(jīng)濟(jì)方法。本項(xiàng)目的UASB系統(tǒng)由反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)和氣室組成。反應(yīng)器自下而上由高濃度污泥床和相對(duì)低濃度懸浮污泥層組成。污泥床和懸浮污泥層為反應(yīng)區(qū),反應(yīng)區(qū)上部設(shè)有三相分離器。
廢水從污泥床的底部進(jìn)入,并與污泥床中的污泥混合。廢水中的有機(jī)物被微生物分解產(chǎn)生沼氣。在上升的過程中,微小的沼氣氣泡融合,逐漸形成較大的氣泡。由于氣泡上升引起的強(qiáng)烈攪拌,在污泥床上形成懸浮污泥層。沼氣氣泡、廢水和厭氧活性污泥的混合物上升至三相分離器。當(dāng)氣泡上升到分離器的下反射器時(shí),它們被有效地分離并被排放到空氣室中。污泥和水通過通道進(jìn)入三相分離器的沉淀區(qū)。在重力作用下,上清液從沉淀區(qū)上部排出,沉淀區(qū)下部的污泥沿斜壁返回反應(yīng)區(qū)。在一定的水力負(fù)荷下,大部分污泥顆??梢粤粼诜磻?yīng)區(qū)內(nèi),使反應(yīng)區(qū)內(nèi)存在高濃度的顆粒污泥。酒精廢水排水溫度較高,可以滿足中溫消化對(duì)水溫的要求。反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高,平均濃度為30 ~ 40g/L,底部污泥床濃度為60 ~ 80g/L,懸浮層濃度為5 ~ 7g/L,系統(tǒng)內(nèi)污泥濃度高使得UASB反應(yīng)器具有抗沖擊能力強(qiáng)、有機(jī)負(fù)荷高、水力停留時(shí)間短的特點(diǎn),容積負(fù)荷為10 ~ 20k g cod/(m3·d),污泥床無需填充載體填料,節(jié)省了建設(shè)成本,避免了堵塞和維護(hù)等問題。
3.2廢水的好氧處理
A/DAT-IAT工藝是由SBR工藝改進(jìn)而來的污水處理工藝。其污染物去除機(jī)理與傳統(tǒng)SBR基本相同,只是結(jié)構(gòu)的組合和控制不同。污水進(jìn)入A池與回流污泥混合進(jìn)行生物選擇,經(jīng)DAT池好氧生物處理后進(jìn)入IAT池。由于連續(xù)曝氣起到了水力平衡的作用,提高了整個(gè)工藝的穩(wěn)定性。進(jìn)水過程僅在A/DAT池中進(jìn)行,排水過程僅在IAT池中進(jìn)行,進(jìn)一步提高了整個(gè)生物處理系統(tǒng)的可調(diào)性,有利于有機(jī)物的去除。
部分剩余污泥從IAT槽回流至A槽,部分混合液從IAT槽回流至DAT槽。與其他連續(xù)間歇工藝相比,A/DAT處理系統(tǒng)是一種更加靈活的反應(yīng)器,使A/DAT池和IAT池保持較長的泥齡和較高的污泥濃度,具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。
在A/DAT-IAT系統(tǒng)中,A池是生物選擇區(qū),DAT池是主反應(yīng)區(qū)。污水不斷流入DAT池,與IAT池返回的混合液混合,不斷曝氣,充分利用活性污泥的降解作用,去除大部分可溶性有機(jī)污染物。IAT池與傳統(tǒng)SBR池功能相同,不同的是采用連續(xù)進(jìn)水,IAT池中的潷水器將上清液潷水,同時(shí)排出剩余污泥。由于A/DAT池對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的調(diào)節(jié)、平衡和生物選擇作用,進(jìn)入IAT池的水質(zhì)穩(wěn)定,有機(jī)物負(fù)荷低,對(duì)水質(zhì)變化的適應(yīng)性強(qiáng)。另外,間歇曝氣可以形成好氧-缺氧-厭氧交替的不同環(huán)境,因此系統(tǒng)可以同時(shí)去除BOD5和氮磷。
