醬油廢水處理工藝
醬油(you)生產廢水(shui)(shui)屬于比(bi)較(jiao)難處(chu)理(li)的(de)(de)(de)工(gong)業廢水(shui)(shui)。雖(sui)然(ran)其BOD5/COD值一般(ban)大于0．4，可生化性(xing)好，但(dan)由于含(han)有(you)大量(liang)難降解有(you)機(ji)物(wu)，色度(du)的(de)(de)(de)生物(wu)降解性(xing)差(cha)，鹽(yan)度(du)高以及(ji)污染物(wu)負荷變化較(jiao)大，傳(chuan)統活(huo)性(xing)污泥法(fa)對(dui)該廢水(shui)(shui)的(de)(de)(de)處(chu)理(li)效果較(jiao)差(cha)。采用MBR工(gong)藝處(chu)理(li)該類廢水(shui)(shui)，可以利用膜的(de)(de)(de)截(jie)留作用保持(chi)反應器內較(jiao)高的(de)(de)(de)污泥濃(nong)度(du)及(ji)較(jiao)強的(de)(de)(de)抗沖(chong)擊能(neng)力，避免傳(chuan)統活(huo)性(xing)污泥法(fa)處(chu)理(li)醬油(you)廢水(shui)(shui)時色度(du)與COD去除不同步(bu)的(de)(de)(de)現(xian)象，而(er)且可以減少剩余污泥產量(liang)。
1工程概(gai)述
廣(guang)東省鶴山市(shi)某調味品(pin)公司以生(sheng)產醬油為主，兼營醬品(pin)及腐乳的(de)生(sheng)產。由(you)于(yu)生(sheng)產中各工(gong)段排(pai)放的(de)廢(fei)水(shui)不同，所(suo)以排(pai)放口的(de)廢(fei)水(shui)水(shui)質波動很大(見表1)。
表1醬油廢水水質
Tab．1Wastewaterquality
該公司原(yuan)建有一套處理(li)能力(li)為1000m3/d的厭氧/SBR/物(wu)化(hua)處理(li)系統，存在的主要(yao)問題有:①抗沖(chong)擊負荷能力(li)不(bu)(bu)強，系統出水水質(zhi)不(bu)(bu)能穩定達標(biao);②物(wu)化(hua)處理(li)加藥量(liang)非常大，運行費用高(gao);③處理(li)水量(liang)不(bu)(bu)能滿(man)足企(qi)業發展需要(yao);④原(yuan)有工藝(yi)占地(di)面積較大，用地(di)緊張(zhang)制約了企(qi)業的擴產。
在前期試驗研究的基礎上，該公司對原有廢水處(chu)理(li)工(gong)藝進行(xing)了改造，改造后處(chu)理(li)能(neng)力為2000m3/d。工(gong)藝流程如圖1所示。
圖1改造后醬油廢水處理工藝流程(cheng)
Fig．1Flowchartofreconstructedprocess
調節池(chi)容(rong)積(ji)為(wei)(wei)1000m3，水力停留時間為(wei)(wei)16h。厭氧工序分2段(duan)，厭氧1由2個(ge)總容(rong)積(ji)為(wei)(wei)1500m3的池(chi)塘組成，水力停留時間為(wei)(wei)24h;厭氧2為(wei)(wei)人工強化厭氧工段(duan)，池(chi)體為(wei)(wei)鋼筋(jin)混凝土結構，尺寸為(wei)(wei)50m×18m×6m，分8格，有效容(rong)積(ji)為(wei)(wei)4500m3，池(chi)內(nei)投加聚乙烯球形填(tian)料，水力停留時間為(wei)(wei)72h。
好(hao)氧(yang)(yang)(yang)池(chi)為(wei)(wei)(wei)鋼筋混凝土結構，有(you)效容積為(wei)(wei)(wei)3000m3，分4格(ge)(ge)(ge)(ge)(見圖2)。其中(zhong)第(di)1、2格(ge)(ge)(ge)(ge)為(wei)(wei)(wei)好(hao)氧(yang)(yang)(yang)池(chi)(DO＞2．5mg/L)，第(di)3格(ge)(ge)(ge)(ge)為(wei)(wei)(wei)兼氧(yang)(yang)(yang)池(chi)(DO＜1．0mg/L)，第(di)4格(ge)(ge)(ge)(ge)為(wei)(wei)(wei)好(hao)氧(yang)(yang)(yang)MBR池(chi)(DO＞2．5mg/L)。