1、混凝沉淀ICBIOFOR處理高濃度乳酸廢水侯正(湖南先科環(huán)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(dāng)進(jìn)水COD在1000013000mg/L、BOD5在4000 5500mg/L、SS在50008000mg/L時(shí),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(guò)99%99%98%。色度由1100倍降低到30倍;出水各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。關(guān)鍵詞:混凝沉淀內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器曝氣生物濾池中圖分類(lèi)號(hào):文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(chǎn)各種乳酸產(chǎn)品和氨基酸制劑,生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生各種濃度

5、很高的有機(jī)廢水。這些廢水總的特點(diǎn)是:pH一般在24;SS濃度高,主要是生產(chǎn)中菌絲體殘留物; COD濃度高,最高的達(dá)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(dá)到10 00020 000mg/L。目前國(guó)內(nèi)處理乳酸的工程實(shí)例還很少,主要采用深井曝氣法和厭氧發(fā)酵法處理1。該企業(yè)污水處理廠一期工程用于處理生產(chǎn)中產(chǎn)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(zhì)一期工程處理廢水種類(lèi)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(lèi)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(shè)計(jì)水量300t/d。當(dāng)高濃度廢水經(jīng)過(guò)二期工程系統(tǒng)處理后,COD 低于2 000mg/L時(shí),IC出水進(jìn)入一期工程系統(tǒng)與低濃度廢水一起處理。二期工程處理廢水綜合廢水水質(zhì)如表1-1所示.各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的檢測(cè)方法2分別為:COD cr 為重鉻酸鉀法、BOD 5為五日生化培養(yǎng)法、SS 為重量法、色度為稀釋倍數(shù)法、氨氮為鈉氏試劑法、pH 用便攜式pH 計(jì)測(cè)定。、表1-1 廢水水質(zhì)表Table 1

7、-1 quality of wastewater 工藝流程圖如圖1-1所示,其中虛線(xiàn)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(shuō)明高濃度廢水經(jīng)過(guò)格柵去除粗大懸浮物,經(jīng)調(diào)節(jié)池2調(diào)節(jié)pH 和堿度后進(jìn)入混凝沉淀池,在混凝沉淀池內(nèi)投加PAC ,去除掉懸浮物后出水進(jìn)入IC 反應(yīng)塔。經(jīng)過(guò)IC 處理后的出水進(jìn)入一期工程和低濃度廢水一起集中處理。 1.4 主要構(gòu)(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(jié)構(gòu),尺寸L ×B ×h=3m ×1m ×5m

8、 ,有效容積14.1m 3。內(nèi)設(shè)有穿孔曝氣管和加堿管,用于調(diào)節(jié)進(jìn)水pH 和堿度。 1.4.2 調(diào)節(jié)池2調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量,磚混結(jié)構(gòu)。尺寸L ×B ×h=11m ×11m ×5m ,有效容積600 m 3。 調(diào)節(jié)池出口設(shè)有兩臺(tái)自吸泵(一用一備,流量20 m 3/h ,用于將調(diào)節(jié)池中的污水提升到混凝沉淀池,調(diào)節(jié)池內(nèi)裝由浮球液位計(jì),用于控制兩臺(tái)自吸泵。 1.4.3混凝沉淀池在混凝沉淀池的進(jìn)水管中加入PAC ,PAC 與污水在管道中進(jìn)行充分的混合并生成梵花,進(jìn)入沉淀池后進(jìn)行沉淀。池體為鋼結(jié)構(gòu),尺寸×h=3m ×4m 有效容積25m 3 ,表面負(fù)荷

9、1.4 m 3/m 2·h 。1.4.4 IC 反應(yīng)器高濃度廢水生化處理的主體部分,絕大部分的污染物質(zhì)在此去除。鋼結(jié)構(gòu)尺寸×h=4.5m ×18m ,有效容積280 m 3,設(shè)計(jì)停留時(shí)間24h ,從沉淀池出來(lái)的水由兩臺(tái)型號(hào)為H447-10的管道泵(一用一備提升進(jìn)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(guó)Degrmout公司開(kāi)發(fā)3。為好氧生化處理的主體部分,由IC出來(lái)的水進(jìn)入BIOFOR進(jìn)一步進(jìn)行生化處理。磚混結(jié)構(gòu),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(shè)計(jì)總停留時(shí)間33h,單格停留時(shí)間16h。池內(nèi)陶粒層厚度3m。BIOFOR底部設(shè)穿孔曝氣管,曝氣時(shí)采用3臺(tái)型號(hào)為Y1602-4B3的鼓風(fēng)機(jī)。反沖洗形式為氣水聯(lián)合反沖洗。氣反沖時(shí)用一臺(tái)型號(hào)為Y225S-4B3的鼓風(fēng)機(jī),水反沖洗時(shí)單格池子依次進(jìn)行,反沖洗泵型號(hào)125QW-130-15-11,2臺(tái)。1.4.6清水池儲(chǔ)存部分BIOFOR的出水進(jìn)行反沖洗。磚混結(jié)構(gòu)。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(jìn)行污泥濃縮和消化,鋼結(jié)構(gòu)尺寸×h=3m×4m有效容積25m3。外接一臺(tái)型號(hào)為G35-1的螺桿泵,將濃縮后的污泥抽至板框壓濾機(jī)壓濾,壓濾機(jī)型號(hào)XY800-30U。2、IC反應(yīng)器調(diào)試運(yùn)行內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器(Internal Circulation Anaerobic Reactor簡(jiǎn)稱(chēng)IC反應(yīng)器,是荷蘭PAQUEC公司與20世紀(jì)80年代中期在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)成功的第三代高效厭氧反應(yīng)器4,反應(yīng)器內(nèi)高濃度的污泥和良好的泥水傳質(zhì)效果,使其在處理效率方面比UASB反應(yīng)器更具有優(yōu)越性。為了保持IC反應(yīng)器中污泥菌種有足夠的活

