釀造廢水處理工程技術(shù)
1.項(xiàng)目概述
國(guó)內(nèi)某釀酒企業(yè)的主要產(chǎn)品是白酒和原酒。其原料為谷物等淀粉質(zhì)谷物，生產(chǎn)方法為淀粉質(zhì)原料發(fā)酵。為了取得更好的環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，需要建設(shè)一座日處理能力為400m3的高濃度啤酒廢水的污水處理站。本項(xiàng)目實(shí)行“清污分流”，冷卻水單獨(dú)收集循環(huán)使用，廢水主要來(lái)自鍋爐底水和沖洗水。結(jié)合啤酒廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，本工程采用UASB+A/DAT-IAT主體生化處理工藝，具有資源循環(huán)利用、處理成本低、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。
2.廢水來(lái)源、水質(zhì)和處理要求
2.1廢水的來(lái)源和特性
白酒廢水的特點(diǎn)是有機(jī)物、懸浮物含量高，可生化性強(qiáng)。主要含有淀粉、糖、蛋白質(zhì)、纖維素等高分子有機(jī)物。廢水主要包括酒精酒糟、釀造設(shè)備沖洗水、生產(chǎn)車間地面沖洗水等。酒精酒糟經(jīng)固液分離后可循環(huán)利用，作為蛋白飼料。
2.2廢水質(zhì)量
污水處理站設(shè)計(jì)水質(zhì)指標(biāo)為CODCr=10000mg/L，BOD5=6000mg/L，SS=4000mg/L，pH=3.5~6.0。
2.3廢水處理要求
處理后的廢水應(yīng)達(dá)到《發(fā)酵酒精及白酒行業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB27631—2011)表2中規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)為:COD≤100mg/L，BOD5≤30mg/L，SS≤50mg/L，NH3-N≤10mg/L，TN ≤ 20mg/L
3.廢水處理過(guò)程
釀造廢水是一種高濃度生化廢水。首先，必須采用厭氧處理來(lái)回收沼氣資源。該項(xiàng)目采用高效的UASB厭氧處理系統(tǒng)。排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)廢水脫氮提出了更高的要求。為保證廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，工程好氧處理采用A/DAT-IAT序批式法，具有自控程度高、脫氮效果理想的特點(diǎn)。
3.1廢水厭氧處理
厭氧處理是處理高濃度有機(jī)廢水的一種經(jīng)濟(jì)方法。本項(xiàng)目的UASB系統(tǒng)由反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)和氣室組成。反應(yīng)器自下而上由高濃度污泥床和相對(duì)低濃度懸浮污泥層組成。污泥床和懸浮污泥層為反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)區(qū)上部設(shè)有三相分離器。
廢水從污泥床的底部進(jìn)入，并與污泥床中的污泥混合。廢水中的有機(jī)物被微生物分解產(chǎn)生沼氣。在上升的過(guò)程中，微小的沼氣氣泡融合，逐漸形成較大的氣泡。由于氣泡上升引起的強(qiáng)烈攪拌，在污泥床上形成懸浮污泥層。沼氣氣泡、廢水和厭氧活性污泥的混合物上升至三相分離器。當(dāng)氣泡上升到分離器的下反射器時(shí)，它們被有效地分離并被排放到空氣室中。污泥和水通過(guò)通道進(jìn)入三相分離器的沉淀區(qū)。在重力作用下，上清液從沉淀區(qū)上部排出，沉淀區(qū)下部的污泥沿斜壁返回反應(yīng)區(qū)。在一定的水力負(fù)荷下，大部分污泥顆粒可以留在反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)存在高濃度的顆粒污泥。酒精廢水排水溫度較高，可以滿足中溫消化對(duì)水溫的要求。反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高，平均濃度為30 ~ 40g/L，底部污泥床濃度為60 ~ 80g/L，懸浮層濃度為5 ~ 7g/L，系統(tǒng)內(nèi)污泥濃度高使得UASB反應(yīng)器具有抗沖擊能力強(qiáng)、有機(jī)負(fù)荷高、水力停留時(shí)間短的特點(diǎn)，容積負(fù)荷為10 ~ 20k g cod/(m3·d)，污泥床無(wú)需填充載體填料，節(jié)省了建設(shè)成本，避免了堵塞和維護(hù)等問(wèn)題。
3.2廢水的好氧處理