第(di)1、2格(ge)(ge)(ge)(ge)主要用于降解有(you)機物(wu)以(yi)及硝(xiao)化反(fan)應;第(di)3格(ge)(ge)(ge)(ge)則通過(guo)兼氧(yang)(yang)(yang)反(fan)硝(xiao)化脫氮，第(di)3格(ge)(ge)(ge)(ge)末端(duan)的(de)(de)泥(ni)(ni)水(shui)混合物(wu)以(yi)200%的(de)(de)比例回(hui)流(liu)(liu)到第(di)2格(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)起始端(duan)。第(di)4格(ge)(ge)(ge)(ge)浸沒式(shi)安裝中(zhong)空(kong)纖維膜組(zu)件(jian)(jian)，該膜組(zu)件(jian)(jian)采(cai)(cai)用片式(shi)改性聚(ju)丙烯膜，孔徑為(wei)(wei)(wei)0．1μm，每片膜面(mian)(mian)積為(wei)(wei)(wei)8m2，共1800片，總膜面(mian)(mian)積為(wei)(wei)(wei)14400m2，膜組(zu)件(jian)(jian)尺寸(L×B)為(wei)(wei)(wei)800mm×500mm。第(di)4格(ge)(ge)(ge)(ge)末端(duan)的(de)(de)污泥(ni)(ni)通過(guo)污泥(ni)(ni)泵定期回(hui)流(liu)(liu)到第(di)1格(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)起始端(duan)。第(di)1、2、3格(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)污泥(ni)(ni)濃度(du)為(wei)(wei)(wei)7000mg/L，第(di)4格(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)污泥(ni)(ni)濃度(du)＞8500mg/L。好(hao)氧(yang)(yang)(yang)工(gong)藝采(cai)(cai)用真(zhen)空(kong)泵抽吸出(chu)水(shui)。在(zai)運(yun)行過(guo)程中(zhong)發(fa)現，隨著(zhu)系(xi)統的(de)(de)運(yun)行pH值會(hui)有(you)下降趨勢，故每天(tian)向系(xi)統投(tou)(tou)加堿(NaOH)，投(tou)(tou)加量為(wei)(wei)(wei)100kg/d。
圖2MBR反應(ying)池的平面示(shi)意
Fig．2SchematicdiagramofMBRtank
好氧(yang)出(chu)水(shui)進(jin)入(ru)混凝(ning)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)工藝，混凝(ning)反應時(shi)間(jian)為(wei)30min，沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)池(chi)(chi)采用平流沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)池(chi)(chi)，表面負荷為(wei)1m3/(m2·h)，尺寸(L×B×H)為(wei)20m×4．2m×5m，沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)時(shi)間(jian)為(wei)2h。沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)池(chi)(chi)出(chu)水(shui)通過管道混合(he)器(qi)投加含次氯酸鈉13%的漂水(shui)，經過氧(yang)化(hua)脫色后排(pai)放(fang)。
2工藝運行(xing)效果
2.1厭氧工段
厭(yan)氧(yang)工(gong)段(duan)于2009年8月開始調試運(yun)行，接種污(wu)(wu)泥取自附近市政污(wu)(wu)水(shui)廠的干(gan)化污(wu)(wu)泥及原工(gong)程厭(yan)氧(yang)段(duan)的污(wu)(wu)泥。加入污(wu)(wu)泥后連續小流(liu)量向(xiang)厭(yan)氧(yang)2進(jin)水(shui)，并(bing)逐漸增加進(jin)水(shui)量直至(zhi)設(she)計(ji)流(liu)量。
