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调味品生产废水处理研究

摘要:调味品生产废水与生活污水的混合废水具有有机物浓度高、可生化性好的特点,设计采用水解酸化-CAST-纤维转盘过滤的组合处理工艺,介绍了该工艺流程的设计参数及运行效果。工程实际运行结果表明,该组合工艺生化处理系统运行稳定,出水水质能持续稳定达到GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。

关键词:调味品生产废水;生活污水;水解酸化;CAST工艺;纤维转盘过滤

1工程概况

河北省某工业园区内调味品生产废水主要来自加工企业生产场地和设备的清洗、原料的浸泡,以及产品的溢流,其中混有碎豆屑、麸皮、面粉、糖分、酱色等[1]。该废水具有CODCr、BOD5、悬浮物含量高,色度高,有机物浓度较高,可生化性好的特点。园区污水处理厂进水来源主要为调味品生产废水与生活污水的混合废水,其m(BOD5)/m(CODCr)约为0.40。根据工业园区内污废水的水质特点,采用水解酸化-CAST-纤维转盘过滤组合处理工艺,一期工程规模为5000m3/d,远期设计总规模达到20000m3/d,整个工程统一规划、分期实施。本文就调味品生产废水与生活污水的混合废水处理为例,对该废水的达标排放工程设计进行研究。

2设计水质

经检测排入园区污水处理厂的混合废水水质满足CJ3082—1999《污水排入城市下水道水质标准》的要求,设计出水水质执行GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。本工程设计进出水水质如表1所示。

3工艺设计

3.1处理工艺选择。针对调味品生产废水CODCr、BOD5、悬浮物含量高,色度高,有机物浓度较高,可生化性好的特点,国内目前主要采用的处理工艺有水解酸化、生物处理[2]和混凝沉淀过滤,以及组合处理工艺。针对本工程混合废水水质特点,以及出水水质要求,混合液水体粗格栅及提升泵房细格栅撇油沉淀池水解酸化池过滤工房消毒池辐流沉淀池CAST反应池出水池、加压泵房加氯间污泥浓缩池污泥脱水间干泥外运图1污水处理工艺流程Fig.1Processflowofsewagetreatment经技术经济比较后选择水解酸化-CAST-纤维转盘过滤的组合处理工艺。CAST工艺自20世纪90年代被引入我国以来,已陆续在城市污水、水产品加工废水、屠宰废水、肉类加工废水、制药废水和化工废水等废水处理中应用[3]。目前,水解酸化联合CAST工艺已应用于处理混合化工废水[4]、工业废水[5]、城市生活污水[6]。3.2工艺流程。调味品生产废水与生活污水混合废水处理工艺流程如图1所示。混合废水首先经粗格栅提升泵池、细格栅撇油沉淀池,去除一些较大的SS、漂浮物、悬浮油和废渣后进入水解酸化池,在水解酸化池中大分子的有机物被分解为小分子的有机物,提高混合废水的可生化程度。经过预处理单元后废水中的SS、CODCr、BOD5、油类污染物得到一定处理。水解酸化池出水BOD5浓度高,CAST反应池内CODCr、BOD5、TN、TP等污染物进一步得到去除[7];出水采用辐流式沉淀池实现泥水分离,其中污泥一部分回流,一部分经污泥浓缩、脱水后外运填埋。污泥压滤前需投加PAM,使污泥形成大颗粒污泥,有利于脱水。深度处理单元包括纤维转盘过滤器、二氧化氯反应器等,其中二氧化氯反应器利用二氧化氯进一步氧化分解水中残留的CODCr及色度,同时还起到杀灭水中病菌的作用。

