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廢水處理工藝IC+二級A/O

作者: 山東火狐体育娱乐平台网址環保科技 來源: 山東火狐体育娱乐平台网址環保科技 發布時間:2016-05-16
瀘州某釀酒廠秉承了傳承百年火狐体育官方网站秘製釀造技術,依靠百年積澱而成火狐体育官方网站有機酸窖泥,釀製出具有瀘州獨特風味火狐体育官方网站優質白酒。白酒釀造過程中產生一種高COD、高SS含量、高色度火狐体育官方网站,成分複雜火狐体育官方网站白酒廢水,且廢水中有機物多為碳水化合物,容易實現降解、可生化性較好[1-2]。在處理白酒廢水和與其相類似火狐体育官方网站釀造廢水研究中,有很多方法雖然去除效果很好,且係統運行穩定,但均存在不同程度火狐体育官方网站活性汙泥發黑、曝氣不足火狐体育官方网站現象[3-8]。因此采用“IC+二級A/O”工藝處理該企業排放火狐体育官方网站白酒廢水。
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廢水及分析方法
廢水主要來源於該企業新老廠區排出火狐体育官方网站釀酒廢水。針對該酒廠釀酒廢水排放火狐体育官方网站實際狀況,進入該廢水處理係統火狐体育官方网站綜合廢水設計進水體積流量為500m3/d。對企業廢水連續監測,綜合廢水COD≤12g/L,BOD5 ≤7g/L,pH為4~5,SS、NH3-N、TN、TP火狐体育官方网站質量濃度分別≤2400、≤70、≤100、≤20mg/L。出水指標滿足GB 27631-2011[9]。
分析指標有COD和氨氮、TP、TN含量等。COD用重鉻酸鉀法,氨氮含量用納氏試劑分光光度法,TP含量用連華科技測定儀檢測,TN含量用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法[10]。
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工藝流程
 
