ICAB工艺处理高浓度淀粉废水.doc

工艺处理高浓度淀粉废水冯雷张守健王天利淄博市汇源环保设计院摘要以某淀粉生产企业废水处理为例介绍了工艺处理高浓度淀粉废水的工程设计该工程设计规模为进水为处理后达到国家一级排放标准实际运行结果表明该废水处理技术不但能够保证出水水质而且高效低耗具有可观的经济效益是一种切实可行的处理技术关键词工艺淀粉废水颗粒污泥工程调试山东省潍坊市某淀粉企业是以玉米为生产原料年生产淀粉万吨的企业由于该企业属于新建项目故执行三同时的标准根据企业的生产要求设计每天的处理水量为玉米淀粉的生产工艺及其废水的特征玉米淀粉的生产工艺该企业玉米经过清理称重后送入浸泡罐在一定温度下进行浸泡浸泡后的玉米输送入脱坯磨破碎籽粒游离出坯芽分离出的坯芽被洗涤干燥送入榨油工序经过精磨作用后纤维上粘附的淀粉和蛋白每天被去除筛离洗涤后纤维进行干燥含有淀粉和蛋白质的淀粉乳进入分离机进行分离分离出的蛋白质进行浓缩干燥淀粉进一步经洗涤后得到纯净淀粉乳进行干燥或送入淀粉洗涤加工工段清洗玉米原料输送清洗一次碎解二次碎解浸泡工艺离心分离清洗脱水干燥产品工艺工艺图玉米淀粉生产工艺图玉米淀粉废水的特征随着淀粉行业技术的发展处理淀粉废水的工艺在节水方面也有了长足的进步年代末吨淀粉用水量还在吨而在最近一两年内由于水资源的日益匮乏淀粉生产厂家在清洁生产方面加大了力度吨淀粉用水降至吨甚至更低水循环利用次数的增加使淀粉废水又有了新的特征由于该厂没有菲汀车间故菲汀水不用考虑其他工序排水工段主要集中在玉米浸泡输送纤维榨水浮选浓缩蛋白压滤等工艺其中浮选浓缩工段排水量最大占总水量的左右其他工段用水通过工艺改造都用车间的工艺水进行闭路循环基本上不排水所以总的处理水量相对来说较低废水的进水水质及出水要求根据企业的生产规模及生产废水的水质数据设计进水水质及出水要求如表所示表山东某淀粉厂进水水质及出水要求项目水量进水出水废水处理工艺废水处理工艺流程考虑到其他工段的水都实现了闭路循环废水主要是淀粉洗涤的工艺水浓度在左右在左右可生化性较好故采用以厌氧生物处理为主的处理工艺由于此水温度较高一般在左右必须经过通过沉降罐降温而且沉降回收部分蛋白后再进入厌氧废水经厌氧处理后虽然可以去除以上的但由于原水的有机物的浓度较高而且经过厌氧处理后氨氮的浓度较高因此厌氧处理后的好氧处理必须对和氨氮都同时考虑经过仔细分析比较再考虑到工人的实际的操作运行的管理方便本工程好氧采用了法的处理工艺在段的氧化池中加挂了填料以提高对氨氮的去除率为确保出水水质达到排放标准采用混凝沉淀作为最后一道处理工艺以确保出水水质稳定达标工艺流程如下图淀粉废水调节沉淀罐筛网预酸化池反应器污泥回流段曝气池段沉淀池段曝气池高效絮凝器段沉淀池达标排放图废水处理工艺流程示意图污泥处理工艺流程段沉淀池污泥污泥浓缩池带式压滤机滤饼外运段沉淀池污泥图污泥处理工艺流程示意图厌氧及好氧系统的特点厌氧处理系统的特点本工程厌氧系统采用的是内循环厌氧反应器他是由上下两个动力学过程不同的反应室组合而成相当于两个叠加而成利用下集气罩收集的沼气产生的提升作用通过提升管将沼气和废水提升到气液分离器进行气水分离液体通过回流管返回到下反应室与进水混合搅拌使下反应室保持较高的水力负荷颗粒污泥处于充分的膨胀状态强化了颗粒污泥与有机废水的接触和传质大大提高了有机物的消化速率和反应器的有机负荷而上反应室始终维持较低的水力负荷和产气负荷对污泥搅动作用很小有利于污泥废水的分离和保持污泥的高浓度有利于提高有机污染物的去除当进水浓度的突然增加或