高濃度豆制品廢水的處理

　　根據豆制品廢水的特點(diǎn)及經(jīng)處理后的廢水接入城市污水管網(wǎng)的要求，對高濃度廢水采用酸化水解—厭氧消化處理工藝，充分利用其能耗低、處理效率高、耐負荷并能產(chǎn)生沼氣等特點(diǎn)。

　　高濃度廢水經(jīng)酸化水解—厭氧消化后，出水與低濃度廢水混合，泵入城市排污管網(wǎng)。具體工藝流程見(jiàn)圖1。

　　高濃度廢水在酸化水解池的滯留期為12 h，經(jīng)水解酸化后的酸化液通過(guò)水力篩網(wǎng)篩除未被水解酸化的大顆粒豆制品，然后進(jìn)入增溫計量池，把酸化液增溫至38 ℃，再泵入厭氧消化罐。厭氧發(fā)酵采用復合式上流厭氧污泥床工藝，中溫發(fā)酵，水力滯留時(shí)間為84 h，容積負荷為4.40kgCOD/(m³·d)，COD去除率在95%以上，產(chǎn)沼氣達510m³/d，產(chǎn)氣率為1.70m³/(m³·d)。厭氧出水經(jīng)沉淀后進(jìn)入配水池與稀廢水混合，最終排入城市污水干管。

　　水解酸化池的設置，可以把復雜且難降解、大顆粒的有機物水解成易降解的簡(jiǎn)單有機物，大大降低廢水中的SS含量，此時(shí)廢水的pH值不僅沒(méi)有降低，反而有所提高(這主要是與酸化時(shí)間較長(cháng)、酸化后期產(chǎn)甲烷菌群的活躍和部分銨離子的產(chǎn)生有關(guān))，這樣可以大大減少廢水對厭氧消化的沖擊。

　　在設計厭氧消化池時(shí)，增加了廢水回流設施的設置，三相分離器上部的厭氧出水回流至回流罐，與未經(jīng)處理的高濃度廢水混合后再進(jìn)入厭氧消化罐，這樣可以提高廢水的pH值，降低進(jìn)入厭氧消化罐的廢水COD濃度，減少對厭氧污泥的局部沖擊，防止厭氧池內部酸化反應的存在，提高厭氧消化效率。隨著(zhù)回流比例的調整，可以大大提高厭氧消化罐的耐沖擊能力。

　　由于廠(chǎng)區內可利用的空地很小，進(jìn)行總圖設計時(shí)，結合工藝流程，將預處理各池以及沉淀池和配水池建成重疊型，節約了建設用地。

　�、儆捎趶U水處理設施正好位于原有的池塘上，其地基承載力和土質(zhì)均勻度都很差，如采用鋼筋混凝土結構，由于其自重大，地基處理費用就相當高。厭氧罐和貯氣柜設計采用德國引進(jìn)的Lipp罐體，由于罐體自重輕，基礎比較容易處理，費用隨之降低。厭氧消化罐高為9 m，直徑為7 m，是地上式圓形Lipp罐。由于對厭氧消化罐的徑、高比進(jìn)行了調整，原有的三相分離器就不是很適合。因此，對三相分離器進(jìn)行了重新設計，采用三層鋼結構漏斗式導流板做三相分離器(見(jiàn)圖2)。從使用結果看，三相分離效果相當好，厭氧污泥流失量很小，污泥截留效果明顯。

　�、谡託赓A氣柜采用干式貯氣柜，由于其自重很小，地基無(wú)需進(jìn)行特別處理。而濕式貯氣柜其自重較大，需較大的地基處理費用。采用Lipp技術(shù)卷制的干式貯氣柜，柜體為鍍鋅鋼板一次卷制成形的筒體，在柜內安裝了貯氣袋和高位控制架，柜外安裝有氣體量的顯示裝置，并同時(shí)安裝了氣袋保護裝置——氣體超壓保護器。貯氣袋采用從德國進(jìn)口的專(zhuān)用沼氣貯氣袋，其使用壽命較長(cháng)，并且不需每年進(jìn)行維護，一年可節約一筆不小的維護費。

　�、蹍捬跸�化罐采用Lipp技術(shù)進(jìn)行卷制。筒體材料采用不銹鋼復合高強度板卷制，在罐頂上部安裝有壓頂槽鋼，采用不銹鋼螺栓與筒體之間的定位，不采用焊接方式。筒體制作完成后，進(jìn)行罐內的金屬結構安裝。由于罐體為金屬結構，罐頂可在罐內金屬結構完成后再進(jìn)行安裝，這樣給罐內的安裝工作帶來(lái)了極大的便利。厭氧罐內設有布水器，布水器采用枝狀布水，隔3m²設有一個(gè)布水頭，布水較為均勻。三相分離器的安裝是罐內金屬結構安裝的重點(diǎn)，由三個(gè)圓錐形正反斗組成，施工要求高、難度大。在施工中充分利用罐頂后施工的特點(diǎn)，三個(gè)圓錐斗在外進(jìn)行拼接，然后到罐內進(jìn)行安裝，降低了施工難度和勞動(dòng)強度，工程質(zhì)量也較容易控制，加快了工程進(jìn)度。安裝完成三相分離器和溢流槽后，進(jìn)行罐頂的安裝施工工作。罐體保溫材料采用阻燃型的聚苯乙烯泡沫板，外殼采用彩色瓦楞鋼板，瓦楞鋼板采用特制的定位卡頭扁鋼定位，安裝效果良好。Lipp罐體與鋼筋混凝土之間的澆筑采用膨脹混凝土(見(jiàn)圖3)。