在(zai)厭氧(yang)處(chu)理(li)的前60天，COD去除效果不明顯，可能因為厭氧(yang)污泥的生(sheng)長(chang)比較緩慢，其COD去除率僅為30%左(zuo)右(you)。隨著厭氧(yang)污泥的增(zeng)長(chang)，出水COD開始明顯下降(jiang)，運行3個月(yue)后，厭氧(yang)出水COD穩定在(zai)500mg/L左(zuo)右(you)，去除率＞60%。
厭(yan)氧過程會導(dao)致廢水(shui)中氨(an)(an)(an)氮(dan)明顯升(sheng)高(gao)。前60天氨(an)(an)(an)氮(dan)的增加不明顯，在(zai)180～190mg/L之間(jian)波動。隨后，出水(shui)氨(an)(an)(an)氮(dan)快(kuai)速升(sheng)高(gao)到200mg/L左右并逐漸穩(wen)定，其原因是大量(liang)有(you)機氮(dan)經厭(yan)氧轉化為氨(an)(an)(an)氮(dan)。
在厭氧過(guo)程(cheng)中(zhong)，色(se)度(du)也(ye)明顯升高(gao)。前60天色(se)度(du)基本在380～400倍(bei)范圍(wei)內(nei)波動，其后穩定在400倍(bei)左右。其原因可能是一些(xie)蛋白質中(zhong)的(de)褐色(se)素被分解(jie)釋放，并(bing)且厭氧池(chi)沒有遮光(guang)(guang)，致(zhi)使大(da)量的(de)醬油色(se)素由于太陽光(guang)(guang)的(de)暴曬而(er)致(zhi)色(se)度(du)加深。
厭氧池出(chu)水濁(zhuo)度經過(guo)初(chu)期的波動之后，基本可以穩定在100NTU。
2.2好氧工段(duan)
好(hao)氧工(gong)段于2010年4月開始調試，接種污泥取自附(fu)近市政污水廠的干化污泥。 ;
實際(ji)運(yun)行情況(kuang)表明(ming)，需(xu)要較(jiao)(jiao)長時(shi)間的(de)(de)(de)(de)調試期(qi)才能使好氧(yang)MBR的(de)(de)(de)(de)處理(li)效(xiao)果穩定(ding)(ding)(ding)下來。出(chu)水(shui)COD在(zai)(zai)前(qian)200天內波(bo)動范圍(wei)為150～360mg/L，去(qu)除(chu)(chu)率為28%～70%。其(qi)原因(yin)可(ke)能是廢水(shui)鹽度與氨(an)氮均較(jiao)(jiao)高(gao)，系統(tong)中微(wei)生(sheng)物抗(kang)沖(chong)擊能力(li)差(cha)，需(xu)要較(jiao)(jiao)長的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)(ding)期(qi)。另外(wai)，系統(tong)調試到160天時(shi)，工程(cheng)所(suo)在(zai)(zai)地進入冬季，水(shui)溫(wen)較(jiao)(jiao)低導致系統(tong)污泥(ni)的(de)(de)(de)(de)性(xing)能變(bian)差(cha)。隨著各種條件的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)(ding)，活性(xing)污泥(ni)微(wei)生(sheng)態系統(tong)日益(yi)穩定(ding)(ding)(ding)，COD去(qu)除(chu)(chu)率也逐漸穩定(ding)(ding)(ding)。運(yun)行到230天后(hou)，出(chu)水(shui)COD穩定(ding)(ding)(ding)在(zai)(zai)160mg/L左右，此時(shi)的(de)(de)(de)(de)BOD5僅(jin)為3．4mg/L，說明(ming)剩(sheng)下的(de)(de)(de)(de)COD多屬于難生(sheng)物降解(jie)部分。色度的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)效(xiao)果與COD相似，同樣(yang)出(chu)現了較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)波(bo)動，在(zai)(zai)運(yun)行200天后(hou)，出(chu)水(shui)色度才逐漸穩定(ding)(ding)(ding)在(zai)(zai)100倍左右。
