糖厂制糖污水处理工程设计-文献综述.doc 11页

'论丈综逍 1.2.制糖废水的来源和水质3.4.文献综述目录制糖废水处理研究的历史制糖废水处理常用的工艺4.1厌氧处理4.2好氧处理4.3土地处理5.适合本设计T艺55.1工艺的选择55.2工艺流程图及描述66.结语7参考文献8 刖Fi水是生命Z源，是人类和其它一切生物生存和发展的物质基础，又是社会经济发展重要而宝贵的资源。随着经济的发展和人口的增长，水资源的短缺已成为当代社会突出的环境问题。戸前我国有60%以上的水源用于农业，工业用水约占20%,主要工业产品的平均用水量比发达国家高儿十倍甚至丄百倍，不仅加剧了用水的紧张，而且产生大量污水污染环境。根据国家环保总局发布的“2002年全国环境统计公报”显示,2002年,全国废水排放总量为439.5亿吨，比上年增加1.5%。其中工业废水排放量207.2亿吨，占废水排放总量的47.1%；废水化学需氧量（C0DQ排放量1367万吨，其屮工业废水屮化学需氧量排放量584万吨，占化学需氧量排放总量的42.7%⑴。重金属、牌、氤化物、挥发酚等的排放量也呈丄升趋势。H前制糖废水的治理主要采用物化法和生化法。用物化法对废水进行预处理，然后再进入生化系统，最后依次经物化处理及生物滤池后达标排放。物化法处理包括：沉淀法，吸附法，电化学法。磁分离法，高级氧化法，蒸发浓缩法等。制糖废水的可牛化性好，因此国内外对此废水的处理常采用生化法。主要有厌氧处理法（UASB法、二段厌氧法）、厌氧一好氧处理法、厌氧一光合细菌处理法等。2.制糖废水的来源和水质制糖废水包括生产废水和糖蜜酒精废水两部分。生产废水是指以甜菜和甘蔗为原料加工生产蔗糖过程屮产生的废水，一般为屮、低浓度废水，包括洗涤流送水、冷凝冷却水、滤泥水、压粕水、洗滤布水（亚法糖厂）等。糖蜜酒精废水是指以制糖副产品一糖蜜为原料，发酵生产酒精过程屮产生的高浓度有机废水。此类废水水量大，每生产1吨酒精约产生7〜15吨废水，而且污染物浓度高，含有糖、蛋口质、氨基酸、维生素等有机物以及N、P、K、Ca.Mg等无机盐和较高浓度SOj-此类废水人多呈酸性，而且色度高，类黑色索等难以降解。这些废水若直接排放会造成水体富营养化、缺氧、鱼虾绝迹、水质恶化、发臭，严重污染地表地下水。如酒精生产排放的废水污染负荷是广西最主要的水污染源，占广西废水排放污染负荷总量73%。 2.制糖废水处理研究的历史甘蔗糖厂的污染主要有废水、废气及废渣的污染。过去几年经过很多人的努力，污染程度减小了许多，但距洁净生产还有很远的距离。废水的种类及R前的处理方法：一是酒精牛产排放的废醪液（CODlOOOOOmg/L左右,pH4.0左右）,日榨1000吨甘蔗的糖厂每天约有150吨废醪液。有的厂直接排放；有的厂做成液体肥给农业用；有的厂采用氧化塘法，雨季来时，随洪水冲走；有的厂生产单细胞蛋白后再排放；有的厂采用大型工业沼气工程处理后排放；有的厂采用浓缩后燃烧；有的厂用于锅炉烟道气冲灰后排放；也有的厂采用废醪液冋流复用发酵，之后处理排放等等。二是洗滤布水（C0D6000mg/L左右，pH7.0左右），清洁冲地板水，洗罐水，日榨1000吨甘蔗的糖厂每天有200多吨这种废水。这部分废水，多数厂是直接排放的。废气主要是烟囱排放的烟气，H前多数厂采用水膜除尘，烟气是口色的水雾气，没有大的污染。三是冷却用水，这部分水，量大直接排放不会有污染。