3.3廢水脫氮處理
在厭氧條件下,廢水中的蛋白質(zhì)水解成氨基酸,然后轉(zhuǎn)化為氨氮。同時(shí),廢水中的核酸、脂肪胺、氨基糖等有機(jī)氮也轉(zhuǎn)化為氨氮,廢水中氨氮的含量迅速增加。厭氧菌通過自我繁殖可以去除40%的氨氮,剩余的氨氮在達(dá)特-IAT池中去除。DAT反應(yīng)池一直曝氣,廢水處于好氧生化狀態(tài)。IAT反應(yīng)池的曝氣、沉淀和潷水過程交替進(jìn)行,廢水處于好氧和缺氧交替狀態(tài)。在好氧條件下,廢水中的氨氮被硝化菌轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮,而在缺氧條件下,反硝化菌將硝態(tài)氮還原為氮?dú)?,與水分離,去除率可達(dá)95%。
厭氧-缺氧-好氧的環(huán)境使得這個(gè)污水系統(tǒng)具有很好的脫氮效果,并且工藝設(shè)計(jì)中的潷水率很低,總水力停留時(shí)間達(dá)到32h,可以達(dá)到很好的脫氮效果。
3.4廢水處理工藝流程(見下圖)
4.廢水處理工程的主要內(nèi)容
4.1網(wǎng)格、網(wǎng)格井
設(shè)計(jì)篩網(wǎng)去除進(jìn)水中的雜質(zhì),避免堵塞水泵,影響后續(xù)處理系統(tǒng)。柵網(wǎng)放置在柵網(wǎng)井內(nèi),柵渣定期裝車運(yùn)輸,用于飼料。人工網(wǎng)格1套,20目網(wǎng)格孔,網(wǎng)格寬1000mm,材料304SS,網(wǎng)格井尺寸2.5×1.0×2.0m3
4.2事故池
用于儲(chǔ)存事故排放的廢水,正常工作狀態(tài)下空置。設(shè)有事故池一座,池體尺寸為10.0×10.0×3.5m3,有效容積為300m3,事故污水提升泵一臺(tái),單臺(tái)流量為15m3/h,電機(jī)功率為0.75kW 4.3初沉池
酒精廢水中的懸浮物是通過投加混凝劑和絮凝劑沉淀去除的。沉淀物含有大量殘?jiān)捎米黠暳?,需要回收。設(shè)計(jì)一座沉淀池,尺寸為8.0×4.0×3.5m3,有效容積為96m3,水力停留時(shí)間為4h。池內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)污泥提升泵(一臺(tái)備用),單臺(tái)流量6.0m3/h,電機(jī)功率2.2kW
4.4污泥濃縮池
用于儲(chǔ)存沉淀池中的沉淀物,尺寸為8.0×4.5×3.5m3,有效容積為108m3。配備電機(jī)功率1.5kW的40m2板框壓濾機(jī)和單機(jī)流量5.0m3/h、電機(jī)功率2.2kW的污泥螺桿泵
4.5一級(jí)水解調(diào)節(jié)池
由于廢水水質(zhì)水量變化較大,設(shè)置調(diào)節(jié)池使水量均勻,用穿孔管進(jìn)行間歇曝氣和攪拌。設(shè)有一級(jí)水解調(diào)節(jié)池,容積為10.0×8.0×3.5m3,有效容積為240m3,水力停留時(shí)間為12h。
4.6二級(jí)水解調(diào)節(jié)池
起到預(yù)酸化的作用。設(shè)置一個(gè)二級(jí)水解調(diào)節(jié)池,其容積為10.0×8.0×3.5m3,有效容積為240m3,水力停留時(shí)間為12h。提升泵兩臺(tái)(一臺(tái)備用),單臺(tái)流量20m3/h,電機(jī)功率3.7kW。
4.7 UASB反應(yīng)器
采用中溫厭氧消化,設(shè)計(jì)有機(jī)負(fù)荷為5kg cod/(m3·d)。該處理段可去除廢水中80%以上的有機(jī)物。主要設(shè)計(jì)參數(shù):UASB反應(yīng)器1套,玻璃鋼處理,尺寸8.0×8.0×11.0m3,有效水深10.0m,有效容積640m3,有機(jī)負(fù)荷5kg COD/(m3·d),水力停留時(shí)間32小時(shí),沼氣產(chǎn)量0.4m3/kgCOD。一整套沼氣收集系統(tǒng)。
