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6.6.2 主体处理单元技术要求
(1)调节池
味精废水排放量和排放水质随着生产方式、生产周期的变化而改变,每天每小时的排水
不均匀。而处理设备需要在均匀水量和水质的负荷下运行,才能保障其处理效果和经济效益,
因此需要在处理设施前设置调节池。
调节池容积应按废水量逐时变化曲线及处理量逐时变化曲线所围面积之最大部分算出
来,同时还要考虑均匀水质的时间。当缺乏相关资料难以计算时,亦可按最大日流量的调节
时间计算。
从对国内味精企业废水处理设施的调研结果看,大多数味精厂调节池的水力停留时间在
16-30hr,从运行效果看,当调节池水力停留时间达到24hr 时即可取得较好的效果,水力
停留时间过短,容易影响后续设施的稳定运行,水力停留时间过长(大于30hr),会提高投
资和占地成本使得经济指标不合理。设计中不应片面地追求加大调节池容积,而应从合理调
整来水量和处理量之间关系的角度考虑,工程实施时,可根据具体工程规模确定。
味精工业废水处理工程中,易将调节池设为封闭式。一方面味精工业废水属于发酵生产
废水,臭味严重,另一方面大多味精企业处于北方寒冷地区,冬季需保温,而夏季生产废水
水温过高需要降温,如实际调研中山东雪花的夏季好氧进水就达到了近40℃,对处理设施
的稳定运行构成很大影响。调节池宜安装通排风和除臭设施,调研中有企业采用生物滤池处
理后排放。
调节池内应设置预曝气机或机械搅拌设施,可以防止废水在储存时腐化发臭,减少池内
沉淀物,对后面的处理有利。为充分利用调节池,可根据废水处理工艺情况选择兼起预生化
或催化氧化等功能的调节池,此时曝气量还应满足工艺需氧量的要求。
味精工业废水以偏酸性废水为主,且硝化反应消耗的碱度较大,一般在厌氧和好氧池之
前均需设置调节池,需投加碱液(30%NaOH)或石灰调节pH。
(2)厌氧生物处理
厌氧处理技术是指在无氧条件下,利用厌氧微生物的生命活动,将各种有机物或无机物
加以转化的过程。近几十年来,随着全球性能源问题的日益突出,人们对厌氧技术产生了新
的认识和估价,厌氧技术的理论和实践都有了很大的进步。厌氧处理技术可以去除废水中大
部分的COD,特别是对高浓度有机工业废水具有较好的处理效果,可以降低后续好氧处理过
程的污染负荷和运行成本。但是厌氧处理后的污水很难达到国家规定的排放标准,厌氧处理
后的废水需经过进一步好氧生物处理。
对存在淀粉废水的味精企业,可对淀粉生产过程排出的生物降解性能良好的高浓度有机
废水首先进行厌氧生物处理,去除废水中70%以上的有机污染负荷,减轻后续好氧生物处理
的负担。考虑到后续反应器将要进行生物脱氮处理,在设计厌氧段去除率或厌氧出水COD
时应考虑需满足后续生物脱氮反应过程C/N 比值>4。
厌氧生物处理通常可选用内循环反应器(IC)或升流式厌氧污泥床(UASB)或普通厌氧
生化池,有关参数应通过试验确定。调研中,一些味精企业采用水解酸化工艺作为厌氧前的
预处理工艺,一定程度上降低了污泥产量,提高了废水的去除率。根据调研资料及运行效果
分析,水解酸化时间宜选取6-12hr。
进水中的氨氮浓度达到一定值后会对产甲烷菌有抑制作用,因此厌氧进水的氨氮浓度通
常应控制在200mg/L 以下,即便对产甲烷细菌进行驯化,进水氨氮浓度最多也不能超过
400mg/L。同时,较高的硫酸盐浓度在厌氧过程中可抑制微生物的生长和发酵,使处理停止,
因此厌氧进水的CODCr/SO4
