檸檬酸廢水處理工程分析

1、檸檬酸廢水處理工程分析 【摘要】本文以山東某檸檬酸廢水處理工程為案例，分析檸檬酸酸廢水處理典型的工藝流程，并對工藝參數(shù)和工藝先進性進行詳細說明。 【關(guān)鍵詞】檸檬酸廢水；厭氧；生物選擇池；氧化溝 1前言 本項目為山東某檸檬酸廠新建廢水處理項目。該廠以玉米等淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)檸檬酸，依次經(jīng)原料處理、發(fā)酵、提取、精制等工序制得產(chǎn)品。企業(yè)排放的廢水有高濃廢水、離子交換酸水、離子交換堿水及其它廢水，廢水排放量為6172m3/d。檸檬酸廢水具有污染物濃度高、溫度高及廢水生化性好等特點，本處理方案擬采用“厭氧+氧化溝”的工藝對廢水進行處理。 2廢水處理工藝 2.1廢水處理系統(tǒng)進水參數(shù)。該廠廢水水量約為6172m

2、3/d，其進水具體水質(zhì)水量見表1。2.2廢水處理工藝流程。生產(chǎn)車間排放的高濃廢水及離子交換堿水收集至1#調(diào)節(jié)池，利用離子交換堿水的強堿性將此混合水pH值提高至5以上，1#調(diào)節(jié)池廢水泵送至冷卻塔，通過冷卻塔降溫后廢水自流入預(yù)酸化池，在預(yù)酸化池廢水經(jīng)預(yù)酸化作用將部分有機物被轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸，預(yù)酸化池中投加厭氧反應(yīng)所需的營養(yǎng)鹽并加堿調(diào)節(jié)廢水至適合的pH值，預(yù)酸化池廢水自流入循環(huán)池中，與內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器的部分出水相混合，再次精確調(diào)節(jié)pH值后由泵送入內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器進行厭氧處理，厭氧處理后的出水自流至生物選擇池。離子交換酸水及其他廢水收集至2#調(diào)節(jié)池，通過投加堿將此混合水pH值調(diào)節(jié)至6以上，設(shè)置潛水?dāng)?/p>

3、拌器使堿與廢水充分混合，2#調(diào)節(jié)池廢水泵送至生物選擇池與厭氧出水混合。生物選擇池出水自流至氧化溝進行好氧處理，在氧化溝內(nèi)將進一步去除廢水中有機物，氧化溝末端硝化液回流至生物選擇池，并通過硝化與反硝化的作用將廢水中的氨氮有效去除，氧化溝出水自流到二沉池進行泥水分離，二沉池上清液達標(biāo)排放，通過污泥回流泵將二沉池底部污泥回流至生物選擇池，剩余污泥收集至污泥濃縮池。污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥進入污泥濃縮池濃縮后，經(jīng)帶式壓濾機進行壓濾處理，泥餅外運處置，擠壓液收集至調(diào)節(jié)沉淀池。2.3廢水處理各單元設(shè)計參數(shù)。檸檬酸廢水處理工藝流程主要包括：1#調(diào)節(jié)池、冷卻塔、預(yù)酸化池、循環(huán)池、內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器、厭氧污泥池、2

4、#調(diào)節(jié)池、生物選擇池、氧化溝、二沉池、污泥濃縮池、帶式壓濾機。各廢水處理單元的作用與設(shè)計參數(shù)如下：（1）1#調(diào)節(jié)池、2#調(diào)節(jié)池設(shè)置1#調(diào)節(jié)池收集高濃廢水、離子交換堿水；設(shè)置2#調(diào)節(jié)池收集其他廢水、離子交換酸水。調(diào)節(jié)池對廢水的水質(zhì)水量進行調(diào)節(jié)，減輕對后續(xù)工段的負(fù)荷沖擊。1#調(diào)節(jié)池內(nèi)離子交換堿水混合高濃廢水后pH值將提高到5以上，廢水在該池中停留約3.5h，1#調(diào)節(jié)池廢水由提升泵泵至冷卻塔進行降溫處理。2#調(diào)節(jié)池內(nèi)離子交換酸水與其他廢水混合后pH值仍較高，需投加液堿將其pH值調(diào)至67，設(shè)置潛水?dāng)嚢杵魇挂簤A與廢水充分混合，廢水在該池中停留約3.5h，2#調(diào)節(jié)池廢水由提升泵泵至生物選擇池。（2）冷卻塔

