1、混凝沉淀ICBIOFOR處理高濃度乳酸廢水侯正(湖南先科環保有限公司 410128摘要:用混凝沉淀-IC-BIOFOR處理高濃度乳酸廢水,當進水COD在1000013000mg/L、BOD5在4000 5500mg/L、SS在50008000mg/L時,出水COD、BOD5、SS分別小于100mg/L、20mg/L、70mg/L, COD、BOD5、SS的去除率分別超過99%99%98%。色度由1100倍降低到30倍;出水各項指標達到污水綜合排放標準(GB8978-1996一級標準要求。關鍵詞:混凝沉淀內循環厭氧反應器曝氣生物濾池中圖分類號:文獻標識碼:ACoagulation and pre

2、cipitation-IC reactor-BIOFOR treat with high concentrationlactic wastewaterHOU Zheng(Hu Nan Province XianKe Environment Protection Co.,LTD 410128Abstract:Using the process of Coagulation and precipitation-IC reactor-BIOFOR treat with the high concentration lactic wastewater, when the influent wastew

3、ater COD concentration is between 10,000 13,000mg/L、BOD5 concentration is between 4,0005,500 mg/L、SS is between 5,0008,000 mg/L, the effluent wastewater COD concentration、BOD5 concentration and are less than 100mg/L、20mg/L、70mg/L respectively, the removal rate of COD、BOD5 and SS can reach more than

4、99 percent、99 percent and 98 percent respectively. The chroma can decrease from 100 times to 30 times, it can meet the first class standard of Water discharge standard (GB89781996.Key words: Coagulation and precipitation. IC reactor. Biological Aerated Filter0 工程概況江西某生化有限公司生產各種乳酸產品和氨基酸制劑,生產過程中產生各種濃度

5、很高的有機廢水。這些廢水總的特點是:pH一般在24;SS濃度高,主要是生產中菌絲體殘留物; COD濃度高,最高的達140 000mg/L;有些廢水(離子交換水中鹽濃度很高,氯化鈉的濃度達到10 00020 000mg/L。目前國內處理乳酸的工程實例還很少,主要采用深井曝氣法和厭氧發酵法處理1。該企業污水處理廠一期工程用于處理生產中產生的低濃度廢水,二期工程用于處理高濃度廢水。1廢水處理工藝流程1.1廢水水質一期工程處理廢水種類有:離子交換廢水,水量50100t/d,COD 2 0003 000mg/L;生活污水,水量100170t/d,COD 200300mg/L。二期工程處理廢水種類有納濾廢

6、水,水量15t/d,COD 80 000120 000mg/L;OE廢水,水量80t/d,COD 7 00010 000mg/L;雙效廢水,水量170t/d,COD 3 0006 000mg/L。本工程為二期工程,設計水量300t/d。當高濃度廢水經過二期工程系統處理后,COD 低于2 000mg/L時,IC出水進入一期工程系統與低濃度廢水一起處理。二期工程處理廢水綜合廢水水質如表1-1所示.各項水質指標的檢測方法2分別為:COD cr 為重鉻酸鉀法、BOD 5為五日生化培養法、SS 為重量法、色度為稀釋倍數法、氨氮為鈉氏試劑法、pH 用便攜式pH 計測定。、表1-1 廢水水質表Table 1

7、-1 quality of wastewater 工藝流程圖如圖1-1所示,其中虛線框包圍部分為二期工程,其余部分為一期工程。 圖1-1 工藝流程圖 Fig 1-1 Sketch of the technology 1.3工藝流程說明高濃度廢水經過格柵去除粗大懸浮物,經調節池2調節pH 和堿度后進入混凝沉淀池,在混凝沉淀池內投加PAC ,去除掉懸浮物后出水進入IC 反應塔。經過IC 處理后的出水進入一期工程和低濃度廢水一起集中處理。 1.4 主要構(建筑物介紹 1.4.1 格柵井去除污水中較粗大的懸浮物,磚混結構,尺寸L ×B ×h=3m ×1m ×5m

8、 ,有效容積14.1m 3。內設有穿孔曝氣管和加堿管,用于調節進水pH 和堿度。 1.4.2 調節池2調節水質和水量,磚混結構。尺寸L ×B ×h=11m ×11m ×5m ,有效容積600 m 3。 調節池出口設有兩臺自吸泵(一用一備,流量20 m 3/h ,用于將調節池中的污水提升到混凝沉淀池,調節池內裝由浮球液位計,用于控制兩臺自吸泵。 1.4.3混凝沉淀池在混凝沉淀池的進水管中加入PAC ,PAC 與污水在管道中進行充分的混合并生成梵花,進入沉淀池后進行沉淀。池體為鋼結構,尺寸×h=3m ×4m 有效容積25m 3 ,表面負荷

