豆制品废水处理研究 8页

'豆制品废水处理研究摘要：为满足某豆制品产业园区发展需要，对其废水处理工程改扩建。在原有好氧处理工艺基础上，设计采用UASB－缺氧－好氧的组合工艺处理豆制品加工废水。工程运行结果表明，出水CODCr质量浓度为30～48mg／L，BOD5质量浓度为6．7～12．5mg／L，NH3－N质量浓度为3．4～7．3mg／L，出水水质达到GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级B标准。关键词：豆制品加工废水；UASB；好氧处理；深度处理云南豆制品生产历史悠久，天然地下“酸水”点制豆制品距今约有400年的历史，其风味独特，远销20多个省区，出口日本、美国、东南亚各国。云南某豆制品特色产业园区是将该县大部分作坊式生产的加工户进行统一规划，统一管理，解决了作坊式生产布点分散、废水随意排放、点源污染难以收集处理等现状。本工程对该产业园区废水进行集中处理后达标排放，具有较好的社会效益、环境效益和经济效益，同时为云南省豆制品加工废水处理提供一个可行性处理方案。1工程概况云南某豆制品特色产业园区第8页共8页 近年来生产规模为151．5t／d，曾投资建设800m3／d的豆制品废水处理设施。随着工业园区发展，工业园区将建设二期工程，预计豆制品生产规模将达到230t／d，使得现有的废水处理能力无法满足产业园区的发展需要。废水处理工程改扩建将在原有处理工艺和设施的基础上提高处理能力，使出水水质达到GB18918—2002《城镇废水处理厂污染物排放标准》中一级B标准。2设计水质、水量本工程进水主要为产业园区豆制品加工废水和园区生活污水。豆制品加工过程产生的废水属于高浓度有机废水，成分复杂，含有大量蛋白质、氨基酸和脂类，以及生产清洗用水中所含的清蛋白、糖类、豆渣、清洁剂等成分。废水污染物浓度高，可生化性好，排水时间集中，水量和水质不均匀。原有废水处理系统处理豆制品加工废水606m3／d，扩建部分豆制品加工废水排放量为314m3／d，扩建后豆制品加工废水的设计水量为920m3／d。园区生活废水主要是产业园区生产人员的生活排水，BOD5、CODCr污染物浓度低，生活废水排放量为225．5m3／d。处理系统总设计规模为1200m3／d。出水水质执行GB18918—2002中一级B标准。3废水处理工艺第8页共8页 豆制品加工废水是一种典型的高浓度有机废水，目前国内外关于这类废水的处理，基本采用厌氧－好氧法作为主体工艺。厌氧单元多采用UASB、EGSB、IC、ABR、AF等工艺。根据豆制品加工废水水质和出水水质要求，考虑到UASB具有容积负荷率高、水力停留时间短、能耗低，能把废水中难降解的大分子有机物转变为易降解的小分子有机物，从而提高废水的可生化性，且能产生再生清洁能源等优点，本工程将在现有好氧工艺的基础上，增加UASB-气浮池-缺氧池处理单元。来自豆制品产业园区废水经过沉渣池和格栅后，较大的固形物以及豆渣等颗粒物被有效去除，防止在调节池内大量沉积和对后续的提升泵、管道、阀门造成阻塞。随后进入调节池充分混匀，水质、水量减轻对后续生物处理的冲击，保证后续处理顺利稳定运行。预处理后由泵输送至UASB池进行厌氧处理，废水中大部分有机物在UASB池中被去除，并提高废水的可生化性，利于后续的好氧处理。随后UASB出水进入气浮池，水中浮渣和乳化态的胶体物质被有效去除，保证了后面生化处理的正常进行。气浮池出水进入缺氧池，和回流的硝化混合液一起在缺氧池内进行生物脱氮，去除水中大部分的NH3-N。缺氧池出水进入推流式曝气池，去除水中的BOD5和进行硝化反应，一部分混合液回流至缺氧池。