四是滤泥，对碳酸法糖厂来讲，滤泥量大，碱性，确实有污染，大厂把滤泥用于作制水泥的原料，可以消除其污染，小厂及中等规模的厂，对这部分滤泥确实是个难题。H前，用于制糖废水处理的处理工艺主要有：UASB+活性污泥工艺处理系统;UASB+SBR工艺；生物滤塔/射流曝气/曝气生物滤池工艺处理系统；生物膜/活性污泥工艺处理系统等等。3.制糖废水处理常用的工艺4.1厌氧处理废水的厌氧处理在有机物含量较高吋是很适用的。由于丿犬氧处理时，去除lkgCOD能产生0.35m3的甲烷，反应器不受氧传递的限制，其中的固体停留时间（SRT）比水力停留时间（IIRT）高出约10—100倍，单位体积负荷远高于好氧系统，污泥产生量少，运行费用低。因而在制糖工业废水处理中得到了广泛应用。 丄流式厌氧污泥床反应器（UASB）是厌氧处理的一个有代表性的形式。在这种反应器屮，废水从底部均匀进入并向上运动，反应器下部为浓度较高的污泥床，±部为浓度较低的悬浮污泥床。正常情况下，有机物负荷可达到15kgC0D/m3•天，COD去除率为90%左右吋，其污泥负荷可高达30—50kgC0D/m3•天。在利用UASB反应器处理II蔗糖蜜废水时，有机物体积荷率、营养平衡状况和碱度对厌氧污泥粒化特性的影响很大。通过控制碱度和微量元素来使甘蔗糖蜜为基质的厌氧污泥形成颗粒状。在UASB反应器屮，基质浓度调节到COD为3750mg/L,碱度：COD为1.06,N:COD为0.018,P：COD为0.0028的情况下，30天后形成厌氧生物颗粒，通过调节其他条件，在90天后形成了平均粒度达3.1mm的最大颗粒。在其他条件不变的情况下，碱度:COD降为0.4时，加入的营养物可使形成的颗粒自动悬浮分散。对于改善工艺条件大有裨益，有关的实验是在2.83m3的UASB反应器屮进行的。在甘蔗制糖废水的水利停留时问为5.5小时时，平均有机物负荷率为13kgC0D/m3・天，COD去除率75—80%。在温度为34°C吋，产生甲烷的冋收率约为0.22m3CH4/kgC0Do用悬浮固定化细胞生物反应器厌氧处理糖蜜酒精发酵废水时，应用青霉菌属进行好氧前处理可以明显改善随后的厌氧处理另一种非常有效的前处理方法，制糖废水在经过多层介质过滤去除率分别达到98%、92%o新型厌氧反应器以美国BiothaneSystems公司研发的BiobedEGSB反应器(商品名，实质上为一种膨胀颗粒污泥床)较为突出。其反应介质与UASB•11的颗粒载体上的微生物生长特性相似，但它的最大的特点是并未使用载体介质，而完全使用生物颗粒。在制糖废水这样的高浓度负荷的情况下，此反应器非常适用。血对反应器的设计、处理流程的选择有一定指导意义的是Starkenburg(1997)的研究报告。废水的BOD值是生物处理工艺的重要参数，但是其测量的周期为5天，很难为设备控制提供及时的参考；而COD值的测量大约只需要3小吋，所以能找到两者2间的关系，就可更好地进行污水处理流程的控制oMurugappanetal(1997)进行了制糖废水屮的BOD和COD的相关研究，对特定的制糖废水可以得出两者Z间的线性关系，其实验测定方法可以借鉴于其它的处理流程。另一个指示反应器性状的量，消化污泥中的甲烷细菌量,Nishiharaetal(1995)o通过脂质分析得到了简便易行的解决方法 4.2好氧处理好氧降解是利用活性污泥在废水屮的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用，来去除水体中的有机污染物，其最终产物是合成的细胞体、水和co?。