9、1.4 m 3/m 2·h 。1.4.4 IC 反應器高濃度廢水生化處理的主體部分,絕大部分的污染物質在此去除。鋼結構尺寸×h=4.5m ×18m ,有效容積280 m 3,設計停留時間24h ,從沉淀池出來的水由兩臺型號為H447-10的管道泵(一用一備提升進入IC 。 1.4.5 BIOFOR圖2-1 工藝流程圖Fig2-1 Sketch of the thechnologyBIOFOR是曝氣生物濾池的一種,由法國Degrmout公司開發3。為好氧生化處理的主體部分,由IC出來的水進入BIOFOR進一步進行生化處理。磚混結構,尺寸L×B×h

10、=36m×5m ×5m,總有效容積846 m3,分為6格,單格尺寸L×B×h=6m×5m×5m,單格有效容積140 m3,設計總停留時間33h,單格停留時間16h。池內陶粒層厚度3m。BIOFOR底部設穿孔曝氣管,曝氣時采用3臺型號為Y1602-4B3的鼓風機。反沖洗形式為氣水聯合反沖洗。氣反沖時用一臺型號為Y225S-4B3的鼓風機,水反沖洗時單格池子依次進行,反沖洗泵型號125QW-130-15-11,2臺。1.4.6清水池儲存部分BIOFOR的出水進行反沖洗。磚混結構。尺寸L×B×h=5m×5m&#

11、215;5m,有效容積117 m3。1.4.7污泥濃縮池進行污泥濃縮和消化,鋼結構尺寸×h=3m×4m有效容積25m3。外接一臺型號為G35-1的螺桿泵,將濃縮后的污泥抽至板框壓濾機壓濾,壓濾機型號XY800-30U。2、IC反應器調試運行內循環厭氧反應器(Internal Circulation Anaerobic Reactor簡稱IC反應器,是荷蘭PAQUEC公司與20世紀80年代中期在UASB反應器的基礎上開發成功的第三代高效厭氧反應器4,反應器內高濃度的污泥和良好的泥水傳質效果,使其在處理效率方面比UASB反應器更具有優越性。為了保持IC反應器中污泥菌種有足夠的活

12、性,接種污泥取自2個不同污水處理廠的壓濾污泥。反應器啟動初期,用自來水稀釋進水濃度至2 000mg/L左右,同時保持進水容積負荷在2kgCOD/ m3·d左右,進行間歇式進水。為了保持IC反應器內廢水有一定的上升流速,為IC反應器增加了外循環裝置。丁建南5等人對IC反應器進行了改造,增加了外循環裝置。并與相同條件下與未附加外循環裝置的IC反應器進行了對比實驗。結果表明,附加外循環裝置可有效提高啟動初期IC反應器內的泥水混合程度,強化傳質過程,大大縮短啟動周期,保證IC反應器快速、平穩的啟動。當反應器中有明顯的產氣時再保持同樣的負荷進水,直到COD的去除率達到80%時再提高進水濃度和負

13、荷,一直達到設計進水濃度和負荷為止。調試過程中,反應器內污泥顆粒化是整個反應器成功啟動的關鍵6。為了促使IC反應器中顆粒污泥的形成,整個調試過程中,外循環裝置都在開啟狀態,這樣是為了保持反應器內的廢水有一定的上升流速,將反應器中的那些活性不高、零散的污泥淘汰掉。對于IC反應器,較高的混合液上升流速(2.654.35m/h有利于反應器穩定運行7。Alphenaar8等人發現UASB反應器中高的液體上升流速和短的水力停留時間兩者結合有利于污泥顆粒化過程。Noyola9進行了一系列試驗來研究UASB反應器中液體上升流速對厭氧顆粒污泥形成的影響。試驗結果表明通過水力剪切作用,絮狀厭氧污泥能夠在非常短的

14、時間里(不到8h被轉化為活性相對較好的厭氧顆粒污泥。而IC反應器中要求要有比UASB反應器更高的上升流速,這個作用就更顯著了。調試開始于2008年4月9日,到第二周時,IC出水為黑色,其中夾帶大量零散污泥;第四周末時,反應器中污泥基本上都為絮狀,出水仍為黑色,但較前面有所改善,反應器中開始形成間歇性內循環;第八周時,反應器中污泥濃度明顯增高,開始有少量的細小顆粒污泥出現,粒徑在0.51mm左右,內循環連續性增強;第十一周時,反應器中出現了大量的顆粒污泥,粒徑在0.53mm之間,出水還略微帶一點點黑色,內循環已經連續。經鏡檢發現顆粒污泥細菌組成主要是桿菌、絲狀菌和少部分球菌。調試進行過程中,由于

