環(huán)境論文投稿摘要：淀粉廢水產(chǎn)生量大,有機(jī)物濃度高,是難處理的工業(yè)廢水之一。某淀粉廠廢水處理采取的處理工藝為“UASB—生物轉(zhuǎn)化—接觸氧化”。本文以此為研究對(duì)象，重點(diǎn)對(duì)UASB反應(yīng)器快速啟動(dòng)，污泥床快速顆粒化及厭氧、好氧處理單元銜接技術(shù)開展了研究。
　　Abstract:starch waste water produced in large quantity, high concentration of organic substance, is difficult to handle one of the industrial wastewater. A starch factory wastewater treatment process for taking" UASB biotransformation - contact oxidation". This paper, as the object of study, focusing on the UASB reactor quick start, rapid granulation sludge bed and anaerobic, aerobic processing unit cohesion technology to carry out research.
　　Key word: starch wastewater; anaerobic aerobic biochemical treatment; UASB reactor; biotransformation; contact oxidation
　　中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
　　一、生產(chǎn)過程及廢水的產(chǎn)生情況
　　某公司以玉米為原料生產(chǎn)淀粉，生產(chǎn)能力為10×104t/a。其生產(chǎn)過程為原料玉米首先經(jīng)凈化除塵，通過水力輸送加入浸漬罐，加亞硫酸保溫浸漬;產(chǎn)生的浸漬液經(jīng)三效蒸發(fā)回收玉米漿;浸漬后的玉米經(jīng)破碎，分離出胚芽、纖維，精磨后離心分離出淀粉，分離淀粉后的工藝水經(jīng)氣浮回收蛋白質(zhì)后部分用于輸送玉米。生產(chǎn)過程中排放的廢水主要為玉米輸送水和設(shè)備、地面沖洗水。根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)，該廢水的水質(zhì)情況見表1-1。

水質(zhì)指標(biāo)	pH	COD/(mg•L-1)	BOD/(mg•L-1)	SS/(mg•L-1)	SO42-/(mg•L-1)
淀粉廢水	4.5～5.4	7350～8500	5900～6800	560～900	220～250

　　表1-1 廢水水質(zhì)
　　綜上可見，淀粉廢水污染物成分復(fù)雜、濃度高，屬高濃度有機(jī)廢水，并含有較高濃度的硫酸鹽。處理難度較大，是治理的重點(diǎn)。
　　二、廢水處理工程概況
　　1.設(shè)計(jì)參數(shù)
　　(1) 設(shè)計(jì)規(guī)模
　　根據(jù)實(shí)際測(cè)量，并考慮到廢水產(chǎn)生的波動(dòng)性，廢水處理站處理規(guī)模為800 m3·d-1，33.33 m3·h-1。
　　(2)設(shè)計(jì)水質(zhì)
　　進(jìn)水水質(zhì)：pH=4.5，COD=8 500 mg·L-1，BOD5=6 800 mg·L-1，SS=750 mg·L-1。
　　出水水質(zhì)：根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保局要求，本工程廢水處理后應(yīng)滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)表2其他排污單位二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：即pH=6～9，COD=150 mg·L-1，BOD5=60 mg·L-1，SS=200 mg·L-1。
　　2.工藝流程的確定及描述
　　淀粉廢水有機(jī)物濃度高，可生化性好。目前從國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用情況看，均采用以生化法為主的工藝進(jìn)行處理。采取的具體工藝多為厭氧、厭氧—好氧的工藝技術(shù)路線。厭氧法多采用第二代厭氧反應(yīng)器—UASB反應(yīng)器，該反應(yīng)器生物持有量大，負(fù)荷高，有機(jī)物去除率高，但反應(yīng)器出水仍較高，一般情況下難以達(dá)到國(guó)家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。為此，為達(dá)到較好的出水水質(zhì)，實(shí)際應(yīng)用中多對(duì)厭氧出水再進(jìn)一步進(jìn)行好氧法處理，構(gòu)成“厭氧—好氧”組合工藝。好氧法主要包括活性污泥法和生物膜法即生物接觸氧化法。其中接觸氧化法抗抑制能力強(qiáng)，無污泥膨脹現(xiàn)象，凈化效率高，污泥產(chǎn)生量小，目前應(yīng)用較為廣泛。從目前應(yīng)用的“厭氧—好氧”組合工藝看，實(shí)際是厭氧好氧的簡(jiǎn)單組合，未考慮兩級(jí)處理單元微生物特性的差異和后續(xù)好氧處理對(duì)水質(zhì)的要求，因此當(dāng)對(duì)處理后水質(zhì)要求較高時(shí)，就難以滿足處理要求。