2-的比值宜不小于10,SO4
2-浓度应小于3000 mg/L。厌氧进水的
pH 值应控制在6.0-7.5 的范围内, 厌氧反应器温度应控制在30-40℃,最佳范围为35-38
℃。
厌氧生物处理产生的沼气应妥善收集,经脱硫等净化过程后用于锅炉燃烧或其他用途,
防止沼气排放污染环境。
(3)好氧生物处理
根据对味精工业企业的调查,目前工艺成熟、应用效果好的好氧处理工艺主要包括推流
式曝气池、SBR 工艺和接触氧化池。《味精工业污染物排放标准》(2008 送审稿)对氨氮和总
氮提出了较高的处理要求,本标准规定在好氧生物工艺选择上宜优先选用抗冲击负荷能力较
强且具有脱氮功能的推流式曝气池、SBR 和接触氧化等工艺。
生物脱氮由硝化和反硝化两个生物化学过程组成。氨氮在好氧池中通过硝化菌作用被氧
化成硝态氮,硝态氮在缺氧池中通过反硝化菌作用被还原成氮气逸出。硝化菌是化能自养菌,
需在好氧环境中氧化氨氮获得生长所需能量;反硝化菌是兼性异养菌,它们利用有机物作为
电子供体,硝态氮作为电子最终受体,将硝态氮还原成气态氮。由此可见,要发生反硝化作
用,必须具备下列条件:①有硝态氮;②有有机碳源;③基本无溶解氧(溶解氧会消耗有机
物)。缺氧/好氧法可满足上述要求,且能有效利用碳源,适于脱氮,因此,为降低投碱量,
降低运行成本和总氮排放量,有条件的企业宜在反应池内设置缺氧区进行生物脱氮,并适当
延长缺氧反应时间。
反硝化菌和硝化菌生长的最佳pH 在中性或弱碱性,当环境pH 偏离最佳值时,反应速度
逐渐下降,碱度起着缓冲作用。废水处理生产实践表明,为使好氧池的pH 维持在中性附近,
池中剩余碱度宜大于70mg/L。
根据硝化反硝化方程式,硝化时,将每g 氨氮氧化成硝态氮需消耗7.14g 碱度,反硝化
时,每还原1g 硝态氮成氮气,理论上可回收3.57g 碱度,此外,每去除1 克CODcr 可以产
生0.1-0.2g 碱度。出水剩余碱度可按下式计算:剩余碱度=进水碱度+0.15×化学需氧量
(CODcr)去除量+3×反硝化脱氮量-7.14×硝化氮量,式中7.14 为每g 氨氮氧化成硝态氮
需消耗的碱度,3 为美国EPA 推荐的每还原1g 硝态氮可回收3g 碱度,0.15 为每去除1gCODcr
可以产生的碱度,因此可通过提高反硝化程度或外加碱的方式提高混合液碱度。当需氧化的
氨氮量较多时,布置成多段缺氧/好氧形式(或适当减小SBR 反应池的充水比)特别有利,
采用这种方式,第一个好氧池仅氧化部分氨氮,消耗部分碱度,经第二个缺氧池回收碱度后
再进入第二个好氧池消耗部分碱度,这样可降低对进水碱度的需要量。当C/N 比过小,反硝
化回收碱度后仍不能达到硝化反应所需碱度要求时,需要外加碱提高碱度,以维持系统的生
态平衡。
温度降低时,硝化反应速率随之较快降低,在寒冷地区,应核算废水处理过程中低气温
对废水温度的影响。当废水温度低于10℃时,应按《寒冷地区污水活性污泥法处理设计规
程》(CECS111:2000)有关规定修正设计数据,必要时可采用保温和增温措施,确保反应池
混合液温度不会过低,其他冬季较冷的地区也应根据具体情况进行适当的保温和增温。据调
研,为保证冬季水温,提高氨氮去除率,北方地区的部分企业将室外的曝气池遮蔽,与外界
环境隔离,取得了较好的保温效果;东北某其企业则几乎将所有废水处理和污泥处理设施都
建在了室内,从而保证了寒冷季节的稳定运行。
味精废水中有机物浓度高氨氮浓度高,宜采用悬浮生长的活性污泥处理方法,一般采用
推流式反应池或SBR 反应池。采用活性污泥法计算有效池容时,污泥负荷宜按
