UASB/接觸氧化/混凝沉淀工藝處理水果、蔬菜脫水廢水

一、概述

某食品公司主要從事溫帶水果脫水和蔬菜脫水加工，兩種產(chǎn)品的主要工藝流程為：水果加工：原料→去皮、清洗→蒸煮→糖浸→干燥

蔬菜加工：原料→清洗→挑選→切割→藥劑處理→干燥

廢水主要來(lái)源于清洗、蒸煮、糖浸等生產(chǎn)工序，以及地面和設備的沖刷、清洗用水。

二、水質(zhì)、水量

設計水量：300m3/d，設計水質(zhì)見(jiàn)表1。

表1  設計進(jìn)出水水質(zhì)

三、工藝流程及流程簡(jiǎn)述

針對此廢水有機物濃度高，可生化性較好的特點(diǎn)，選用以“UASB+生物接觸氧化法”為主，絮凝沉淀為輔的處理工藝，UASB采用中溫厭氧方式。

1、工藝流程如圖1所示。

圖1   工藝流程

2、工藝流程簡(jiǎn)述

（1）　水果脫水廢水、蔬菜脫水廢水經(jīng)廠(chǎng)內管道自車(chē)間收集后流入污水處理場(chǎng)的明渠。經(jīng)粗格柵（d=20mm），細格柵（d=3mm）攔截污物，自流進(jìn)入中和調節池，在調節池內采用穿孔管曝氣攪拌的方式，將投加入水的堿—碳酸鈉與廢水充分混合攪拌，將水的pH值調為7~8；并在此池內進(jìn)行均衡水質(zhì)，調節水量。后用污水泵提升廢水至UASB厭氧罐，廢水經(jīng)底部穿孔管配水系統分配后，廢水以一定流速自下向上流動(dòng)以及厭氧過(guò)程產(chǎn)生的大量沼氣的攪拌作用，廢水與污泥充分混合，有機質(zhì)被吸附分解；所產(chǎn)沼氣經(jīng)由UASB上部三相分離器的集氣室排出，含有懸浮污泥的廢水進(jìn)入三相分離器的沉降區，沉淀性能良好的污泥經(jīng)沉降面返回反應器主體部分，含有少量較輕污泥的廢水從反應器上部排出。UASB出水自流進(jìn)入生物接觸氧化池，生化后進(jìn)入二沉池；再通過(guò)絮凝沉淀保證出水達標排放。

（2）　構筑物規格型號詳見(jiàn)表2。

表2    構筑物規格型號

4工藝調試1、UASB厭氧調試

（1）、調試過(guò)程

UASB采用中溫厭氧，通過(guò)應用換熱器將進(jìn)水溫度加熱到35~38℃。調試之始為3月中旬，為加快調試進(jìn)程，首先將市政污水廠(chǎng)脫水污泥10噸作為菌種進(jìn)行接種，通過(guò)人孔將污泥投入UASB罐內，進(jìn)一步培養馴化。因廠(chǎng)方生產(chǎn)的關(guān)系，調試時(shí)只有水果脫水廢水，而此廢水CODcr值較合同高，均值在7000~12000mg/l之間。將廢水稀釋至CODcr值小于5000mg/l，pH值調整為6.5~8.0，SO2濃度為100mg/l以下，進(jìn)水至設計水位；后，一周內處于悶厭狀態(tài)，每天只開(kāi)啟UASB內循環(huán)泵數小時(shí)。這中間，發(fā)現換熱器不能將水溫提升至所需溫度，分析原因為換熱器形式不合適，后將原板式換熱器更換為湍流式換熱器，才保證了水溫。在使用板式換熱器的20天之內，UASB內溫度達不到30℃，效果較差，啟動(dòng)負荷采用0.5kgCOD/m3.d，即每天只能保持進(jìn)水8小時(shí)，水量3m3/h。更換湍流式換熱器后，水溫升至35~38℃，負荷采用0.8kgCOD/m3.d，進(jìn)水一周有少量沼氣逸出，COD去除率達50%左右。持續此負荷一個(gè)月左右，自UASB罐底部1.5m處取污泥樣觀(guān)察，SV30只有5%，而UASB出水中卻有大量SS隨水流出。開(kāi)始疑為是啟動(dòng)階段的正常絮狀污泥洗出，污泥增長(cháng)緩慢的原因，沒(méi)有特別在意。這中間，為了提高污泥的凝聚性能，曾往進(jìn)水中加入過(guò)粉狀活性炭，但收效不大。隨著(zhù)3個(gè)月后進(jìn)水負荷提高至3.5kgCOD/m3. d，厭氧污泥仍是處于較多的洗出狀態(tài)，也未形成顆粒污泥的狀態(tài)，COD去除率在50~70%之間，達不到設計80%。在進(jìn)水只有設計值的一半時(shí)尚且如此，就懷疑是外購的UASB設備三相分離器的設計是否合理問(wèn)題。雖然經(jīng)后續的生物接觸氧化處理后，出水可以達標排放；但考慮到厭氧效果，提出了在UASB后增設一座沉淀池的方法，使厭氧污泥沉淀后再回流至UASB，保證污泥濃度。經(jīng)后面的運行表明，UASB內污泥量逐步增多，1.5m處SV30在25~32%之間，COD去除率在80%以上，鏡檢發(fā)現污泥開(kāi)始顆�；�。在調試期間，曾發(fā)生兩次酸罐現象，原因為廠(chǎng)家更換中和劑，采用氫氧化鈉作為中和劑，指使罐內廢水不具備緩沖能力，稍微調整不好進(jìn)水pH值就危險，幸好發(fā)現及時(shí)，避免了更大損失。

