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液态奶废水处理工程设计实例探究

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摘要:以某液态奶废水处理工程为例,介绍了调节——水解酸化——厌氧——反硝化——接触氧化——BAF工艺的应用。厂内液态奶废水处理量为4000m3/d,CODcr为2000~3500mg/L,BOD5为1000~1800mg/L,SS质量浓度为≤250mg/L,NH3-N浓度为≤50mg/L,动物油浓度为≤150mg/L,P浓度为≤8mg/L,经生化处理后,该厂出水水质,CODcr为45.12mg/L,BOD5为7.96mg/L,NH3-N为6.39mg/L,SS质量浓度为9mg/L,动植物油为0.8mg/L,P为0.4mg/L。废水处理后的出水均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准要求,处理设施运行稳定。

关键词:水解酸化;A/O系统;除臭系统;液态奶废水

随着乳制品行业的迅猛发展,污染物排放总量也迅速增加。由于乳制品废水含有乳蛋白、碳水化合物等多种有机物。废水的可生化性较好,但生物降解较慢,所需处理时间比较长,且在污水处理中,易在各阶段产生不同的臭气。目前国内对乳制品废水的处理主要以好氧工艺为主[1-4],但一般达不到出水水质的要求。本项目针对液态奶废水进行处理,采用具有推广性的工艺方法,达到了良好的处理效果。

1工程概况本

项目主要生产液态奶产品,废水主要来自加工设备管道场地等清洗废水以及部分生活废水。废水常常是间歇式排放,水质水量随时间、生产班次有较大的波动,其中大部分废水中的物质都具有相对好的可生化性,废水的B/C比值约为0.5,该数值代表很适合于进行生物降解。内蒙某公司液态奶废水处理采用调节——水解酸化——厌氧——反硝化——接触氧化——BAF工艺进行处理,整个工艺运行稳定。该污水厂设计水量4000m3/d(该设计规模只涉及清洗生产废水,不包括生产杂用水),企业生产制度为三班制,污水24h不定期排放。本方案处理能力为167m3/h,处理后出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准要求,。

2处理工艺

根据水质和水量情况,本方案选择物化法加生物法的方式进行处理。对于有机物的去除,生物处理方法是较为主流的一种方法,其具有有机物去除率高,污泥量少,工艺成熟,运行费用相对较低等特点。且厌氧生物处理与好氧生物处理具有相同的有机物去除效果,是污染物降解的主体工艺。而无论对于厌氧还是好氧,乳脂肪降解速度都较缓慢,影响工艺正常运行。在这里需要对乳化废水进行水解酸化,使其在发酵阶段产生的CO2、H2一部分搅拌空气,将水中不可溶的物质带到水表面。处理乳制品废水水解酸化步骤必不可少。对于脱氮工艺[5-6],常采用硝化和反硝化工艺,具体工艺包括很多种,主要分为活性污泥法和生物膜法两大类。采用硝化负荷或反硝化负荷对于池体进行设计,或采用BOD负荷设计再采用硝化负荷校核。经校核的单级处理工艺脱氮率一般可达到85%~90%之间。污水中磷的存在形态有无机的和有机的。消除方法主要有生物法和物化法两大类,该厂废水含磷浓度较低,可考虑采用A/O,A2/O,UCT等工艺。综上所述,具体的主流处理工艺为“水解酸化+UASB+A/O”的主体处理工艺,工艺流程图见图1。

3设计参数

3.1格栅和集水井设置格栅的目的是为了去除废水中含有的悬浮物质,以防止其积累并最终堵塞工艺设备和构筑物。本工艺设置格栅一道,采用回转式细格栅可以连续自动拦截并清除流体中各种形状的杂物。格栅栅条间隙3mm,栅宽1000mm,安装角度60°,一部分被格栅拦截的杂质靠重力下落,一部分靠齿耙的方向作用力。集水井采用钢筋混凝土结构内置格栅渠,有效容积为105m3(6.0m×7.0m×5.0m)停留时间为0.63h,内设置一级提升泵3台,型号为CT57.5-150,流量为130m3/h,扬程为12m。