　　為保證排水水質(zhì)，廢水處理的工藝在采用厭氧—好氧工藝技術(shù)路線的基礎(chǔ)上，充分考慮厭氧反應(yīng)器的出水水質(zhì)特點(diǎn)和后續(xù)好氧對(duì)水質(zhì)的要求，在厭氧—好氧單元間采取過渡銜接措施。采取的工藝流程見圖2-1。
　　廢水經(jīng)加堿、中和后進(jìn)入廢水處理站的沉淀池，沉降分離廢水中的懸浮物，上清液進(jìn)入廢水調(diào)節(jié)池，進(jìn)行水質(zhì)均衡和水量的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)后的廢水經(jīng)換熱器升溫后，由污水泵從底部送入上流式厭氧污泥床(UASB)反應(yīng)器，控制反應(yīng)器溫度為35±1℃。在厭氧反應(yīng)器中，廢水首先通過反應(yīng)器底部的厭氧污泥床，厭氧微生物將廢水中的大部分有機(jī)物降解為沼氣;混合液(沼氣、污泥、廢水)向上經(jīng)過三相分離器完成氣(沼氣)、固(污泥)、液(廢水)的分離;與廢水分離后的沼氣聚集在氣室內(nèi)，依次經(jīng)水封、氣水分離器、緩沖罐，經(jīng)沼氣流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)入氣柜;在沉淀區(qū)內(nèi)廢水中的污泥沉降分離返回到污泥床層，出水進(jìn)入沉淀池進(jìn)一步分離挾帶的污泥，上清液排入生物轉(zhuǎn)化器，控制適當(dāng)?shù)钠貧鈴?qiáng)度，增加廢水的溶解氧以提高廢水的氧化還原電位，去除廢水中的厭氧產(chǎn)物—硫化物。出水經(jīng)沉淀后進(jìn)入接觸氧化池，在好氧條件下靠微生物的生物作用，將廢水中有機(jī)物分解為CO2和H2O，出水經(jīng)二沉池澄清后排放。系統(tǒng)的剩余污泥入濃縮罐濃縮經(jīng)板框壓濾脫水后做農(nóng)肥。
　　
三、厭氧反應(yīng)器的快速啟動(dòng)及污泥顆粒化技術(shù)研究
　　厭氧反應(yīng)器處理淀粉廢水時(shí)，采用低濃度、高水力負(fù)荷、間歇進(jìn)水的方式對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行啟動(dòng)，每臺(tái)反應(yīng)器的污泥接種量約為23.9 gVSS/L，控制進(jìn)水COD濃度為4 000～5 000 mg·L-1，進(jìn)水負(fù)荷為1.0 kgCOD/ (m3·d)，水溫為34℃～36℃，30天后完成啟動(dòng)。在負(fù)荷提高階段，進(jìn)水COD濃度由4 500 mg·L-1逐步增至7 500 mg·L-1左右，進(jìn)水負(fù)荷相應(yīng)地由2.24 kgCOD/(m3·d)逐漸增加至4.03 kgCOD/(m3·d)，經(jīng)40天運(yùn)行，反應(yīng)器對(duì)COD的平均去除率達(dá)到94.8%。穩(wěn)定運(yùn)行期間，進(jìn)水COD濃度在6 700～8300 mg·L-1之間波動(dòng)，平均負(fù)荷3.67 kgCOD/(m3·d)，出水COD為290～430 mg·L-1，COD平均去除率為94.9%。可見，反應(yīng)器啟動(dòng)周期短，負(fù)荷提高快，有機(jī)物去除率高，運(yùn)行穩(wěn)定。
　　通過對(duì)厭氧反應(yīng)器中的污泥特性變化情況的觀測(cè)可知：?jiǎn)?dòng)后，經(jīng)50天運(yùn)行，進(jìn)水COD濃度為4 200～6 200 mg·L-1，運(yùn)行負(fù)荷達(dá)到3.0 kgCOD/m3·d左右時(shí)，形成絮體污泥;又經(jīng)過50天的運(yùn)行，進(jìn)水COD濃度由6 000 mg·L-1提高到7 500 mg·L-1左右，容積負(fù)荷達(dá)到約3.75 kgCOD/(m3·d)，開始出現(xiàn)顆粒污泥;此后加大4#反應(yīng)器進(jìn)水量，以提高反應(yīng)器運(yùn)行負(fù)荷，經(jīng)過35天運(yùn)行，生成大量沉降性好的顆粒污泥，實(shí)現(xiàn)污泥顆粒化。
　　對(duì)顆粒污泥的形成條件的研究結(jié)果表明：試驗(yàn)采用的城市污水處理廠消化污泥為主的接種污泥，菌種厭氧微生物含量高，活性好，有機(jī)、無機(jī)營(yíng)養(yǎng)豐富，采用高濃度接種，加快了反應(yīng)器的啟動(dòng)速度;污泥負(fù)荷達(dá)到0.287 kgCOD/(kgVSS·d)時(shí)，污泥流失現(xiàn)象明顯減輕;水力負(fù)荷增加造成的水力分級(jí)現(xiàn)象對(duì)顆粒污泥生長(zhǎng)是有利;較大的氣體負(fù)荷在改善反應(yīng)器混合狀態(tài)和實(shí)現(xiàn)污泥顆粒化的過程中起到了重要作用;厭氧反應(yīng)器應(yīng)在中性或略偏堿性狀態(tài)下運(yùn)行;硫酸鹽的存在未能影響反應(yīng)器的運(yùn)行效果及顆粒污泥的形成過程;廢水中鈣離子存在在一定程度上促進(jìn)了污泥顆粒化的進(jìn)程。