15、大量污泥被淘汰掉,會導致反應器中污泥總量的減少。一次這時一定要注意保持負荷的穩定,否則可能會導致反應器中酸化現象的發生。尤其要注意檢測IC 出水中堿度的情況,保持反應器中堿度在2 0004 000mg/L 10。有關研究表明,在一定的堿度范圍內,進水堿度高的反應器污泥顆粒化速度快11。 3、處理效果與分析3.1 IC 反應器出水水質分析 圖3-1 IC 反應器對COD 去除效果Fig 3-1 The removal rate of IC reactor to COD of wastewater經過2個多月的調試,到2008年7月15日為止,系統已經取得了較好的去除效果。表3-1為調試以來檢測I

16、C 反應器對廢水去除效果。由表3-1可見,用IC 反應器處理高濃度乳酸廢水,當進水濃度和負荷逐步提高時,經過一段時間,IC 反應器總能夠適應過來。當進水濃度提高到11 000mg/L 左右,進水有機負荷達到15kg/m 3·d 時,去除率可以達到80%左右。由圖還可見,當每次提高進水負荷和濃度時,經過幾天時間,IC 反應器總能恢復過來,可見IC 反應器抗沖擊負荷的能力時很強的,尤其是在形成了內循環的條件下。這可能是因為內循環的形成在一定程度上對進水進行了稀釋,同時,顆粒污泥活性很強的緣故。可見,IC 反應器處理高濃度乳酸廢水效果是很好的。 3.2 BIOFOR 出水水質分析表5-2為

17、IC 反應器穩定運行后,其出水進入一期工程BIOFOR 處理進后連續一個星期檢測出水水質表。表3-2 BIOFOR 出水水質指標Table 3-2 quality of BIOFOR effluent water項目 COD/ mg L -1 SS/ mg L -1 氨氮/mg L -1色度/倍pH 日期 進水 出水 進水 出水 進水 出水 進水 出水 7.18 1901 87 156 50 16 8 63 25 697.19 2111 79 121 33 10 9 54 38 7.20 2039 112163 102 13 8 45 35 7.21 1866 93 123 65 15 7 5

18、0 40 7.22 1735 94 135 36 15 5 55 30 7.23 1965 67 109 25 14 9 60 45 7.24 221485115511365540由表3-2可見,除個別時段出水COD 和SS不達標外,其余時段水質都是達標的。經分3-1 IC 反應器對COD 去除效果Table 3-1 The removal rate of IC reator to COD of wastewater200040006000800010000120001400015913172125293337414549535761656974時間(d 進水C O D 濃度(m g /L 1

19、02030405060708090去除率(%析7月21號出水水質發現,COD和SS之所以會提高是因為BIOFOR需要反沖洗的緣故,出水中夾帶了很多生物膜。反沖洗后發現一切恢復正常。3.3 經濟核算該工程總投資為260萬,設計每天耗電量為170kw·h/d,電費按0.6元每千瓦時計算,則每天的電費102元;每天藥劑400元/d,若污水廠安排4個員工,每個員工月工資為1500元,則污水站每天運行費用為102+400+200=702元。處理單位體積高濃度乳酸廢水的價格為2.3元/t。4、結論用混凝沉淀-IC-BIOFOR處理高濃度乳酸廢水是可行的,該工藝能保持IC出水COD在2000mg/

20、L左右進水好氧處理,系統對高濃度乳酸廢水COD去除率達到99%以上,在日常運行時需注意:1、把握好混凝沉淀這一關節,為后續厭氧生化處理充分降低負荷。同時,大量懸浮物進入厭氧反應器會降低反應器中污泥活性。2、控制好進水中的堿度在2 0004 000mg/L,乳酸廢水主要成分是有機酸,因此保持廢水對酸度有一定的緩沖能力是很必要的。3、當IC反應器受到很高的沖擊負荷時,可暫時關掉進水,同時打開外循環,讓反應器內的廢水進行循環流動,以此達到降低負荷的目的。4、要嚴格定期的對BIOFOR進行反沖洗,防止濾床堵塞而導致出水水質惡化。參考文獻1 徐金蘭張敬東 SBR法處理乳酸廢水的研究D.武漢大學碩士學位論文. 2004.04.012 國家環保總局.水和廢水監測分析方法(第4版M.北京:中國環境科學出版社,20023 Chen J J,McCarty D,slack D,et al Full scale case studies of a simp- lified aerated filter(BAF for organicsand nitrogen removalJ.Water SciTechnol,2000,41(4-5:1-44 LETTINGA G, FIELD J, VAN LIER J, et