4.8厭氧沉淀池
設(shè)置沉淀池沉淀UASB出水,污泥回流至UASB池,沉淀池大小為4.0×4.0×5.0m3,有效容積為72m3。設(shè)置兩臺(tái)污泥回流泵(一臺(tái)備用),單機(jī)流量6.0m3/h,電機(jī)功率2.2kW
4.9年月日-IAT池
在本項(xiàng)目中,建造了一個(gè)A/DAT-IAT儲(chǔ)罐,并且A/DAT儲(chǔ)罐連續(xù)運(yùn)行。IAT池運(yùn)行周期為8小時(shí),進(jìn)水1.5小時(shí),曝氣4小時(shí),沉淀1.5小時(shí),潷水1小時(shí),無閑置時(shí)間。A/DAT-IAT池的主要設(shè)計(jì)參數(shù):池的尺寸為6.0×4.0×5.0m3,有效容積為108m3,兩個(gè)葉輪,電機(jī)功率為0.37 kw;1個(gè)DAT-IAT池的尺寸為20.0×5.0×5.0m3,有效容積為450m3,氣水比為90:1,污泥負(fù)荷為0.1 kg BOD/kg MLSS d,混合液濃度為3500mg/L 兩臺(tái)變頻風(fēng)機(jī)(一用一備),供風(fēng)量12 m3/L,潷水率25%,兩臺(tái)回流泵(一用一備),單機(jī)流量18m3/h,電機(jī)功率1.5kW,兩臺(tái)污泥回流泵(一用一備),單臺(tái)流量10m3/h,電機(jī)功率0.75kW
4.10傾析池
有一個(gè)潷水池,尺寸為5.0×4.0×5.0m3,有效容積為90m3,配有兩臺(tái)清水提升泵(一臺(tái)備用),單臺(tái)流量為16m3/h,電機(jī)功率為1.5kW
4.11空氣浮選機(jī)
配備一臺(tái)氣浮機(jī),電機(jī)功率為5.5kW
5.摘要
施工期間,企業(yè)采用完善的污水分流,保證了廢水站水質(zhì)的穩(wěn)定,使污水處理運(yùn)行良好。
采用UASB工藝,厭氧處理能耗低,系統(tǒng)產(chǎn)沼氣穩(wěn)定,減少了企業(yè)鍋爐煤氣的消耗,節(jié)約了大量的運(yùn)行費(fèi)用和生產(chǎn)成本。UASB水池采用完善的防腐處理,防腐層多年完好無剝落,保證了工程主體的使用壽命。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了較低的設(shè)計(jì)負(fù)荷,留有較大的改進(jìn)空間,已穩(wěn)定運(yùn)行多年。
系統(tǒng)自動(dòng)化程度高,可通過在線監(jiān)測(cè)水位、堿度、溶解氧等實(shí)時(shí)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。,而且只有酒廠原來的維修人員需要定期檢查污水站。該系統(tǒng)已運(yùn)行多年,由于負(fù)荷較低,無需排泥,保證了污水處理廠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
污水站廢水呈弱酸性。在運(yùn)行的初始階段,需要流出物回流來中和廢水的酸性。穩(wěn)定運(yùn)行后,系統(tǒng)的緩沖能力增強(qiáng),不允許回流。淡季廢水量過少時(shí),適當(dāng)加入片堿,以維持系統(tǒng)的堿性,防止系統(tǒng)酸化,維持系統(tǒng)穩(wěn)定。(來源:廣東省環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì))
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