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行业新闻

乳品加工废水处理(厌氧-好氧处理技术)

关键词:污水处理
 

  目前在国内外酸奶、鲜奶、纯奶、奶粉等乳制品都已进入千家万户,成为众多人不可缺少的营养品,但在乳品加工过程中会有一定量的废水排放,主要来自洗瓶水、刷罐水、冲洗水等。其有机物含量虽较低,但都为极易降解物质,排放入水体后会非常快地降解,造成对环境的污染。

  以前对乳品废水的处理方法一般采用的是物化法(气浮、混凝沉淀、吸附等),去除效果不好,运行费用高,管理不便,同时采用单纯的好氧生物处理法,其对有机物的去除虽较好,但运行费用也较高,经济上不合理。本文通过某厂乳品加工废水处理工艺的介绍,提出了一种厌氧──好氧的处理技术,其中,厌氧采用目前应用较成熟的UASB技术,好氧采用无动力消耗的滴滤床技术。根据一年多的运行表明,该工艺处理效率高,运行费用低,投资较少,操作管理非常简便,且UASB中颗粒污泥生长较快,处理后的出水可用于循环回用。

  1 废水的水质水量

  某乳品厂乳品生产的主要原料和资源是鲜牛奶、白糖、花生、核桃、电、水、煤等。在乳品生产过程中,会产生刷罐水,洗瓶水等废水,与地面冲洗水、厕所冲洗水及少量的生活污水一并进入厂内排水明渠,通过共同的排放口,向车间外排放。废水中主要含有大量的可溶性有机物(糖类、脂肪酸、蛋白质、淀粉等),可生化性很好,不含有毒有害物质,呈现乳白色,COD浓度在800~1000mg/l左右,属中低浓度有机废水。该乳品加工厂废水排放量为300m3/d,其废水水质情况见表1。

表1  某乳品厂加工废水水量水质
水量 COD BOD pH 温度 SS 色度
350m3/d 1000mg/l 600mg/l 5~6 常温 100mg/l 50倍

  2 处理工艺流程

  采用厌氧(UASB)——好氧(滴滤床)工艺对该废水进行处理,其工艺流程见图1。

  2.1厌氧处理

  来自车间的废水经下水道先进入调节池,进行水质水量的调节,在必要时也进行蒸汽加温,以满足UASB的进水要求。UASB采用的是中温厌氧,其运行参数见表2。

  2.2好氧处理

  厌氧出水不能达到排放要求,且含有一定的异味,同时水中含氧量较低,不能直接排放,利用好氧进一步处理。好氧采用滴滤床技术。滴滤床内填加块状生物活性填料载体,通过无动力自动旋转布水器将厌氧出水均匀地洒布在滴滤床填料表面,利用自然通风进行供氧。滴滤床出水部分进行回流,以保证水力负荷及布水器转速的需求。滴滤床的运行参数见表3。
 


  表

  

表2  厌氧UASB运行参数表
尺寸 6×5×9m 接种污泥浓度 70gTSS/L
水力停留时间 12 h 空塔上流速度 0.6m/h
有机负荷 2.0kg/m3.d 运行温度 37℃
CODCr去除率 85% 有效体积率 67%

  

表3  滴滤床运行参数表
尺寸 φ6×6 m 有效容积 120m3
过滤速度 1 m/h 布水器转速 3 转/分钟
有机负荷 0.4 kg/m3.d CODCr去除率 45%
回流率 100% 运行温度 常温

 

  整个处理系统的运行费用只为两台水泵耗电、人员工资及少量分析用药剂费,总计约为0.30元/吨废水,每班只需一人进行简单操作。从系统运行至今,没有剩余污泥外排,厌氧出水不带泥,好氧泥全部回到调节池进入厌氧池中进行消化。

  3 系统运行情况分析

  3.1系统处理效率情况

  整个处理系统于1999年10月开始正式运行,至今有一年半的时间,经受了停产无水、检修、二次启动、浓度及水力条件变化等的各种波动,运行一直很正常,出水水质也很稳定。其处理情况见表4。

表4  系统处理效率表
数值

指标

进水 总出水 总去除效率
CODCr 1000mg/l 60~80mg/l >94%
BOD5 600mg/l 10~20mg/l >98%
SS 100mg/l ≤20mg/l >80%
PH 5~6 7~8 --
水温 37℃ 常温 --
色度 50倍 5倍 90%

  3.2厌氧运行分析

  任何一种厌氧反应器要想长期稳定运行,进反应器的水质情况非常重要,UASB也不例外。而对于车间排放水,水质水量一般都有所波动,乳品加工废水更是如此,与洗瓶、冲洗设备、地面的时间、水量有关,较高浓度及大水量来水较集中。而为了保证UASB的连续运行,调节池必不可少,同时在调节池内安装蒸汽管,在冬季水温低时进行适当加热,调节水质水量,减少UASB进水对厌氧细菌的冲击负荷。