进水量的突然加大都会对厌氧反应器造成负荷冲击因其内循环作用瞬间的高浓度废水进入反应器后产气量大气提量会随着增大从而内循环量大大的内循环量能将高浓度的废水迅速的释稀从而减少了有机负荷变化对反应器的冲击好氧处理系统的特点活性污泥法即吸附生物氧化法法的技术核心可追溯到原来的两段活性污泥及高负荷活性污泥法它的特点有对处理复杂变化较大的污水水质具有较大的适应能力可大幅度地去除污水中难降解物质处理效率高出水水质好去除率可达还可进行深度处理脱氮处理总反应时间短构筑物体积小占地少约可节省投资节能为了更好的去除氨氮在段采用了生物接触氧化法构筑物设计参数及设主要设备调节沉淀罐座钢混结构有效容积停留时间为主要是调节车间排出的废水的水质水量并沉淀水中大部分蛋白质减轻后续处理的负荷筛网座钢混结构主要是截留废水中的漂浮物及纤维物以保证后续处理的正常运行延长污水泵的使用寿命筛网采用目不锈钢制由于筛留物很少可采用人工定期清除预酸化池座钢混结构对废水进行预酸化作用以提高厌氧处理系统的去除效率有效容积停留时间为反应器座钢制结构有效容积停留时间为去除大部分有机物和悬浮物去除率达到以上出水浓度低于系统座钢混结构包括段曝气池段沉淀池段曝气池段沉淀池其中段曝气池有效容积停留时间为设计污泥负荷为段沉淀池有效容积停留时间为设计表面负荷为段曝气池有效容积停留时间为设计污泥负荷为段沉淀池有效容积停留时间为设计表面负荷为污泥浓缩池座钢混结构有效容积两座并联使用浓缩池上清液自流入预酸化池附属构筑物包括值班室化验室加药间鼓风机房脱水机房沼气发电机房等鼓风机房房高混砖结构压滤机房房高混砖结构加药间房高混砖结构发电机房房高混砖结构值班室房高混砖结构化验室房高混砖结构鼓风机型号带式压滤机型号带宽传动功率处理量高效絮凝器为加药混合反应而设型号处理量自动加药系统型号套沼气发电机设计采用了胜利油田动力机械有限公司的沼气发电机台型号为系统运行整个系统的运行包括厌氧系统和好氧系统两部分这两部分调试运行都采用污泥接种的方法由于厌氧微生物生长生长繁殖的速率比好氧微生物要低的多因此本工程的启动主要是厌氧系统的启动厌氧系统的接种与驯化由于本工程设计的反应器负荷较高污泥的接种是从同类型行业接种的运行较好的厌氧颗粒污泥接种量为在接种前首先向反应器内注入清水然后开始加温使反应器内的温度达到左右然后将接种的的颗粒污泥用转速较低的螺杆泵打入反应器内并开启循环系统进行内循环让接种的颗粒污泥逐渐的恢复活性此阶段用时三天左右然后开始提高负荷首先将进水浓度控制在进水量为运行负荷为此阶段运行用了天的时间然后依次运行负荷至进水为进水量为用时天进水为进水量为用时天进水为进水量为用时天直至达到设计进水为进水量为用时天一共调试了天左右在运行的过程中反应器内的温度一直控制在进料温度控制在由于厌氧过程中产甲烷菌最适宜的值范围为过高或过低都会都会影响产甲烷菌的活性虽然原水的值在经过回流水稀释后值基本在左右厌氧出水的变化及厌氧结晶的影响厌氧发酵的限速步骤为产甲烷阶段在运行过程中最容易出现的问题是的积累从而导致系统的酸化使产甲烷菌受到抑制反应器难以正常运行故厌氧出水的残余能比较准确的反映厌氧系统的运行情况实际的运行结果表明反应器出水在时运行情况较好虽然本工程设计的为反应器上升流速较高但运行一段时间后在管道的的转弯处和泵的入口处形成了鸟粪石管道容易被堵塞影响进水量后来经过改后造将原有的管道全部换成管由于管耐腐蚀及表面光滑结晶不易在管壁上吸附得到了较好的效果另外在运行的过程中适当的添加盐也防止了鸟粪石的形