好氧工段對氨(an)(an)(an)氮的效果比較(jiao)理想，出水(shui)氨(an)(an)(an)氮基(ji)本(ben)在10mg/L以(yi)下，其原因可(ke)能(neng)是MBR中硝化(hua)菌生長良好，以(yi)及好氧池第3格的兼(jian)氧區有較(jiao)好的脫(tuo)氮效果。與很多研究(jiu)的結(jie)論一致，MBR出水(shui)中濁度基(ji)本(ben)能(neng)保(bao)持在1NTU以(yi)下。氨(an)(an)(an)氮和濁度均達到了廣東省《水(shui)污(wu)染物排放限值》(DB44/26—2001)的要求。
2.3混凝沉淀與氧化脫色(se)
針對MBR出水中COD和(he)(he)色度不達標(biao)的(de)問題(ti)，進一(yi)步采用(yong)了混凝沉淀和(he)(he)氧化脫色工(gong)序。
隨著PAC投加量的增(zeng)加，出(chu)水COD先降(jiang)后(hou)升，加藥量約(yue)為(wei)80mg/L時(shi)，出(chu)水COD能保持在(zai)90mg/L以(yi)下(xia)，出(chu)水色度約(yue)為(wei)60倍(bei)。
投(tou)(tou)加含次氯酸鈉(na)13%的(de)(de)漂水可以(yi)明顯去除廢(fei)水中的(de)(de)色(se)(se)度，投(tou)(tou)加量越(yue)大，脫色(se)(se)效果越(yue)好。當(dang)投(tou)(tou)加量＞1mL/L時，出水色(se)(se)度基本低于40倍，可以(yi)達到DB44/26-2001的(de)(de)要求。
2.4主要經(jing)濟指標(biao)
改(gai)造(zao)后(hou)新(xin)工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)(de)電費(fei)為(wei)(wei)0．57元/m3、藥劑(ji)費(fei)為(wei)(wei)1．9元/m3，而原(yuan)工(gong)(gong)藝采用(yong)SBR法時電費(fei)與藥劑(ji)費(fei)分別(bie)為(wei)(wei)0．85元/m3和(he)3．2元/m3，新(xin)工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)(de)運(yun)行費(fei)用(yong)明(ming)(ming)顯降(jiang)低。如果考慮膜折舊與人工(gong)(gong)費(fei)用(yong)，新(xin)工(gong)(gong)藝處(chu)理(li)該企業醬油廢(fei)水的(de)(de)(de)(de)運(yun)行成本(ben)基本(ben)可以控制在3．0元/m3。另外，新(xin)工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)(de)表觀污(wu)(wu)泥(ni)產率(lv)基本(ben)小(xiao)于0．1gMLSS/gCOD，比傳統活性(xing)污(wu)(wu)泥(ni)法的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)產率(lv)(＞0．3gMLSS/gCOD)低，剩余污(wu)(wu)泥(ni)量明(ming)(ming)顯降(jiang)低，污(wu)(wu)泥(ni)處(chu)理(li)費(fei)用(yong)也減(jian)少(shao)。
3結論
對某(mou)調味(wei)品(pin)公(gong)司(si)的(de)醬油廢(fei)水處理工(gong)藝(yi)進行(xing)(xing)改造，采用厭氧/好氧MBR/混凝(ning)沉淀/氧化脫色工(gong)藝(yi)，穩定運行(xing)(xing)后出水水質(zhi)分別為:COD＜90mg/L、氨氮＜10mg/L、色度(du)＜40倍、濁度(du)＜1NTU，各項指標均可達到廣東省《水污染(ran)物排放(fang)限(xian)值(zhi)》(DB44/26-2001)的(de)要求。經濟(ji)指標分析(xi)表明，該工(gong)藝(yi)運行(xing)(xing)費用低，可行(xing)(xing)性良好。
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