  UASB内所填加的菌种为青岛海泊河污水处理厂的中温厌氧消化污泥,含水率为75%,填加后反应器底部污泥层的污泥浓度(MLSS)为70g/L(MLVSS为50gVSS/L),UASB控制为中温(35~37℃)运行。

  只有污泥与污水良好的接触,才能取得较好的处理效率。UASB反应器内的污泥的运动受三种力的影响:污泥自重、水的冲力及所产沼气的顶托力,这三种力的相互作用决定着反应器内污泥的存在方式:沉积、悬浮或被冲走。而UASB进水的有机物含量不高(CODCr1000mg/l),反应器及污泥的有机负荷较低,所产沼气量不大,因此水力负荷就成为了制约性的因素[1]。只有达到一定的水力负荷,才能使部份污泥以悬浮态存在于反应器中,保持与污水的完全接触,同时,水力负荷又不能太高,防止将反应器内污泥大量冲出。此系统UASB的有机负荷为2.0kg/m3.d,水力负荷为0.6 m3/m2.h,在此条件下运行,没有污泥的冲出,且污泥悬浮状较好,在UASB约6米处都有大量悬浮污泥存在,出水COD含量较低(一般低于150mg/l),处理效果稳定。经过一年的运行后,从离UASB反应器底部2米处取污泥样分析,污泥浓度已达100gTSS/L,其中挥发性污泥含(MLVSS)为80gVSS/L,污泥活性较所填加的污泥好。将污泥中的絮状污泥用水洗去后,发现有大量的颗粒存在,直径达到1mm左右,污泥的颗粒化程度较好。

  3.3好氧运行分析

  好氧选用的是国内使用较少的滴滤床反应器,采取自动旋转布水器均匀布水,充分利用厌氧出水的高差,同时不需要机械曝气,达到了好氧微动力运行。

  滴滤床有效高度为4米,填料为一种多孔、强度非常高的生物活性填料。填料的粒径为80~100mm,孔隙率达到90%以上,比表面积为150m2/m3,其强度和挂膜性能等方面远远超过了常用于生物滤池填料的焦碳及其他常规填料(PVC、瓷环等),填料的性质受外界环境的影响很小,大大延长了填料的使用期限。

  因处理水量不大,对滴滤床出水进行回流,回流率根据UASB出水水质水量调整,即保证滴滤床的进水稳定,又使滴滤床的表面负荷平稳,但一般情况下回流率保持在100%左右。

  在滴滤床的长期运行没有发现填料的堵塞情况,填料表面也没有出现大块生物膜同时膜落现象。在表面负荷稳定的情况下,生物膜的生长、脱落受气温的变化有一定的影响,在气候条件发生突然变化时,生物膜有大量脱落发生,滴滤床出水较浑浊,但生物膜生长较快,此时加大回流率,使死亡的生物膜尽快脱落,新的生物膜一周内就能长出,并达到原效果。

  在低有机负荷的滴滤床的运行中,有一个较为重要的运行参数:表面水力负荷,此参数与前工序来水量、回流水量有较大关系。应根据前工序来水量的多少及时调整回流量,保证滴滤床进水量稳定,运行表明,滴滤床布水器的转速保持在3转/分钟时处理效果较好且稳定。滴滤床出水进入斜管沉淀池,水中的生物膜在斜管沉淀池中能很好地去除[2]。

  4 处理后水的回用情况

  为了能节约水源,计划将处理后水进行回用,因此对处理后水进行了锅炉用水水质标准的检测,结果表明,处理后水能接近自来水水质,但用于锅炉用水,在用离子交换树脂进行软化水时,对离子交换树脂的损害较大,离子交换树脂使用寿命缩短,因此还需对处理后水进行深度处理去除水中部分使交换树脂中毒的有害物质后才能利用。目前处理后水只全部用于生产上的冷却循环用水。

  5 结论

  (1)采用UASB——滴滤床技术处理乳品加工废水,实际运行可行,处理效率高,运行稳定,且运行费用较低、操作简便;

  (2)UASB在一定时间的运行后,可生长出较好的颗粒污泥,直径可达1mm以上;

  (3)系统污泥产量低,且污泥很容易利用或处理,可以做到不外排污泥;

  (4)运行表明,系统的抗冲击负荷能力较好,在有一定波动情况下出水仍较稳定;

  (5)滴滤床一年有几次的膜脱落,但在较短的时间内既可恢复原有的去除率;

  (6)使用新型的滴滤床填料,较好地解决了滴滤床容易出现的各种问题;

  (7)系统出水可直接用于循环冷却,经深度处理后也可用于生产用水。

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