　　經(jīng)15天對(duì)4#反應(yīng)器進(jìn)行的負(fù)荷提高試驗(yàn)表明：進(jìn)水量由200 m3·d-1逐步提高到480 m3·d-1，反應(yīng)器水力停留時(shí)間由48 h減少到20 h。相應(yīng)反應(yīng)器運(yùn)行負(fù)荷由3.85 kgCOD/(m3·d)提高到10.02 kgCOD/(m3·d)，COD去除率分別為94.5%和89.4%。可見，
　　負(fù)荷的提高對(duì)反應(yīng)器的運(yùn)行效果未產(chǎn)生明顯的影響。較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行結(jié)果表明：厭氧反應(yīng)器可能達(dá)到更高的運(yùn)行負(fù)荷。
　　厭氧反應(yīng)器重新啟動(dòng)及對(duì)不利條件的承受情況研究結(jié)果表明，厭氧反應(yīng)器優(yōu)良的特性，除表現(xiàn)在較高的運(yùn)行效果情況下，可達(dá)到較高的運(yùn)行負(fù)荷外，還有較快的啟動(dòng)速度和較好的承受沖擊的能力。
　　四、厭氧—好氧單元銜接技術(shù)研究
　　通過研究與實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：
　　(1)通過分析確定厭氧處理出水溫度、pH值不會(huì)對(duì)后續(xù)好氧生物處理產(chǎn)生影響。但溶解氧和抑制物-硫化物濃度高，必須進(jìn)行處理。從運(yùn)行效果看，當(dāng)控制溶解氧為1.4～1.6 mg·L-1運(yùn)行時(shí)，COD去除率一直穩(wěn)定在15%左右。
　　(2) 生物轉(zhuǎn)化器接種啟動(dòng)后，逐步增加曝氣強(qiáng)度，經(jīng)過21天實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，處理原出水中的硫化物濃度平均達(dá)到2.6 mg·L-1，去除率為95.2%。并在混合液及沉淀的污泥中可明顯發(fā)現(xiàn)懸浮物和沉淀出的硫顆粒。
　　(3) 本研究反應(yīng)器進(jìn)水pH均值為7.6，出水為7.8，分析其原因是廢水中的硫化物(HS-、S2-)呈堿性，在好氧條件下，無色硫細(xì)菌將廢水中的硫化物氧化成S，廢水中H2S、HS- 堿度轉(zhuǎn)變成HCO3- 和CO32-堿度而導(dǎo)致體系pH升高，但堿度不變。
　　(4) 厭氧反應(yīng)器出水直接進(jìn)生物接觸氧化池，采用悶曝式啟動(dòng)，控制接觸氧化池內(nèi)溶解氧2～4 mg·L-1，水力停留時(shí)間在20 h以上時(shí)，COD的去除率變化不大，穩(wěn)定在66%左右，出水COD為125～130 mg·L-1。水力停留時(shí)間為11 h時(shí)即接觸氧化池滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，COD去除率為40.1%，出水COD為227 mg·L-1。
　　(5) 投入穩(wěn)定運(yùn)行的生物轉(zhuǎn)化器出水進(jìn)入已成功啟動(dòng)的接觸氧化池，控制接觸氧化池水力停留時(shí)間11 h，混合液溶解氧濃度為2.5～3.0 mg·L-1。經(jīng)過7天運(yùn)行，接觸氧化池投入穩(wěn)定運(yùn)行，COD去除率為71.3%，出水COD達(dá)到100 mg·L-1。
　　(6) 對(duì)比試驗(yàn)研究結(jié)果表明：生物轉(zhuǎn)化器的設(shè)置使系統(tǒng)具有針對(duì)性強(qiáng)，水力停留時(shí)間短，凈化效果好等優(yōu)點(diǎn)，出水水質(zhì)可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
　　五、結(jié)論
　　通過以上對(duì)某公司淀粉廢水所進(jìn)行的試驗(yàn)研究，初步可得出以下主要結(jié)論：
　　通過對(duì)處理高濃度有機(jī)廢水不同工藝形式的研究、比較和選擇，依據(jù)對(duì)該企業(yè)淀粉廢水的水質(zhì)水量的實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果，提出了“UASB—生物轉(zhuǎn)化器—接觸氧化”這一技術(shù)路線并分析了其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性，整體工藝具有占地面積小、效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
　　從實(shí)施的工程運(yùn)行結(jié)果看，“綜合技術(shù)”工藝路線合理，針對(duì)強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣;單元設(shè)備高效、穩(wěn)定可靠;先進(jìn)的整體工藝及單元處理控制技術(shù)保證了處理系統(tǒng)的高效運(yùn)行。
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