12、性,接種污泥取自2個(gè)不同污水處理廠的壓濾污泥。反應(yīng)器啟動(dòng)初期,用自來(lái)水稀釋進(jìn)水濃度至2 000mg/L左右,同時(shí)保持進(jìn)水容積負(fù)荷在2kgCOD/ m3·d左右,進(jìn)行間歇式進(jìn)水。為了保持IC反應(yīng)器內(nèi)廢水有一定的上升流速,為IC反應(yīng)器增加了外循環(huán)裝置。丁建南5等人對(duì)IC反應(yīng)器進(jìn)行了改造,增加了外循環(huán)裝置。并與相同條件下與未附加外循環(huán)裝置的IC反應(yīng)器進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,附加外循環(huán)裝置可有效提高啟動(dòng)初期IC反應(yīng)器內(nèi)的泥水混合程度,強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程,大大縮短啟動(dòng)周期,保證IC反應(yīng)器快速、平穩(wěn)的啟動(dòng)。當(dāng)反應(yīng)器中有明顯的產(chǎn)氣時(shí)再保持同樣的負(fù)荷進(jìn)水,直到COD的去除率達(dá)到80%時(shí)再提高進(jìn)水濃度和負(fù)

13、荷,一直達(dá)到設(shè)計(jì)進(jìn)水濃度和負(fù)荷為止。調(diào)試過(guò)程中,反應(yīng)器內(nèi)污泥顆粒化是整個(gè)反應(yīng)器成功啟動(dòng)的關(guān)鍵6。為了促使IC反應(yīng)器中顆粒污泥的形成,整個(gè)調(diào)試過(guò)程中,外循環(huán)裝置都在開(kāi)啟狀態(tài),這樣是為了保持反應(yīng)器內(nèi)的廢水有一定的上升流速,將反應(yīng)器中的那些活性不高、零散的污泥淘汰掉。對(duì)于IC反應(yīng)器,較高的混合液上升流速(2.654.35m/h有利于反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行7。Alphenaar8等人發(fā)現(xiàn)UASB反應(yīng)器中高的液體上升流速和短的水力停留時(shí)間兩者結(jié)合有利于污泥顆粒化過(guò)程。Noyola9進(jìn)行了一系列試驗(yàn)來(lái)研究UASB反應(yīng)器中液體上升流速對(duì)厭氧顆粒污泥形成的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明通過(guò)水力剪切作用,絮狀厭氧污泥能夠在非常短的

14、時(shí)間里(不到8h被轉(zhuǎn)化為活性相對(duì)較好的厭氧顆粒污泥。而IC反應(yīng)器中要求要有比UASB反應(yīng)器更高的上升流速,這個(gè)作用就更顯著了。調(diào)試開(kāi)始于2008年4月9日,到第二周時(shí),IC出水為黑色,其中夾帶大量零散污泥;第四周末時(shí),反應(yīng)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(yīng)器中開(kāi)始形成間歇性?xún)?nèi)循環(huán);第八周時(shí),反應(yīng)器中污泥濃度明顯增高,開(kāi)始有少量的細(xì)小顆粒污泥出現(xiàn),粒徑在0.51mm左右,內(nèi)循環(huán)連續(xù)性增強(qiáng);第十一周時(shí),反應(yīng)器中出現(xiàn)了大量的顆粒污泥,粒徑在0.53mm之間,出水還略微帶一點(diǎn)點(diǎn)黑色,內(nèi)循環(huán)已經(jīng)連續(xù)。經(jīng)鏡檢發(fā)現(xiàn)顆粒污泥細(xì)菌組成主要是桿菌、絲狀菌和少部分球菌。調(diào)試進(jìn)行過(guò)程中,由于