A/DAT-IAT工藝是由SBR工藝改進(jìn)而來(lái)的污水處理工藝。其污染物去除機(jī)理與傳統(tǒng)SBR基本相同，只是結(jié)構(gòu)的組合和控制不同。污水進(jìn)入A池與回流污泥混合進(jìn)行生物選擇，經(jīng)DAT池好氧生物處理后進(jìn)入IAT池。由于連續(xù)曝氣起到了水力平衡的作用，提高了整個(gè)工藝的穩(wěn)定性。進(jìn)水過(guò)程僅在A/DAT池中進(jìn)行，排水過(guò)程僅在IAT池中進(jìn)行，進(jìn)一步提高了整個(gè)生物處理系統(tǒng)的可調(diào)性，有利于有機(jī)物的去除。
部分剩余污泥從IAT槽回流至A槽，部分混合液從IAT槽回流至DAT槽。與其他連續(xù)間歇工藝相比，A/DAT處理系統(tǒng)是一種更加靈活的反應(yīng)器，使A/DAT池和IAT池保持較長(zhǎng)的泥齡和較高的污泥濃度，具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。
在A/DAT-IAT系統(tǒng)中，A池是生物選擇區(qū)，DAT池是主反應(yīng)區(qū)。污水不斷流入DAT池，與IAT池返回的混合液混合，不斷曝氣，充分利用活性污泥的降解作用，去除大部分可溶性有機(jī)污染物。IAT池與傳統(tǒng)SBR池功能相同，不同的是采用連續(xù)進(jìn)水，IAT池中的潷水器將上清液潷水，同時(shí)排出剩余污泥。由于A/DAT池對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的調(diào)節(jié)、平衡和生物選擇作用，進(jìn)入IAT池的水質(zhì)穩(wěn)定，有機(jī)物負(fù)荷低，對(duì)水質(zhì)變化的適應(yīng)性強(qiáng)。另外，間歇曝氣可以形成好氧-缺氧-厭氧交替的不同環(huán)境，因此系統(tǒng)可以同時(shí)去除BOD5和氮磷。
3.3廢水脫氮處理
在厭氧條件下，廢水中的蛋白質(zhì)水解成氨基酸，然后轉(zhuǎn)化為氨氮。同時(shí)，廢水中的核酸、脂肪胺、氨基糖等有機(jī)氮也轉(zhuǎn)化為氨氮，廢水中氨氮的含量迅速增加。厭氧菌通過(guò)自我繁殖可以去除40%的氨氮，剩余的氨氮在達(dá)特-IAT池中去除。DAT反應(yīng)池一直曝氣，廢水處于好氧生化狀態(tài)。IAT反應(yīng)池的曝氣、沉淀和潷水過(guò)程交替進(jìn)行，廢水處于好氧和缺氧交替狀態(tài)。在好氧條件下，廢水中的氨氮被硝化菌轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，而在缺氧條件下，反硝化菌將硝態(tài)氮還原為氮?dú)?，與水分離，去除率可達(dá)95%。
厭氧-缺氧-好氧的環(huán)境使得這個(gè)污水系統(tǒng)具有很好的脫氮效果，并且工藝設(shè)計(jì)中的潷水率很低，總水力停留時(shí)間達(dá)到32h，可以達(dá)到很好的脫氮效果。
3.4廢水處理工藝流程(見(jiàn)下圖)
4.廢水處理工程的主要內(nèi)容
4.1網(wǎng)格、網(wǎng)格井
設(shè)計(jì)篩網(wǎng)去除進(jìn)水中的雜質(zhì)，避免堵塞水泵，影響后續(xù)處理系統(tǒng)。柵網(wǎng)放置在柵網(wǎng)井內(nèi)，柵渣定期裝車運(yùn)輸，用于飼料。人工網(wǎng)格1套，20目網(wǎng)格孔，網(wǎng)格寬1000mm，材料304SS，網(wǎng)格井尺寸2.5×1.0×2.0m3
4.2事故池
用于儲(chǔ)存事故排放的廢水，正常工作狀態(tài)下空置。設(shè)有事故池一座，池體尺寸為10.0×10.0×3.5m3，有效容積為300m3，事故污水提升泵一臺(tái)，單臺(tái)流量為15m3/h，電機(jī)功率為0.75kW 4.3初沉池
酒精廢水中的懸浮物是通過(guò)投加混凝劑和絮凝劑沉淀去除的。沉淀物含有大量殘?jiān)捎米黠暳?，需要回收。設(shè)計(jì)一座沉淀池，尺寸為8.0×4.0×3.5m3，有效容積為96m3，水力停留時(shí)間為4h。池內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)污泥提升泵(一臺(tái)備用)，單臺(tái)流量6.0m3/h，電機(jī)功率2.2kW
4.4污泥濃縮池
用于儲(chǔ)存沉淀池中的沉淀物，尺寸為8.0×4.5×3.5m3，有效容積為108m3。配備電機(jī)功率1.5kW的40m2板框壓濾機(jī)和單機(jī)流量5.0m3/h、電機(jī)功率2.2kW的污泥螺桿泵
4.5一級(jí)水解調(diào)節(jié)池