　　調試運行工作從1996年11月開(kāi)始，對水解酸化、厭氧消化進(jìn)行培菌調試。

　�、偎�解酸化：菌種采取自然富集培養，處理水量與厭氧消化進(jìn)水量相匹配，從10m³/d、20m³/d……逐步增加負荷，1個(gè)半月后達到滿(mǎn)負荷運轉，處理能力為80m³/d。經(jīng)酸化處理后，出水COD平均從 24 000 mg/L降為16 500 mg/L左右，COD去除率達30%，pH值為5.5。

　�、趨捬跸�化：厭氧菌采用廠(chǎng)區的陰溝污泥和杭州四堡污水處理廠(chǎng)的厭氧污泥接種，共接種60%含水率的厭氧污泥30 m3，菌種接入厭氧罐后，加入少量生產(chǎn)廢水作為培養基，先進(jìn)行升溫和馴化培養。每天升溫1 ℃左右，直至達到設計要求的38±1 ℃。廢水處理量從10m³/d開(kāi)始，COD負荷從0.36kgCOD/(m³·d)逐步增加，1個(gè)半月后，進(jìn)水量達到80 m³/d，COD負荷為4.40kgCOD/(m³·d)，出水COD濃度為650 mg/L左右，COD去除率達96%，出水pH值為7.2，產(chǎn)沼氣為510m³/d，產(chǎn)氣率為1.70m³/(m³·d)。

　　廢水處理工程運行初期，由于水量變化較大(約為60～150m³不等)，廢水濃度波動(dòng)也很大，最低時(shí)CODCr濃度在8 000 mg/L左右，而最高時(shí)CODCr濃度可達到3×10⁴ mg/L，這給正常運行帶來(lái)了困難。同時(shí)也發(fā)現，當廢水量較大時(shí)其濃度相應較低，而水量少時(shí)其濃度就很高，在工程實(shí)際運行管理中，根據這個(gè)特點(diǎn)，當水量較大時(shí)采用延長(cháng)進(jìn)料時(shí)間同時(shí)減少厭氧消化罐的回流比例，以減少由于水量的增加而對厭氧消化所產(chǎn)生的沖擊。當水量減少而濃度較高時(shí)，加大厭氧消化罐的回流比例和回流時(shí)間，加大回流比可以很好地減少高濃度廢水對厭氧消化的局部沖擊。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的探索，總結出高濃度廢水與厭氧回流水相混合后的COD濃度在1.5×10⁴ mg/L以下時(shí)，就可以減少對厭氧消化的沖擊，而將混合廢水的COD濃度控制在1×10⁴ mg/L以下時(shí)，基本上不會(huì )對厭氧產(chǎn)生沖擊，出水各項指標均很正常。

　　處理工程經(jīng)過(guò)近2年的運行，效果穩定，沒(méi)有出現大的反復，各單元的處理效果(平均值)與沼氣產(chǎn)氣量見(jiàn)表2。

 

　�、偻ㄟ^(guò)近2年的運行，處理效果達到和超過(guò)設計指標，處理設備和裝置運行正常，說(shuō)明用水解酸化—厭氧發(fā)酵的工藝處理豆制品廢水是切實(shí)可行的。同時(shí)，采用德國Lipp技術(shù)與設備，大大縮短了工程的施工周期，受天氣影響的程度也遠比鋼筋混凝土結構的工程要小，無(wú)論在南方或北方，Lipp技術(shù)都比較適合發(fā)展。

　�、谟捎诓捎肔ipp技術(shù)卷制的罐體其自重很小，罐體結構受力得到大大改善，對地基的處理費用大大降低，特別是在軟土地基的地區，工程造價(jià)更是顯著(zhù)下降。同時(shí)，可以減少大量的日常維護和檢修費用，工程使用壽命也大大延長(cháng)。

　�、墼黾訁捬跸�化罐的回流量可以大大減少對厭氧的沖擊，不必為調節pH而多支出藥品的費用，可以使運行處于低成本狀態(tài)，增加了沼氣出售的收入(該工程產(chǎn)沼氣為510m³/d，若按1.2 元/m³計，則收入為612 元/d)。