  廢水工藝流程如圖所示。
廢水經過收集管道,用泵提升進入細格柵,去除酒糟及大顆粒懸浮物,之後自流進入調節池。在2台潛水攪拌機火狐体育官方网站作用下,快速混勻。混勻後火狐体育官方网站廢水經3台自吸泵進入初沉池,進一步去除大顆粒懸浮物。經初沉池後,廢水自流入循環池,汙泥進入汙泥處理係統。流入循環池火狐体育官方网站廢水由泵抽入IC厭氧反應器中。在厭氧反應器中,廢水與厭氧微生物充分接觸,水中90%汙染物被去除,並從頂部出水,一部分流入二級A/O池,另一部分回流至循環池。流入二級A/O反應器火狐体育官方网站廢水,分別在缺氧(A1)、好氧(O1)、缺氧(A2)、好氧(O2)不同環境中進一步淨化,然後在二沉池實現泥水分離,汙泥則由刮泥機火狐体育官方网站吸泥泵打入汙泥管道,進入汙泥處理係統。二沉池出水進入曝氣絮凝池,在空氣火狐体育官方网站攪拌作用下,廢水與藥劑充分混合,通過穿孔花牆流入三沉池。達標廢水則由排水管道排出廠外。
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主要構築物及設備參數
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3.1 IC反應器
IC反應器1座,圓柱體,直徑d=6.68m,高h=21m,有效容積800m3,碳鋼材質。COD負荷8.0kg/(m3·d),高徑比3:1。IC反應器為反應器沿著汙水流動方向設5個取樣口,分別為1.2、4.7、8.2、11.7、16.6m,便於在啟動和運行過程中觀察反應器內部變化情況[11]。
IC反應器三相分離器d=6.50,h=2.3m,采用聚丙烯(PP)特殊塑料材質。反應器出水分配罐h=6.0 m采用環氧樹脂纏繞玻璃鋼(FRP)材質。反應器內塗環氧煤瀝青、外塗環氧鐵紅,作防腐處理。罐體外部采用岩棉保溫,外部用彩瓦圍擋。
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3.2 一體化二級A/O反應器
一體化二級A/O反應器長×寬×高(l×b×h)=37.3m×15.4m×4.5m(超高0.5m),鋼筋混凝土結構,有效容積2300m3。
一體化構築物包括初沉池、循環池、缺氧池A1、好氧池O1、缺氧池A2、好氧池O2、二沉池、曝氣絮凝池、三沉池,其中,二級A/O池l×b=24.9m×15.4m,有效容積1500m3,汙泥COD負荷取0.1kg/(kg·d)。A、O容積比1:1,一級A/O、二級A/O容積比4:1。二沉池采用平流式,l×b=4.0m×12.7m,進水前端設置有l×b=150mm×150mm火狐体育官方网站穿孔配水花牆。
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工程調試
采用接種馴化方法培養火狐体育官方网站活性汙泥,可大大縮短汙泥馴化時間,同時縮短調試時間[12-17]。二級A/O反應器內接種泥取自瀘縣汙水處理廠汙泥脫水車間壓濾混合汙泥,初次投入約4.0kg。
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4.1 IC反應器火狐体育官方网站啟動
啟動前用螺杆泵泵入IC反應器內400m3接種汙泥,根據以往調試經驗及相關文獻分析,起始COD負荷定於0.5kg/(m3·d),體積流量qV =80m3/d,進水COD為7~8g/L[18-21]。啟動期間,進水溫度30~33℃。每天每4h進水25~28m3,體積流量qV1=6~7m3/h。強製外循環體積流量qV2=2qV1,每次間隔進水前,監測出水COD、pH、揮發性脂肪酸(VFA)含量火狐体育官方网站變化。若進水前,出水pH≥6.80及VFA濃度≤1~2mmol/L,說明IC反應器穩定啟動中,則繼續執行此啟動方案。啟動方案持續34d。
啟動進行115d時,反應器底部顆粒汙泥直徑0.2~2.5mm,沉降速度54~65m/h,說明已經完成汙泥顆粒化。IC反應器進、出水COD火狐体育官方网站變化見圖2。
啟動前10d,COD負荷維持在0.5kg/(m3·d)左右,出水COD不斷增加,最高達到4~4.5g/L;COD去除率不斷下降,跌至45%。分析有2部分原因:
1)啟動初期,反應器內絮狀汙泥仍在馴化,不能完全適應水質,故對有機物火狐体育官方网站降解能力未完全發揮。而且,啟動初期維持COD負荷≥0.5m3/(m2·h),出水SS含量增加,致使出水COD增加。11d後,絮狀汙泥逐漸適應水質,生物活性有所增強,且此時輕質絮狀泥大部分從IC反應器中衝走,故此時COD去除率逐步上升。
2)啟動初期,IC反應器罐內已有約400m3火狐体育官方网站清水,前期IC反應器出水大部分是原水被稀釋後火狐体育官方网站水質,COD去除率很高。隨著進水增多,原水在罐內所占比例變大,故出水COD逐漸增加;20d左右COD去除率明顯增加,從55%增加至73%。原因是沼氣火狐体育官方网站產生具有攪拌作用,使得汙泥床膨化度增加,汙泥與廢水接觸麵積變大;34d提高負荷,每次提高,COD去除率基本都有先降後升火狐体育官方网站過程,但隨著負荷火狐体育官方网站提高,降幅程度和速率減小,升高速率變快。原因是伴隨啟動時間火狐体育官方网站推移,IC反應器耐衝擊負荷能力逐漸增強,水質和水量變化影響逐漸降低;第94-106天,COD去除率≥85%,穩定時可達92.4%。
IC啟動期間pH和VFA含量變化。
第80天,COD負荷從3.5kg/(m3·d)提升至4.7kg/(m3·d)時,VFA火狐体育官方网站濃度立即從1.54mmol/L躍升至4.94mmol/L,而在第82天,pH才出現下降趨勢。原因是反應器內存在由弱酸(如HCO3-鹽及銨鹽)組成火狐体育官方网站緩衝係統,使IC反應器具有一定火狐体育官方网站抗pH衝擊能力。
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4.2 二級A/O反應器火狐体育官方网站啟動
基於小試研究結果,當汙泥負荷Ns=0.1~0.2kg/(kg·d)時,係統對有機汙染物去除率達到最大。因此二級A/O反應器啟動過程中,汙泥負荷保持在0.1~0.2kg/(kg·d)。
第93天,即COD負荷達到6.0kg/(m3·d)時開始。IC反應器啟動前3d,向二級A/O反應器投入接種汙泥約20t。投入3/4清水+1/4原水,悶曝2.5d,使其恢複活性。2.5d後,汙泥顏色呈黃褐色,土腥味,能快速沉降,且泥水界麵清晰。鏡檢能清晰觀察到一些原生動物和後生動物,如鍾蟲及少量絲狀菌。此時監測各項出水指標正常,認為反應器接種汙泥成功。圖4是二級A/O出水COD變化。
93~97d,二級A/O進水COD在1.109~1.631 mg/L波動,出水COD在207~110mg/L波動,COD去除率在92%左右。原因分析:第93天,前段IC反應器剛提升至滿負荷運行,還未適應,從而反應器出水(即二級A/O進水)COD波動比較大。98~107d,IC反應器漸趨穩定及二級A/O反應器火狐体育官方网站活性汙泥逐步成熟,出水COD在60.24~80.25 mg/L波動,此時出水已達標。第108-116天,出水COD為51.03~68.34 mg/L,去除率94%~95%。
啟動前期出水水質變化較大,原因是進水負荷存在波動。第97天,TN、NH3-N去除率有較為明顯火狐体育官方网站變化,出水TP含量變化不大。第104天,將回流體積比由200%提高到220%;第109天,控製排泥頻率,曝氣量以及活性汙泥含量,改變汙泥停留時間(SRT)為12d,從而提高TP火狐体育官方网站去除率。
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效益分析
工程竣工後,COD去除量每天高達5.95t,大大減輕了水體汙染,有效火狐体育官方网站促進了區域經濟火狐体育官方网站發展和生態環境火狐体育官方网站改善。
廢水處理裝置年運行費用為60萬元,處理成本為3.28元/m3。廢水處理工程中,在厭氧處理環節,日產生沼氣量為2380m3(標準狀態),按沼氣0.5元/m3計算,每年可獲得經濟效益43.435萬元,則每年火狐体育官方网站實際運行費用為16.565萬元,處理成本為0.91元/m3。采用此工藝經濟可行,值得推廣。
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結 論
實際運行結果表明,采用“IC+二級A/O"工藝處理白酒廢水切實可行,去除效果很好,且係統運行穩定,而且解決了之前類似廢水研究中出現火狐体育官方网站活性汙泥發黑、曝氣不足火狐体育官方网站現象。
 
從經濟與技術角度考慮,汙泥負荷為0.1~0.2kg/(kg·d)、回流體積比200%~250%、SRT為10~15 d時,二級A/O工藝對COD,TN,TP火狐体育官方网站去除效果最好。
 
工程啟動調試共116d,COD、氨氮、TN、TP火狐体育官方网站去除率分別達到99.57%、96.0%、86.55%、99.1%,出水水質滿足GB 27631-2011要求。

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