由于好氧降解工艺的投资较低，操作条件简单，所以是有机污染废水处理的首选，但是对于像制糖废水这样的包含高浓度有机物的情况，好氧处理仍然存在着许多原理和工艺丄的限制条件，因而在实际应用上不如厌氧处理普遍，但是也有较为成功的研究。充气同定膜生物处理系统(ASFF)H］于处理制糖废水是一•种较新的技术，在水利停留时间为6—8小时的情况下，处理效果可以达到B0D88.5%-97.9%,C0D67.8%一73.6%。通过对体系屮的好氧降解生物种群的研究和筛选，可以进一步提高活性污泥对高浓度有机废水的处理能。Pathadeetal(1999)［基于甘蔗糖蜜酒精厂产生的大量高浓度有机废水，建议好氧生物处理利用改进的混合微生物菌种接种进行污泥培养。从另一个角度，如生物转盘处理制糖废水时系统屮的纤毛虫的差异性比较，制糖废水屮绿藻的生长特性，都可以为好氧处理提供一些参考数据。高浓度有机废水的好氧处理的另一大难题是在二沉池屮的活性污泥的特性极差，如何有效地降低污泥的SVI值是处理可行性的一个依据。Prendletal(1998)_用一•好氧分离器预防制糖废水污泥膨胀效果菲常显著，污泥的SVI值由使用前的300—600mg/g下降到60—90mg/go4.3土地处理利用土地来进行有机污水的处理，主要是利用土地、植物的净化功能，在治理废水的同时，同时又利用其屮的水分和肥分来促进作物、林木的生长，故而具有投资少、能耗低，易管理和净化效果好的特点。Wangetai(1999)在台湾的三个地区的蔗田屮实施实验，评价制糖废水的土地处理情况。污水灌溉量为100kg/m,土地均属于慢速过滤系统，并对土层厚度、地下水位、坡度、水利传导度进行了分析，为制糖废水的土地处理的工程的设计提出了科学的方法。并发现其屮的两处地方非常适合于制糖废水的处理，对甘蔗无不良影响，增加产量，而且甘蔗的含糖量并未因制糖废水的施用而降低。另一个研究发现，制糖工业的废水在未稀释的情况下灌溉小麦和绿豆对叶绿素含量和干物质产量的影响效果不 同，小麦的叶绿素含量和干物质产量均有增加，而绿豆的情况则WSoPaulsenetal(1997)则对制糖废水在(德国)可耕地上灌溉的法律规定的可行性以及因此而产牛的牛态效应进行了较详尽的论述，可操作性的部分对我国在制糖的高浓度废水土地处置的管理方面有可借鉴性。2.适合本设计工艺5.1工艺的选择根据厂家提供的水质水量条件可以知道，本设计废水该废水处理主要为有机物，不存在氮、磷等富营养化物质超标排放问题，因而应采用一般生物处理工艺。且该项H排放的废水具有水量大，污染物平均浓度不高但波动大，污染负荷冲击性强但可生化性好，而且处理后的排放标准要求高的特点，H前广泛采用好氧生物处理技术，即生物膜法和活性污泥法两种方法。经过多方面比较，针对该公司的污水特点和经济状况，活性污泥法更适合该项H废水的处理。1、由于项H属于季节性生产，生产时生物膜法需要20〜30天重新挂膜经驯化后才能正常运行，而活性污泥法在生产榨季开机时只需按照一定的程序开机3〜5天即可投入正常运行。2、活性污泥法在运行过程屮有多种监控手段，能及吋发现问题及时调整运行状态。而牛物膜法除镜检外，相对于活性污泥法监控和调整手段少，生物膜出现问题后不容易被发现，调整运行的灵活性差。3、糖厂废水水量和污染物负荷变化大，活性污泥法在受冲时，可以通过SVI、污泥沉降比、污泥浓度等多种方法调节运行状况，预防冲击事故，确保废水处理达标。4、活性污泥法的建设费用相对生物膜法也较低。