15、大量污泥被淘汰掉,會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器中污泥總量的減少。一次這時(shí)一定要注意保持負(fù)荷的穩(wěn)定,否則可能會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器中酸化現(xiàn)象的發(fā)生。尤其要注意檢測(cè)IC 出水中堿度的情況,保持反應(yīng)器中堿度在2 0004 000mg/L 10。有關(guān)研究表明,在一定的堿度范圍內(nèi),進(jìn)水堿度高的反應(yīng)器污泥顆粒化速度快11。 3、處理效果與分析3.1 IC 反應(yīng)器出水水質(zhì)分析 圖3-1 IC 反應(yīng)器對(duì)COD 去除效果Fig 3-1 The removal rate of IC reactor to COD of wastewater經(jīng)過(guò)2個(gè)多月的調(diào)試,到2008年7月15日為止,系統(tǒng)已經(jīng)取得了較好的去除效果。表3-1為調(diào)試以來(lái)檢測(cè)I

16、C 反應(yīng)器對(duì)廢水去除效果。由表3-1可見(jiàn),用IC 反應(yīng)器處理高濃度乳酸廢水,當(dāng)進(jìn)水濃度和負(fù)荷逐步提高時(shí),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,IC 反應(yīng)器總能夠適應(yīng)過(guò)來(lái)。當(dāng)進(jìn)水濃度提高到11 000mg/L 左右,進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷達(dá)到15kg/m 3·d 時(shí),去除率可以達(dá)到80%左右。由圖還可見(jiàn),當(dāng)每次提高進(jìn)水負(fù)荷和濃度時(shí),經(jīng)過(guò)幾天時(shí)間,IC 反應(yīng)器總能恢復(fù)過(guò)來(lái),可見(jiàn)IC 反應(yīng)器抗沖擊負(fù)荷的能力時(shí)很強(qiáng)的,尤其是在形成了內(nèi)循環(huán)的條件下。這可能是因?yàn)閮?nèi)循環(huán)的形成在一定程度上對(duì)進(jìn)水進(jìn)行了稀釋,同時(shí),顆粒污泥活性很強(qiáng)的緣故。可見(jiàn),IC 反應(yīng)器處理高濃度乳酸廢水效果是很好的。 3.2 BIOFOR 出水水質(zhì)分析表5-2為

17、IC 反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后,其出水進(jìn)入一期工程BIOFOR 處理進(jìn)后連續(xù)一個(gè)星期檢測(cè)出水水質(zhì)表。表3-2 BIOFOR 出水水質(zhì)指標(biāo)Table 3-2 quality of BIOFOR effluent water項(xiàng)目 COD/ mg L -1 SS/ mg L -1 氨氮/mg L -1色度/倍pH 日期 進(jìn)水 出水 進(jìn)水 出水 進(jìn)水 出水 進(jìn)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(jiàn),除個(gè)別時(shí)段出水COD 和SS不達(dá)標(biāo)外,其余時(shí)段水質(zhì)都是達(dá)標(biāo)的。經(jīng)分3-1 IC 反應(yīng)器對(duì)COD 去除效果Table 3-1 The removal rate of IC reator to COD of wastewater200040006000800010000120001400015913172125293337414549535761656974時(shí)間(d 進(jìn)水C O D 濃度(m g /L 1

19、02030405060708090去除率(%析7月21號(hào)出水水質(zhì)發(fā)現(xiàn),COD和SS之所以會(huì)提高是因?yàn)锽IOFOR需要反沖洗的緣故,出水中夾帶了很多生物膜。反沖洗后發(fā)現(xiàn)一切恢復(fù)正常。3.3 經(jīng)濟(jì)核算該工程總投資為260萬(wàn),設(shè)計(jì)每天耗電量為170kw·h/d,電費(fèi)按0.6元每千瓦時(shí)計(jì)算,則每天的電費(fèi)102元;每天藥劑400元/d,若污水廠安排4個(gè)員工,每個(gè)員工月工資為1500元,則污水站每天運(yùn)行費(fèi)用為102+400+200=702元。處理單位體積高濃度乳酸廢水的價(jià)格為2.3元/t。4、結(jié)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(jìn)水好氧處理,系統(tǒng)對(duì)高濃度乳酸廢水COD去除率達(dá)到99%以上,在日常運(yùn)行時(shí)需注意:1、把握好混凝沉淀這一關(guān)節(jié),為后續(xù)厭氧生化處理充分降低負(fù)荷。同時(shí),大量懸浮物進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器會(huì)降低反應(yīng)器中污泥活性。2、控制好進(jìn)水中的堿度在2 0004 000mg/L,乳酸廢水主要成分是有機(jī)酸,因此保持廢水對(duì)酸度有一定的緩沖能力是很必要的。3、當(dāng)IC反應(yīng)器受到很高的沖擊負(fù)荷時(shí),可暫時(shí)關(guān)掉進(jìn)水,同時(shí)打開(kāi)外循環(huán),讓反應(yīng)器內(nèi)的廢水進(jìn)行循環(huán)流動(dòng),以此達(dá)到降低負(fù)荷的目的。4、要嚴(yán)格定期的對(duì)BIOFOR進(jìn)行反沖洗,防止濾床堵塞而導(dǎo)致出水水質(zhì)惡化。參考文獻(xiàn)1 徐金蘭張敬東 SBR法處理乳酸廢水的研究D.武漢大學(xué)碩士學(xué)位論文. 2004.04.012 國(guó)家環(huán)保總局.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第4版M.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)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