5、1#調(diào)節(jié)池中廢水由提升泵泵送至冷卻塔。廢水的溫度為4550左右，厭氧處理的適宜溫度為38左右，設(shè)置冷卻塔將廢水溫度降低。（3）預(yù)酸化池廢水從冷卻塔自流入預(yù)酸化池，預(yù)酸化池給污水創(chuàng)造了一定的兼氧環(huán)境進行水解酸化，發(fā)生厭氧處理的酸化過程，將難降解的物質(zhì)分解成容易降解的有機物。控制預(yù)酸化池內(nèi)的廢水PH為4.5-5.5，同時在池內(nèi)投加微生物發(fā)生厭氧反應(yīng)所必需的營養(yǎng)鹽（N、P）。池底安裝潛水?dāng)嚢杵鳎箯U水預(yù)酸化過程保證均勻、充分。預(yù)酸化池中廢水自流入循環(huán)池。（4）循環(huán)池預(yù)酸化池廢水自流入循環(huán)池中，預(yù)酸化后的廢水和部分內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器回流水在該池混合，投加液堿對廢水的PH值進行精確調(diào)整，以滿足微生物厭氧反

6、應(yīng)的要求。充分利用內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器回流水的堿度可減少液堿的投加量。內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器回流水還可稀釋廢水的污染物濃度，提高內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器的抗沖擊負(fù)荷能力。（5）內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器廢水由循環(huán)池泵入內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（1座，直徑為13.5m，高度為28m）。通過厭氧微生物的作用，將廢水中大部分有機污染物去除。通過控制閥和電磁流量計來控制內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器的進水流量保持恒定。內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器的出水經(jīng)反應(yīng)器立管溢流進入現(xiàn)有的好氧處理系統(tǒng)。內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器出水的pH值和溫度連續(xù)監(jiān)測。內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器頂部的氣液分離器裝有液位控制器，若其液位過高則產(chǎn)生高位報警。（6）沼氣處理系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器在廢水處理過程中會產(chǎn)

7、生沼氣，總量約計35000m3/d。沼氣中的主要成份為甲烷，含量約為75%，其熱值大于7000kCal/m3，可以做為熱能被充分利用。目前，厭氧沼氣的利用方法有多種，可用于發(fā)電、鍋爐燃燒等。內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器頂部的氣液分離器收集的沼氣將流向一個體積為250m3沼氣穩(wěn)壓柜，穩(wěn)壓柜使氣體系統(tǒng)產(chǎn)生一個25-30mbar的表壓。沼氣穩(wěn)壓柜采用干式，由超聲波物位計連續(xù)監(jiān)測其氣位。來自于沼氣穩(wěn)壓柜的沼氣流向沼氣燃燒器。燃燒器的開啟操作由穩(wěn)壓柜的氣位自動控制。當(dāng)穩(wěn)壓柜的氣位達到一定水平時，點火閥會自動打開，點火器自動啟動。如果檢測到高溫，則說明點火火苗在燃燒。如果沼氣穩(wěn)壓柜氣位達到較高水平，燃燒器主閥會自動打

8、開，沼氣由點火火苗點燃，隨著沼氣穩(wěn)壓柜的氣位緩慢下降到某個水平，燃燒器的主閥會自動關(guān)閉，而點火火苗則繼續(xù)燃燒。（7）厭氧污泥池在內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器中，大約有2%的污染物（COD）轉(zhuǎn)化為為厭氧顆粒污泥。厭氧顆粒污泥可以定期通過污泥泵從內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器中移除，這部分厭氧顆粒污泥通常被出售用于其他厭氧反應(yīng)器的啟動菌種。本項目內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器接種的厭氧顆粒污泥量約為980噸/塔，含固率10%。（8）廢氣處理系統(tǒng)對于預(yù)酸化池、厭氧污泥池、內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的少量異味，需要通過引風(fēng)機收集后，通入滌氣塔中去除。（9）生物選擇池混合廢水與氧化溝回流的硝化液以及二沉池回流的活性污泥在生物選擇池內(nèi)相互混合接觸。生