随后出水进入辐流式沉淀池，进行泥水分离，一部分污泥回流至缺氧池，剩余污泥输送至污泥脱水间进行脱水，泥饼处理后外运，而沉淀池的上清液出水进入配水井，通过配水井配水进入后续CASS池，在CASS池内主要去除BOD5，并进一步降低其他有机物浓度。随后CASS池出水通过中间水池进入后续深化处理，进一步去除水中的BOD5、TN、TP、SS，确保出水水质达标。通过深度处理设施处理后进入消毒池进行消毒，处理系统出水达标后排放。4主要构筑物和设计参数（1）沉渣池。尺寸为8．40m×6．00m×2．70m，有效水深为1．30m，地下式钢筋混凝土结构，HRT为1．3h。设潜污泵2台，功率为1．1kW。第8页共8页 （2）格栅井。1座，尺寸为10．00m×1．00m×1．85m，钢筋混凝土结构。池内设置回转细格栅1台，格栅间隙为5mm，渠宽为650mm，渠深为1．75m；转鼓细格栅1台，格栅间隙为5mm，渠宽为600mm，渠深为1．75m，PLC时序控制定期刮渣、外运。（3）调节池。1座，尺寸为24．40m×10．00m×4．80m，有效容积为800m3，平均分隔为2格，上部相通，地下钢筋混凝土结构。HRT为16h，设置提升泵4台，Q＝43m3／h，H＝13m，N＝3．0W；搅拌器4台，功率为1．5kW。（4）UASB池。2座（并联），单池尺寸为9．25m×9．00m×7．50m，有效水深为7．00m，钢筋混凝土结构，HRT为23h。容积负荷为3．6kg［CODCr］／（m3•d），产气率为1．25L／（L•d），进水采用均匀布水系统，出水设置钢制三相分离器。（5）气浮池和缺氧池。1座，由于场地限制，2个池子合建，气浮池位于缺氧池内一端的上部。总尺寸为16．50m×5．80m×4．50m，钢筋混凝土结构。气浮池尺寸为5．80m×3．80m×2．50m，设置1款气浮成套设备，型号LBU403B140L，包含进口溶气系统、刮渣系统、加药系统。缺氧池有效容积为308m3，污泥负荷为0．20kg［BOD5］／（kg［MLSS•d］），混合液回流比为250％，污泥回流比为60％，HRT为6．2h。设置潜水搅拌器3台，型号QJB1．5／8－260／3－980；混合液回流泵3台（2用1备），Q＝65m3／h，H＝5m，N＝7．5kW。第8页共8页 （6）推流式曝气池。1座，尺寸为29．30m×10．00m×5．00m，有效水深为4．5m，半地下式钢筋混凝土结构，平均HRT为26．37h。污泥负荷为0．25kg［BOD5］／（kg［MLSS•d］），污泥回流比为60％，气水比约为35．4∶1，反应池曝气量为16．4m3／min。（7）辐流式沉淀池。1座，尺寸为φ7．00m×5．50m，半地下式钢筋混凝土结构，HRT为2．5h。表面水力负荷为1．3m3／（m2•h）。设置污泥回流泵2台（1用1备），Q＝20m3／h，H＝15m，N＝1．5kW。（8）CASS池。2座（并联），单池尺寸为14．40m×5．80m×5．00m，单池有效容积为333m3，钢筋混凝土结构，污泥负荷为0．1kg［BOD5］／（kg［MLSS］•d）。CASS池的进水、曝气、沉淀、滗水运行一个周期为9.0h，其中曝气阶段6．7h，沉淀阶段1．3h，滗水阶段1.0h，排水比为1∶3．3，高峰气水比为27∶1，最大曝气量为12．69m3／min。设置剩余污泥泵2台，Q＝10m3／h，H＝10m，N＝1kW；污泥回流泵2台，Q＝15m3／h，H＝7m，N＝1kW；生物选择区设置搅拌器2台，N＝0．85kW，叶轮直径为260mm；主反应区设置搅拌器4台，N＝1．5kW，叶轮直径为400mm。滗水器2台，Q＝100m3／h，功率为0．75kW。（9）中间水池。1座，尺寸为3．10m×11．