3.2调节池和水解池废水首先经格栅进入集水井,再经一级提升泵提升可以进入调节池,调节池的作用是均质和均量,在此工艺中具有预酸化的功能。本工艺中调节池的有效容积为1334.8m3(15.8m×12.8m×7.0m),停留时间为8h,调节池内设置二级提升泵,型号为CVDC57.5-150,流量为130m3/h,扬程为12m。调节池内污水经二次提升泵提升进入水解酸化池。水解酸化池对乳脂肪、乳蛋白、悬浮物具有较好的初步功能,使其形成浮渣,并部分降解。水解酸化池的有效容积为2670m3(28.9m×14.0m×7.0m),内设非标准型生物填料规格为5000mm。

3.3厌氧池水解酸化池出水通过配水槽布水,进入厌氧反应器。厌氧池采用钢筋混凝土结构,一座分8格,其有效容积为3920m3(单格7.0m×10.0m×7.0m),有效容积负荷为3kgCOD/m3•d,内设三相分离器材质为玻璃钢复合板。

3.4A/O系统厌氧池出水重力流入反硝化池和生物接触氧化池,同时进行硝化和亚硝化反应,将来水中氨氮转化为硝酸盐氮,混合液经回流泵提升进入反硝化池,进行脱氮反应。反硝化池的污泥负荷为0.12kgNH3-N/kg(MLSS.d),一座2格,有效容积为500m3(单格4.0m×12.5m×5.3m),设置4台混合液污泥回流泵,型号为CT53.7-150,流量为130m3/h,扬程为6m.接触氧化池的容积负荷为0.7kgBOD5/m3•d,一座分2格,有效容积为3000m3(单格24m×12.5m×5.3m),曝气需氧量为6100kgO2/d,内设PE材质弹性填料1500m3,设置3台(2用1备)鼓风机,型号为GRB-150。二沉池有效容积为813.88m3,构筑物尺寸为φ18m,表面负荷为0.71m3/m2•d。设置刮泥机一台,型号为GDG-18,排泥及回流泵2台(1用1备),型号为CVDC55.5-150。

3.5滤池和清水池好氧池出水经沉淀后,重力流入盘式过滤器,经过滤截留剩余悬浮物后出水进入清水池,经此组合工艺处理后,各污染因子均可达标排放。滤池滤速≤15m3/h•m2,一座分2格,总容积为37.5m3,单格构筑物尺寸为5.0m×3.0m×2.5m。清水池构筑物总容积为150m3,单格构筑物尺寸为5.0m×6.0m×5.0m,设置回用水泵2台(1用1备),型号为CDL32-40-2。

3.6污泥池污泥池的有效容积为107.2m3,构筑物尺寸为4.0m×4.0m×7.0m。污泥泵的数量为2台(1用1备),型号为CT50.75-50。

3.7生物除臭装置生物滤床相较于其他物化处理方法具有很多的优势,比如用生物法处理废气投资少,运行费用相对较低,污染物不会被转移到其他地方,免除产生二次污染的问题。本工艺采用3000mm×7000mm的生物除臭装置,设置循环喷淋泵2台,扬程为25m,流量为10m3/h。

4工程运行效果

该工程于2013年9月调试完成并投入使用,经当地环保部门连续监测该厂出水水质,CODcr为45.12mg/L,BOD57.96mg/L,NH3-N为6.39mg/L,SS质量浓度为为9mg/L,动植物油为0.8mg/L,P为0.4mg/L。废水处理后的出水均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准要求,处理设施运行稳定。

5结语

(1)工程实践证明,将调节——水解酸化——厌氧——反硝化——接触氧化——BAF组合成的工艺可达到乳制品废水的处理要求。(2)水解酸化系统为后续生化处理奠定了较好的基础,为后续的生物处理方法提供了良好的环境。(3)生物滤床除臭技术具有投资少,运行费用低,污染物不会转移等特点,值得推广应用。

参考文献:

[1]王宗华,常选峰,董崇岭,等.乳制品废水处理工程与设计[J].江苏环境科技,2008,21(3):53-54.

[2]马照明,焦桂枝.间歇式活性污泥法—混凝沉淀工艺处理乳制品废水[J].平顶山工学院学报,2002,11(4):31-32.

[3]刘恒明,刘长发,张珺.CAST工艺处理乳制品废水[J].给水排水,2007,33(6):63-64.

[4]李宝宏.间歇式活性污泥法处理乳制品废水[J].科学技术与工程,2006,6(20):3376-3377.

[5]单连斌.乳制品废水处理工程实例[A].

[6]刘寅,杜兵,曹建平,等.乳制品废水处理工艺选择与工程设计[J].给水排水,2011,47(10):61-64.

作者:冯雪娇 单位:辽宁省市政工程设计研究院有限责任公司

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