摘 要: 以脫水蔬菜加工廢水處理工程為例, 介紹了SBR 工藝的設(shè)計及運行情況。結(jié)果表明, 該工藝運行穩(wěn)定, 對COD、BOD5、SS的去除率分別為93. 07% 、95. 69%和89. 11%, 出水各項指標(biāo)均優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 8978-1996)的一級標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞: 脫水蔬菜生產(chǎn)廢水, 厭氧處理, SBR 工藝

1 工藝流程

內(nèi)蒙古赤峰市某蔬菜加工廠的脫水蔬菜生產(chǎn)能力為8 000 t /a, 主要產(chǎn)品為脫水胡蘿卜、青紅椒、西紅柿、卷心菜等。廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)[ 1] 見表1。

廢水具有以下特點: ① 生產(chǎn)廢水為季節(jié)性排放, 每年7月-10 月間排水量為700 m3 /d, 水量變化大; ② 生產(chǎn)廢水可生化性較好, BOD5 /COD 接近0. 6; ③ 綜合廢水SS含量高; ④廢水pH 較低、水溫較高 ( 25~ 30 ℃) , 易酸化。

針對該廠綜合廢水的水質(zhì)情況, 最終確定的工藝流程如圖1所示。

該工藝具有如下特點: ① 由于廢水中SS較高, 且SS主要為含水量較高的蔬菜莖、葉等物質(zhì), 而SBR工藝對進水水質(zhì)要求較低[ 2、3 ] , 故僅在提升泵前設(shè)置了一道細格柵, 同時為了降低運送出廠的污染物總量, 在格柵除污機上安裝了機械破碎裝置, 將破碎后的格柵攔截物(如蔬菜莖、葉等)經(jīng)篩網(wǎng)再次過濾后送至柵前進水口。工程運行后的測試結(jié)果表明, 柵渣經(jīng)機械破碎、篩網(wǎng)過濾后總體積為直接外運的20%左右, 大大降低了柵渣總量。② 由于進水水溫較高, 對SBR 池的曝氣效率產(chǎn)生不利影響, 同時為了解決廢水水量、水質(zhì)不均問題, 在SBR 池前設(shè)置了厭氧降溫調(diào)節(jié)池, 充分利用廢水中的熱量進行中溫厭氧消化, 利用厭氧菌去除進水中的部分有機物以降低SBR池的有機負荷, 同時降低水溫, 提高后續(xù)SBR池的供氧效率。在調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)攪拌水泵, 使厭氧污泥處于懸浮狀態(tài)以加強處理效果和防止污泥沉淀。③ 廢水溫度較高, 極易腐敗酸化[ 4] , 廢水排出車間后在管道內(nèi)流動過程中即已變酸, 當(dāng)?shù)竭_廢水處理廠時, pH 值可達到5左右。為了防止SBR 反應(yīng)池出現(xiàn)酸化現(xiàn)象, 在SBR 反應(yīng)池前設(shè)置了 NaOH 投加裝置, 以調(diào)節(jié)廢水的pH。④由于SBR工藝具有運行穩(wěn)定性好、抗沖擊能力強、防止污泥膨脹等優(yōu)點[ 5] , 好氧部分采用了SBR 工藝。⑤ 剩余活性污泥經(jīng)重力濃縮池濃縮后, 利用板框式壓濾機脫水, 泥餅外運。

2 主要構(gòu)筑物及其設(shè)計參數(shù)

①  細格柵

采用循環(huán)齒耙式機械格柵, 設(shè)計流量為45 m3 / h, 時變化系數(shù)為1. 5, 柵隙為10 mm。柵渣采用機械破碎后經(jīng)水力篩網(wǎng)過濾再循環(huán)至格柵前, 篩網(wǎng)孔徑為10 mm ) 10 mm, 反沖洗采用提升泵出水。

②  厭氧降溫調(diào)節(jié)池

厭氧降溫調(diào)節(jié)池尺寸為10 m ) 6 m ) 5m, HRT 為8 h, 有效水深為4. 5m, 有效容積為270m3, 為敞開式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu), 1座, 池內(nèi)設(shè)潛污泵2臺(P = 3. 0 kW, Q = 30m3 /h,H = 98 kPa), 1用1備。

③  SBR反應(yīng)池

SBR反應(yīng)池共4座, 運行周期為8. 0 h, 其中進水1. 0 h、曝氣5. 0 h(非限制性曝氣)、沉淀1. 5 h、排水及閑置1. 0 h。進水量達50% 時開始曝氣, 進水結(jié)束、曝氣開始及排水結(jié)束時間均由池內(nèi)水位控制; 曝氣結(jié)束、排水開始由時間控制。

SBR反應(yīng)池設(shè)計流量為30 m3 /h, 污泥負荷為 0. 3 kgBOD5 / ( kgMLSS·d ), 單池尺寸為6. 5 m ) 6. 0 m ) 5. 5 m, 反應(yīng)區(qū)容積為190 m3, 沉淀污泥體積約為110 m3, 排水比為1 /3, 需氧量為650 kg /d, 最大供氧速率為43 kg /h, 最大供氣量為30m3 /m in, 剩余污泥干質(zhì)量為550 kg /d。

④ 污泥濃縮池

采用半地下豎流式, 固體通量為0. 83 kg / ( m2 · h) , 尺寸為2. 5 m ) 2. 5 m ) 2. 5 m, 有效水深為 2. 0 m, 采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu), 1座。