在处理效率上，有资料表明，50%的活性污泥法处理厂旳以的去除率高于91%,50%的生物膜法处理厂BODw的去除率为83%左右。综上所述，本项n拟采用活性污泥法的工艺方案，并采用抗负荷冲击性强氧 化沟的曝气池型以增强处理效果，确保废水处理后可靠稳定达标，处理后的废水 如需要可做进一步深度处理，全部回用。5.2工艺流程!及描述1）废水简易工艺流程图如下图所示:剩余污泥外排至锅炉沉灰池处理达标外排或进一步深度处理回用2）工艺流程的描述%1调节池：可调节水质、水量，使污水水质均匀，同时承受由于生产排水不规律产生的冲击负荷。废水自厂区流入到调节池。%1生物选择池：即将进入曝气生化池的废水和从沉淀池回流的活性污泥在此相互混合接触。生物选择池作用原理是按照选择器的动力学选择性理论、积累/再生理论、饥饿理论而设置的，由于菌胶团的吸附储存能力比丝状菌强得多,从血在选择池屮可以大量储存有机物，在后续的曝气池屮得到大量的增殖血成为绝对优势菌，实现回流微生物的淘劣选优培养和驯化，有效克服污泥膨胀，提高生物系统运行的稳定性。%1生化池：本设计的曝气生化池形式为环形曝气池，为氧化沟工艺的一种改良形式。对进入生化池屮的污染物进行生化处理，达到去除污染物的n的。%1沉淀池：采用辐流式沉淀池。沉淀池的作用是使处理后废水与活性污泥从混合液屮分离开來，澄清液从排水堰达标外排，或者进一•步深度处理后回用。沉降到沉淀池底部的污泥采用刮泥机刮出排到污泥池，再用泵送到牛物选择池与调节池来的废水进行混合后进入曝气池，剩余部分污泥送到锅炉沉灰池与灰渣一同沉淀处理。 %1营养盐投加系统：由于废水中以碳水化合物为主，营养不均衡，因此需要加一定量的营养盐以提高废水处理效果。采用投加泵连续调节池及曝气生化池投加碱液与营养源。%1污泥池：储存屮转沉淀池的沉淀排出的污泥。6.结语制糖废水是一种污染物浓度高，含有糖、蛋白质、氨基酸、维生素等有机物以及N、P、K、Ca.Mg等无机盐和较高浓度SOj。此类废水大多呈酸性，而且色度高，类黑色索等难以降解。本项H拟采用活性污泥法的工艺方案，并采用抗负荷冲击性强氧化沟的曝气池型以增强处理效果，确保废水处理后可靠稳定达标，处理后的废水如需要可做进一步深度处理，全部冋用。 参考文献：［1］董爱军•马放•徐善文•有机废水资源化研究进展•哈尔滨工业大学糖业研究院.［2］李红光，邱漩红.糖蜜酒精废水资源化治理［J1,环境保护，1995,2：23—25.［3］黄强，廖丽萍,钱进,等.甘蔗糖厂环保综合治理的研究试验［J］,甘蔗糖业.1995.2：47—48.［4］朱国洪，刘振华，尹国，等•甘蔗糖蜜酒精工业废液治理［J］四川坏境.2000.2：45—47.［5］-黄伟添，陈乐军.甘蔗糖蜜酒精废液综合利用的探索与实践［J］甘蔗糖业.1997,5：41—45.［6］何文金，陈茂汉，叶贤华.三级氧化塘处理II蔗糖厂屮等浓度有机废水的研究［JJ.环境污染与防治，1998,10(3)：11—14・［7］范家恒，熊美仙，许上光，等.废糖蜜制液体搪初探［J］・甘蔗糖业，1997.6：25-28.［8］戎秋涛，杨春茂，徐文彬.土壤酸化研究进展［J］地球科学进展，1996,4.⑼李胜超•当前我区蔗糖厂酒精废液儿种处理方法调查•广西轻工业.1999［10］李复农，刘晓海，贺彬，等.清洁生产及其在瑞丽糖厂的实践•云南环境科学.2002［11］张逸庭，余超江.蔗糖厂水污染分析、治理技术及应用浅谈.云南环境科学.2000'