60m×5．00m，有效容积为100m3，半地下式钢筋混凝土结构。设置深度处理提升泵2台（1用1备），Q＝65m3／h，H＝10m，N＝5．5kW。第8页共8页 （10）深度处理系统。①转盘过滤器1台，型号GLK－2500，Q＝50m3／h，N=2．0kW。②絮凝沉淀机1套，处理能力为50m3／d，采用竖向流网格絮凝池，絮凝时间为20min。絮凝池设计流速分为3级：一级流速0．03m／s、二级流速0．02m／s、三级流速0．01m／s。③无阀过滤器1套，处理能力为50m3／d，过滤速度为5．5m／h，反冲洗强度为14L／（s•m2）。（11）消毒池。1座，尺寸为6．00m×3．50m×3．00m，有效水深为2．60m，钢筋混凝土结构，HRT为1．09h。二氧化氯发生器3套，制备能力为200g／h，投加量为5~8mg／L。5工程设计特点（1）本工程在原有的以好氧为主的工艺基础上增加了厌氧工艺，极大地提高了废水处理规模和改善了出水水质，运行稳定，处理效果好，出水水质稳定达标。（2）豆制品加工废水存在水量、水质波动较大的问题，根据实际情况，适当增大调节池的容积，确保达到调节水量、均化水质的要求，以保证后续处理的稳定运行。（3）UASB池处理效果好，当UASB反应器容积负荷相对稳定时，进水CODCr质量浓度在2950～3880mg／L和HRT在18～27h范围变化时，反应器CODCr去除率仍能保持在72%～76％。（4）由于场地限制，本工程将气浮池和缺氧池合并建设，既满足了废水自流至气浮池，又避免了气浮池架高和基础的处理，充分利用了有限的场地。6工程运行效果第8页共8页 目前处理系统运行稳定，处理效果显著，出水水质良好。由监测数据可知，出水水质各项指标达到GB18918—2002中一级B标准。监测结果如表2所示。7投资及运行成本分析本项目投资总额为627．49万元，其中工程费用为495．49万元，其他费用为85．52万元，预备费为46．48万元。年运行成本为69．47万元，废水处理成本为1．75元／t。8结语（1）根据出水水质的监测数据可知，采用国内成熟的厌氧－好氧工艺处理高浓度豆制品废水是可行的。该工艺处理效果稳定，耐冲击负荷能力强，出水水质能够稳定达到GB18918—2002中的一级B标准。（2）采用UASB处理豆制品加工废水启动快，易于形成颗粒污泥，具有高负荷、高效率、低能耗、可回收清洁能源等优点，UASB在处理高浓度有机生产废水时效果显著。（3）当处理系统稳定运行时，进水CODCr浓度和HRT变化时，对处理效果影响不大，出水水质稳定达标。参考文献:［1］王大玮，鲍建国．酵母菌预处理－UASB－SBR工艺处理高浓度豆制品废水［J］．给水排水，2006，32（5）：55－57．［2］梁延周．豆制品生产废水处理工程［J］．给水排水，2007，33（6）：60－62．［3］毛燕芳，赵英武，张耀家，等．厌氧接触－好氧MBR工艺处理豆制品废水［J］．给水排水，2008，34（12）：69－71．第8页共8页 ［4］李璐，傅金祥，宋奇，等．低温下UASB反应器处理高浓度有机废水的运行特性研究［J］．工业用水与废水，2006，37（6）：59－61．［5］龙儒彬，孙磊．混凝沉淀－UASB－SBR法处理纤维板生产废水［J］．工业用水与废水，2013，44（2）：31－34．［6］李宁，陈云翔，姜涛，等．豆制品废水处理工程实例［J］．中国给水排水，2011，27（10）：79－81．［7］周曦，赵迎九，周书葵，等．采用ABR－MBR处理豆制品废水的工程实践［J］．工业水处理，2015，35（11）：89－91.作者：胡琪勇；李毅；刘延芳；刘年东单位：昆明理工大学第8页共8页'