成投加量为现场以计和投加之比为较为合适好氧系统运行好氧系统由于采用法的处理工艺段曝气池利用反应器出水带出的污泥加上段沉淀池的回流污泥直接曝气段曝气池就近接种了污水处理厂沉淀池的回流污泥接种量为池容积的左右直接进行闷曝段闷曝三天后微生物开始繁殖约天后填料上开始有生物膜出现然后开始进水进水量为设计水量的四天后开始增加进水量至设计水量的根据微生物的繁殖情况依次增加进水量至直到达到设计负荷共用了天左右段曝气池由于直接采用厌氧出水带出的污泥进行培养在曝气约两一周后微生物开始出现培养的方法参照段曝气池的培养方法由于段曝气池的负荷较高微生物的适应能力强从开始培养到达到设计负荷共用了天在好氧系统运行的过程中为最大限度的发挥脱氮除磷的作用好氧池必须供给足够的运行结果表明段在条件下总氮的去除率可达到而段由于采用的是生物膜法脱氮除磷主要是靠生物膜的脱落来完成实际运行结果表明在段曝气池出水末端时才能满足其需要而膜的脱落量周期即才能达到较好的效果去除率基本上在左右表各工艺单元的处理效果表项目进水调节沉降罐出水去除率预酸化池反应器出水去除率段曝气池段沉淀池出水去除率段曝气池段沉淀池出水去除率排放标准注淀粉原水值为厌氧进水值为曝进水值为沉出水值为排放标准中的值为过滤系统运行污泥处理系统作为后处理在生物处理系统运行正常后开始运行调节沉降罐沉淀下来的蛋白全部回收到车间段沉淀池的部分污泥及段沉淀池的污泥进入污泥浓缩池进行浓缩后进入带式压滤机压滤脱水后泥饼外运填埋污泥浓缩池的上清液及带式压滤机的滤液返回预酸化池进行处理沼气发电系统本工程反应器产生的沼气经过水封脱硫罐后进入储气柜实际运行中每天产生了沼气每方沼气可发度电选用了山东东营胜利油田动力机械有限公司台每小时发电的发电机每小时可发电沼气发电产生的余热经过余热回收装置一部分进入锅炉另一部分进入反应器对废水进行加热以维持反应器内的温度经济效益分析本工程总投资为万元土建部分的投资为万元设备部分的投资为万元其他部分的投资为万电费废水处理站总装机功率为实际运行功率为正常运行耗电量为则电费为元天处理吨水的电费为元药剂费其中的消耗量为市场价为元吨的消耗量为市场价为元吨处理吨水的费用为元人工费废水处理站编制为人工资为元人处理吨水人工费为元处理成本综合以上费用得废水处理的成本为元效益回收台沼气发电机每小时可发电每度电的价格按元计算则每天可产生元的效益除去污水处理每天的处理成本元则通过沼气发电每天可产生元的利润一年可净赚万元结束语实际运行结果表明采用工艺处理高浓度淀粉废水是切实可行的出水水质可达到国家污水综合排放标准一级标准在厌氧系统运行的过程中要注意出水的变化和厌氧结晶对系统运行的影响好氧系统段采用生物膜法可提高好氧系统脱氮除磷的能力通过沼气发电可抵消废水处理的运行费用而且给废水处理站带来可观的经济效益参考文献贺延岭编著废水厌氧生物处理北京轻工业出版社任南琪王爱杰等编著厌氧生物技术原理与应用北京化学工业出版社王凯军左剑恶甘海南等编著工艺的理论与工程实践北京中国环境科学出版社张希衡等编著废水厌氧生物处理工程北京中国环境科学出版社王凯军秦人伟编著发酵工业废水处理北京化学工业出版社周孟津张榕林蔺金印等编著沼气实用技术北京化学工业出版社张全国主编沼气技术及其应用北京化学工业出版社沈耀良王宝贞编著废水生物处理新技术理论与应用第二版北京中国环境科学出版社杨岳平徐新华刘传富主编废水处理工程及实例分析北京化学工业出版社联系电话通讯地址淄博市张店区张周路号山东理工大学资环学院汇源水处理工程技术研发中心邮编