厭氧控制指標為：堿度（以CaCO3計）2000~3000mg/l；VFA＜400mg/l；pH值為6.8~7.5。

此工程規模較小，產(chǎn)生的沼氣較少，并且廠(chǎng)內無(wú)鍋爐，經(jīng)水封后高空排放。若有鍋爐，可將沼氣收集，經(jīng)水封、阻火罐后通入鍋爐燃燒，可節約部分燃煤。

（2）其它原因分析

因水果保鮮藥水中應用了焦亞硫酸鈉（Na2S2O7），在酸性條件下，為SO2；藥水中Ca2+的濃度4000~5000mg/l，SO2濃度為4000mg/l，pH：3.5~4.0，水量：4.0噸。調試時(shí)水果脫水廢水只有150m3/d，藥水混入后，Ca2+的濃度130mg/l，SO2濃度為104mg/l。但在實(shí)際調試過(guò)程中，因廢水量常達不到150m3/d，所以進(jìn)水Ca2+的濃度250mg/l左右，SO2濃度為200mg/l左右。SO2對厭氧微生物有明顯的抑制作用，控制不利時(shí)，就抑制了厭氧過(guò)程，使調試進(jìn)程減慢。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

2、好氧調試

UASB出水自流進(jìn)入生物接觸氧化池，隨著(zhù)UASB調試的開(kāi)始，好氧調試也一起進(jìn)行。將鼓風(fēng)機調整為自控狀態(tài)，控制池內溶解氧為2~4mg/l，因該廢水可生化性很好且有機物濃度較高，所以勿需投菌，對此廢水采取直接曝氣的方式培養污泥。雖氣溫不高，但厭氧出水溫度較高，故污泥培養比較有利。兩個(gè)月的時(shí)間，好氧生物膜就生長(cháng)良好。在UASB達不到去除效率的情況下，可以保證出水達標排放。

3、污染物去除效率分析詳見(jiàn)表3。

表3   污染物去除效率分析表

五、結語(yǔ)

1、水果脫水廢水pH值呈酸性，并易發(fā)生酸化現象，中和堿最好用Na2CO3，可形成緩沖溶液，抗沖擊負荷能力強，有利于保護UASB系統，可有效避免酸罐現象。

2、UASB調試啟動(dòng)階段，應控制進(jìn)水CODcr值小于5000mg/l， SO2含量小于100mg/l，否則會(huì )抑制甲烷菌的生長(cháng)。隨著(zhù)厭氧污泥量的增長(cháng)及厭氧污泥的逐步顆�；�，工程實(shí)踐證實(shí)，當廢水中SO2含量為200mg/l也不會(huì )對產(chǎn)甲烷菌發(fā)生抑制作用。

3、該工藝處理此類(lèi)廢水具有污泥產(chǎn)量少，處理效率高，運行費用低，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。

注：VLR指容積負荷（Volume Loading Rate）（谷騰水網(wǎng)）