0.10-0.25kgBOD5/(kgMLSS•d)设计;采用生物接触氧化法计算有效池容时,容积负荷宜按
0.4-0.8 kgBOD5/(m3(填料)•d)设计,并按废水停留时间12-36h 进行校核。需氧量应按照
好氧进水的五日生化需氧量计算,并考虑氨氮硝化需氧量,按照气水比15:1-30:1 校核。
污泥回流比一般为60%-100%,保证生化池中污泥浓度在3-5g/L。考虑到脱氮的需要,内循
环管线的设置是必须的,内循环回流比一般为0-400%。考虑到进水段负荷高,对运行冲击
负荷大,对于推流式活性污泥法宜采用可以多点进水的灵活进水管线。多点进水的灵活进水
管线也有利于曝气池的后段适当补充碳源达到反硝化脱氮的目的。必要时可以在推流式曝气
池的后段设置填料,以利于世代期较长的微生物生长。也可将推流式曝气池的最后廊道设计
为膜生物反应池。
(4) 二沉池
沉淀池是废水治理工程的主要工艺环节,池型选择应根据处理规模、工艺特点和地质条
件等因素综合确定。
考虑到使用方便和易于比较,根据目前国内的实践经验,参照国外的相关资料,沉淀池
的设计统一以表面水力负荷为主要设计参数,同时应校核固体负荷、沉淀时间、有效水深等
指标,使之相互协调。部分标准规定的沉淀池设计参数见表8:
(5) 深度处理
即便废水种类不同,经生化处理后水质成份也有许多相似之处,本标准结合味精工业废
水的水质特点,参照GB/T 50335 和GB50014 等标准规定了深度处理的主要技术要求,实际
工作中应结合实际情况通过试验优化设计参数。
曝气生物滤池属于生物膜法处理工艺,主要用于氨氮的硝化和反硝化,与接触氧化池相
比,曝气生物滤池具有滤料生物富集量大、容积负荷高、产泥量低的优点,该工艺适用于进
水污染物(特别是SS)含量较低、出水(特别是对脱氮)要求较高的情况。调研企业中有3
家企业运用此工艺来强化接触氧化池出水中有机物去除效果和脱氮效果,但大多数企业通过
调整二级好氧处理的稳定运行,也基本能达标排放。
随着废水排放标准的提高和废水再生利用程度的扩大,深度处理技术,特别是膜技术的
迅速发展展示了废水再生利用的广阔前景,可通过其它单元处理技术(如活性炭、膜技术和
高级氧化技术等)进一步提高废水的处理效率。
根据国家相关规定,为保证公共卫生安全,防止传染性疾病传播,当有回用要求时,深
度处理系统须设置消毒设施。为避免或尽量减少消毒时产生的二次污染物,消毒宜采用紫外
线法和二氧化氯法。
6.6.3 废水回用
废水回用是个系统工程,它将排水和给水联系起来,实现水资源的良性循环,有利于促
进味精加工企业的可持续发展。
标准规定废水回用应以本厂回用为主、厂外回用为辅,其理由是:有利于水量平衡;再
生水用户容易接受;管理方便,出现问题,信息反馈和调整迅速;特征污染物影响较小,供
水水质容易满足;输送管道工程量少,降低供水成本。
6.6.4 污泥处理与处置
(1)污泥量的确定
味精废水污泥主要是好氧生化处理的排出污泥,GB50014 详细规定了剩余污泥量的确定
原则和计算方法。当缺乏资料时,常规情况可按以下数据进行污泥量估算:采用活性污泥法
时,产泥量可按0.5- 0.7kgDS/(kg COD)设计,并按产泥量为废水处理量的1.5%-2%校核,
污泥含水率99.3%- 99.4%。采用生物接触氧化法时,产泥量可按0.3-0.5 kgDS/(kg COD)
设计,并按产泥量为废水处理量的1.0%-2.0%校核,污泥含水率99.3%-99.4%。
(2)污泥处理