9、物選擇池是依據(jù)活性污泥種群組成動力學(xué)規(guī)律，創(chuàng)造出合適的微生物生長條件并選擇出絮凝性細菌，具有有效抑制絲狀菌大量繁殖、克服污泥膨脹、提高生物系統(tǒng)運行穩(wěn)定性等優(yōu)點。（10）氧化溝本設(shè)計的曝氣池形式為完全混合式的環(huán)形曝氣池，它是氧化溝工藝的一種形式，采用高效供氣式低壓射流曝氣工藝。在曝氣池內(nèi)，借助好氧微生物吸附以及分解有機物的作用，使廢水中的BOD5、CODcr降低。同時，氧化溝工藝?yán)萌芙庋踉谘趸瘻现械臐舛茸兓约按嬖诤醚鯀^(qū)和厭氧區(qū)的特性，可以在同一構(gòu)筑物中實現(xiàn)硝化與反硝化，有效去除氨氮。（11）二沉池二沉池的作用是使活性污泥與廢水進行泥水分離，大部分的活性污泥回流到氧化溝中參加生化反應(yīng)，而剩余污

10、泥則排到濃縮池進行污泥濃縮處理，二沉池上清液達標(biāo)外排。（12）污泥濃縮池二沉池產(chǎn)生的剩余污泥進入污泥濃縮池濃縮后，經(jīng)帶式壓濾機進行壓濾處理，泥餅外運處置，擠壓液收集至1#調(diào)節(jié)池。（13）學(xué)品投加系統(tǒng)污水處理的工藝流程中需要投加化學(xué)品主要是用于調(diào)節(jié)pH值的液堿及營養(yǎng)鹽；污泥處理需要投加化學(xué)品是絮凝劑PAM。為確保廢水pH在6的條件下進入?yún)捬醴磻?yīng)器中，需要投加液堿調(diào)節(jié)其pH值，設(shè)置堿加藥裝置，計量投加。投加點位于預(yù)酸化池、循環(huán)池。2#調(diào)節(jié)池內(nèi)離子交換酸水與其他廢水混合后pH值仍較高，需投加液堿將其pH值調(diào)至67，投加點位于2#調(diào)節(jié)池。投加磷酸三鈉作為營養(yǎng)鹽，目的是為微生物的生長提供合適的條件，以滿

11、微生物生長對營養(yǎng)的需求。設(shè)置營養(yǎng)鹽加藥裝置，計量投加。投加點位于預(yù)酸化池。污泥在進入帶式壓濾機進行壓濾處理前需要投加化學(xué)品是絮凝劑PAM，PAM投加至壓濾機供料泵后的污泥管內(nèi)。2.4廢水處理效果。廢水經(jīng)厭氧系統(tǒng)、好氧系統(tǒng)處理后出水水質(zhì)執(zhí)行檸檬酸工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB19430-2008中表2的排放標(biāo)準(zhǔn)，各處理階段對廢水中COD和氨氮的去除效果見表2。 3總結(jié) 厭氧生物技術(shù)作為目前最經(jīng)濟的高濃有機廢水處理技術(shù)，已成為解決當(dāng)今世界環(huán)境污染的重要方法。厭氧生物技術(shù)給污水處理帶來非常巨大的益處，因而人們一直致力于發(fā)展新厭氧技術(shù)，開發(fā)新型厭氧反應(yīng)器。厭氧生物處理技術(shù)發(fā)展至今已有100多年的歷史，厭氧反應(yīng)器的發(fā)展也經(jīng)過了三代的更新，目前已發(fā)展至第四代，即能實現(xiàn)強制內(nèi)循環(huán)的上流式多級處理厭氧反應(yīng)器。這種反應(yīng)器具有基建投資省，占地面積少；有機負(fù)荷高，水力停留時間短；節(jié)約能耗；具有緩沖pH的能力；抗沖擊負(fù)荷能力強；運行穩(wěn)定性好等特點。在活性污泥處理的方法中，氧化溝工藝不僅技術(shù)已趨以成熟，處理效果穩(wěn)定；而且應(yīng)用也較為普遍。氧化溝工藝是普通活性污泥法的發(fā)展，溝中的微生物以污水中的有機物為食物來源，通過其自身的生理作用將有機物轉(zhuǎn)化為無機物，從而達到去除的目的。氧