3 工藝調(diào)試及運行

3.1 培菌及馴化

由于生產(chǎn)期間廢水排放量不均勻, 會對工藝調(diào)試帶來一定的影響。為了盡快調(diào)試成功并驗收, 以同類廢水所產(chǎn)生的生化污泥作為接種污泥, 并采用動態(tài)培菌[ 6~ 9] 。其步驟如下:

①  進行曝氣單元及其配套設(shè)備的單機調(diào)試, 使其達到預(yù)期的供氧效果。

②  向SBR 反應(yīng)池內(nèi)引入生產(chǎn)廢水、接種污泥, 接種量折合成干污泥量約為100 kg。當(dāng)初始水面線為有效水深的1 /3處, 即開始向SBR 反應(yīng)池內(nèi)供氣, 控制DO 濃度為2~ 3mg /L。SBR反應(yīng)池內(nèi)悶曝72 h后, 向反應(yīng)池內(nèi)引入?yún)捬醭爻鏊劣行?1 /2處, 繼續(xù)悶曝3 d, 并投加尿素、磷肥等營養(yǎng)物質(zhì), 待出水水質(zhì)符合排放要求并穩(wěn)定運行7~ 10 d 后, 再提高進水量, 每次提高總水量的1 /5。經(jīng)過30 d的污泥馴化, MLSS達到2. 5 g /L, COD 下降到102 mg /L(去除率達91. 05% ) , SS 下降到56 mg /L (去除率為78. 2% )。

厭氧調(diào)節(jié)池的培菌馴化進程與氧化池同步, 在啟動階段將生產(chǎn)車間的高溫廢水直接引入?yún)捬跽{(diào)節(jié)池以加速厭氧菌的培養(yǎng)。培養(yǎng)期間間歇進水、池內(nèi)潛污泵間歇開啟, 當(dāng)池內(nèi)有明顯氣泡產(chǎn)生時(表明已經(jīng)有厭氧菌大量產(chǎn)生) , 再采取連續(xù)進水、連續(xù)出水的方式運行。

③ 30 d后進水已達到設(shè)計進水量, 當(dāng)SBR 反應(yīng)池的COD 去除率> 90%時, 則開始在設(shè)計周期和設(shè)計水量下運行。

④ 每天定期測定、觀察設(shè)施的運行情況, 及時調(diào)整供氣量、pH 值, 補充營養(yǎng)鹽。

3.2 驗收監(jiān)測

從2007年4月開始調(diào)試準(zhǔn)備, 6月正式調(diào)試, 至2007年9月底驗收監(jiān)測, 歷時約4個月。結(jié)果表明, 監(jiān)測期間生產(chǎn)正常, 實際產(chǎn)生廢水量為20 m3 / h, 廢水治理設(shè)施負荷率達80%。系統(tǒng)穩(wěn)定運行一個月的監(jiān)測數(shù)據(jù)見表2。

4 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

該工程占地為550m2, 總投資為56. 68萬元, 單位投資為809. 7元/m3, 裝機容量為68. 45 kW, 電耗為0. 6 kW·h /m3, 運行費用為0. 619 元/m3 (其中電費為0. 332 元/m3、人工費為0. 067 元/m3、藥劑費為0. 22元/m 3)。

5 存在的問題及討論

①  細格柵的柵渣經(jīng)破碎處理后, 部分廠區(qū)生活污水中的漂浮物也同時被破碎為細小顆粒, 并隨濾液回流到厭氧調(diào)節(jié)池中, 造成池體表面有部分漂浮物, 影響厭氧池甲烷氣體的逸出及美觀。

②  當(dāng)進水中懸浮物較多時, 含水量較高的蔬菜莖、葉等物質(zhì)經(jīng)破碎處理后進入?yún)捬跽{(diào)節(jié)池, 使厭氧調(diào)節(jié)池中水體酸化速度加快, 從而影響了厭氧調(diào)節(jié)池的處理效果, 同時加大了NaOH用量, 因此運行中應(yīng)加強懸浮物的破碎處理過程管理。

③  厭氧調(diào)節(jié)池、生物氧化池的去除率及表面水力負荷與容積負荷不宜取得過高, 通常應(yīng)以同類廢水的試驗結(jié)果或工程實例的下限或低于下限選用。

④ 由于該廠為季節(jié)性生產(chǎn), 生產(chǎn)旺季比較集中, 淡季廢水處理廠處于停產(chǎn)狀態(tài), 如何加快SBR 生物處理池在第二年的啟動還需要作進一步研究。

6 結(jié)論

①  采用SBR 法處理蔬菜加工廢水具有處理效率高、抗沖擊負荷能力強、剩余污泥量少等優(yōu)點, 當(dāng)進水COD、BOD5 和SS濃度為( 1 000~ 1 200)、 ( 600~ 700)、( 200~ 300 ) mg /L 時, 出水各項指標(biāo)均可達到《?污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 8978-1996)的一級標(biāo)準(zhǔn)。

②  采用厭氧降溫調(diào)節(jié)池, 在降低SBR反應(yīng)池負荷的同時, 也降低了進水水溫, 同時充分利用進水中的熱量, 提高了厭氧池的處理效果。

③  格柵的柵渣經(jīng)破碎處理后總體積可降低 80% 左右, 大大減少了廢水處理廠總污染物的排放量。

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