由于廢水水質(zhì)水量變化較大，設(shè)置調(diào)節(jié)池使水量均勻，用穿孔管進(jìn)行間歇曝氣和攪拌。設(shè)有一級(jí)水解調(diào)節(jié)池，容積為10.0×8.0×3.5m3，有效容積為240m3，水力停留時(shí)間為12h。
4.6二級(jí)水解調(diào)節(jié)池
起到預(yù)酸化的作用。設(shè)置一個(gè)二級(jí)水解調(diào)節(jié)池，其容積為10.0×8.0×3.5m3，有效容積為240m3，水力停留時(shí)間為12h。提升泵兩臺(tái)(一臺(tái)備用)，單臺(tái)流量20m3/h，電機(jī)功率3.7kW。
4.7 UASB反應(yīng)器
采用中溫厭氧消化，設(shè)計(jì)有機(jī)負(fù)荷為5kg cod/(m3·d)。該處理段可去除廢水中80%以上的有機(jī)物。主要設(shè)計(jì)參數(shù):UASB反應(yīng)器1套，玻璃鋼處理，尺寸8.0×8.0×11.0m3，有效水深10.0m，有效容積640m3，有機(jī)負(fù)荷5kg COD/(m3·d)，水力停留時(shí)間32小時(shí)，沼氣產(chǎn)量0.4m3/kgCOD。一整套沼氣收集系統(tǒng)。
4.8厭氧沉淀池
設(shè)置沉淀池沉淀UASB出水，污泥回流至UASB池，沉淀池大小為4.0×4.0×5.0m3，有效容積為72m3。設(shè)置兩臺(tái)污泥回流泵(一臺(tái)備用)，單機(jī)流量6.0m3/h，電機(jī)功率2.2kW
4.9年月日-IAT池
在本項(xiàng)目中，建造了一個(gè)A/DAT-IAT儲(chǔ)罐，并且A/DAT儲(chǔ)罐連續(xù)運(yùn)行。IAT池運(yùn)行周期為8小時(shí)，進(jìn)水1.5小時(shí)，曝氣4小時(shí)，沉淀1.5小時(shí)，潷水1小時(shí)，無(wú)閑置時(shí)間。A/DAT-IAT池的主要設(shè)計(jì)參數(shù):池的尺寸為6.0×4.0×5.0m3，有效容積為108m3，兩個(gè)葉輪，電機(jī)功率為0.37 kw；1個(gè)DAT-IAT池的尺寸為20.0×5.0×5.0m3，有效容積為450m3，氣水比為90:1，污泥負(fù)荷為0.1 kg BOD/kg MLSS d，混合液濃度為3500mg/L 兩臺(tái)變頻風(fēng)機(jī)(一用一備)，供風(fēng)量12 m3/L，潷水率25%，兩臺(tái)回流泵(一用一備)，單機(jī)流量18m3/h，電機(jī)功率1.5kW，兩臺(tái)污泥回流泵(一用一備)，單臺(tái)流量10m3/h，電機(jī)功率0.75kW
4.10傾析池
有一個(gè)潷水池，尺寸為5.0×4.0×5.0m3，有效容積為90m3，配有兩臺(tái)清水提升泵(一臺(tái)備用)，單臺(tái)流量為16m3/h，電機(jī)功率為1.5kW
4.11空氣浮選機(jī)
配備一臺(tái)氣浮機(jī)，電機(jī)功率為5.5kW
5.摘要
施工期間，企業(yè)采用完善的污水分流，保證了廢水站水質(zhì)的穩(wěn)定，使污水處理運(yùn)行良好。
采用UASB工藝，厭氧處理能耗低，系統(tǒng)產(chǎn)沼氣穩(wěn)定，減少了企業(yè)鍋爐煤氣的消耗，節(jié)約了大量的運(yùn)行費(fèi)用和生產(chǎn)成本。UASB水池采用完善的防腐處理，防腐層多年完好無(wú)剝落，保證了工程主體的使用壽命。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了較低的設(shè)計(jì)負(fù)荷，留有較大的改進(jìn)空間，已穩(wěn)定運(yùn)行多年。
系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，可通過(guò)在線監(jiān)測(cè)水位、堿度、溶解氧等實(shí)時(shí)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。，而且只有酒廠原來(lái)的維修人員需要定期檢查污水站。該系統(tǒng)已運(yùn)行多年，由于負(fù)荷較低，無(wú)需排泥，保證了污水處理廠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
污水站廢水呈弱酸性。在運(yùn)行的初始階段，需要流出物回流來(lái)中和廢水的酸性。穩(wěn)定運(yùn)行后，系統(tǒng)的緩沖能力增強(qiáng)，不允許回流。淡季廢水量過(guò)少時(shí)，適當(dāng)加入片堿，以維持系統(tǒng)的堿性，防止系統(tǒng)酸化，維持系統(tǒng)穩(wěn)定。(來(lái)源:廣東省環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì))
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