4主要构筑物设计

(1)粗格栅和提升泵房。格栅及提升泵房合建,按照20000m3/d设计。格栅间平面尺寸为10.0m×6.0m,地下部分深度为7.7m,设置1套粗格栅捞渣机,二期增加1台,粗格栅间隙为20mm,栅宽为1200mm,安装角度为75°。格栅间设置于污水提升泵之前,共设2条廊道,每条廊道宽度为1.2m,为便于维护检修,在廊道前后各设置1个MXF-600型手电两用不锈钢方闸门。提升泵房平面尺寸为10.0m×8.0m,地下部分深度为7.7m,地上部分高位5.4m,一期设置3台潜污泵,流量为200m3/h,扬程为18m,功率为15kW。潜污泵的开停工况控制根据集水池的液位进行,二期按实际情况增加。(2)细格栅和撇油沉淀池。细格栅间隙为3mm,栅宽为800mm,一期工程设置1台,二期预留;撇油沉淀池尺寸为42.0m×8.0m×5.0m,表面负荷为1.11m3/(m2•h),沉淀时间2h,配套行车式刮泥撇油机设备1套,二期另外增加。细格栅配套保温罩1个,用于冬季保温,尺寸按格栅实际尺寸定制。(3)水解酸化池。一期工程设置1座上流式水解酸化池,二期预留建设用地,设计水力停留时间为10h,上升流速为0.55m/h,有效容积为2112m3,设计尺寸为32.0m×12.0m×6.0m。配水管管口向下,位于所服务面积的中心距池底约80cm处,并对准池底的反射锥体以保证配水均匀。设置污泥液面检测仪,根据污泥高度确定排泥时间,在池底敷设排泥管,排泥点设在污泥区中上部,采用纵向多点排泥。为保障CAST生物反应池内活性污泥浓度需回流部分剩余污泥,污泥回流比为55%。(4)CAST反应池。一期工程设4座,单座尺寸为32.0m×8.0m×5.5m,有效容积为1320m3,其中生物选择池长度为3.0m,与主反应池间设置一个连通孔,池内最高水位标高为4.0m,低水位标高为-1.5m,污泥龄为14.5d。CAST反应池的运行方式为连续进水,单座运行周期为6.0h,其中曝气3.0h(反应和进水同时开始),沉淀1.5h,滗水1.5h,总水力停留时间为19.0h,污泥浓度为3000mg/L,污泥负荷为0.06kg[BOD5]/(kg[MLSS]•d),采用橡胶膜微孔曝气管曝气。在每个CAST反应池内设置双曲面搅拌机、高速潜水搅拌机以及滗水器。(5)鼓风机房。建于CAST反应池的西侧,便于空气管道的安装布置,并减少管道长度,减少风压的损失。设计鼓风机房1座,尺寸为18.0m×7.5m×6.0m,近远期结合。一期工程鼓风机房内设置罗茨鼓风机3台(2用1备),同时机房内预留二期工程风机基础位置。单机风量为27m3/min,风压为53.9kPa,功率为45kW,风机配套空气过滤器,对进风进行粗过滤。(6)接触消毒池。消毒接触时间为30min。为保证出水中细菌等微生物达标,按一期处理量设计接触消毒池,二期预留建设用地。采用二氧化氯消毒,消毒剂有效氯投加量为10~12mg/L。接触消毒池设计平面尺寸为15.0m×5.0m,有效水深为3.0m。(7)污泥脱水间。在污泥脱水车间前设1座污油池、污泥池(2格),用来存放水解酸化池及CAST反应池产生的污油和剩余污泥。污泥池、污油池的平面尺寸为5.0m×5.0m,有效水深为3.5m。设计1座污泥脱水车间,平面尺寸为18.0m×7.5m,净高为6.0m。污泥池抽出污泥含水率按照97%(污泥固体浓度为30kg/m3)计算,设置2台带式浓缩脱水一体机(1用1备,互为备用)。污泥脱水间设一体化加药装置2台、带式浓缩脱水一体机2台和冲洗水泵2台。

5运行结果分析

自2015年建设完成后,污水处理厂稳定运行至今,2016年11月实际平均进出水水质如表2所示。现场水质检测结果显示,出水水质均低于设计排放标准,达到了预期的设计目标。

6结语

本工程采用水解酸化-CAST-纤维转盘过滤的组合工艺对调味品生产废水与生活污水的混合废水进行处理,出水水质稳定达到GB18918—2002一级A标准。CAST反应池作为该工艺的核心工艺,具有去除有机物、同步脱氮除磷的特点。实际运行时需要实时根据进水水质条件及CAST反应池运行工况及时调整运行参数,从而保证稳定的出水水质。

参考文献:

[1]唐受印,戴友芝,刘忠义,等.食品工业废水处理[M].北京:化学工业出版社,2001.

[2]王罡,吴育声,周兴求,等.厌氧-好氧-强氧化组合工艺处理酱油废水工程实例[J].工业用水与废水,2014,45(2):75-77.

[3]王章霞,杨少伟,高月华.CAST常见问题及其解决措施[J].工业用水与废水,2012,43(5):50-53.

[4]王申,陈恒宝,张有仓,等.水解酸化强化CAST工艺处理混合化工废水的调控因素研究[J].中国市政工程,2014,(5):50-53.

[5]李志华,杨红亮,赵雨.小城镇污水处理厂CAST工艺启动及运行策略[J].中国给水排水,2014,30(18):140-144.

[6]王科,郭泽林,吕龙义,等.复合型CAST工艺处理低碳源污水的影响因素研究[J].给水排水,2017,43(5):48-51.

[7]安东子,寇彦德,谭国霞,等.CAST工艺强化脱氮的设计改进[J].工业用水与废水,2017,48(1):47-50.

作者:高伟杰 李秀 韩大为 单位:1.北方工程设计研究院有限公司 2.中核第四研究设计工程有限公司

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