SBR工艺处理白酒废水的工程实践_陈永.pdf

SBR工艺处理白酒废水的工程实践 陈 永 王长平 张宗农 提要 介绍了间歇式活性污泥法( SBR 法) 处理固态发酵白酒废水的工程设计、 调试及运行情 况, 总结了该工程的设计经验、 存在的问题与建议。认为采用 SBR 法处理固态发酵白酒类废水具有 工艺合理、 运行稳定可靠、 处理效率高、 投资少、 占地面积小等优点。 关键词 SBR 法 固态发酵 白酒废水 工程设计 工程调试 0 前言 SBR 法是序批式活性污泥法( Sequencing Batch Reactor) 的简称, 又名间歇曝气, 其主体构筑物是 SBR 反应池。污水在这个反应池中完成反应、 沉 淀、 排水及排除剩余污泥等工序, 使处理过程大为简 化。SBR 法以它独特的优点近年来得到迅速推广, 通过不断改进、 完善, 使其成为目前世界上采用较多 的污水处理工艺。SBR 工艺在我国工业废水处理 领域应用也比较广泛, 已经建成的应用 SBR 工艺处 理的废水包括: 屠宰废水、 苯胺废水、 含酚废水、 啤酒 废水、 化工废水、 淀粉废水等。北京、 上海、 广州、 无 锡、 扬州、 山西、 福州、 昆明等地已有多座 SBR 处理 设施投入运行。 内蒙古某白酒厂以红高粮、 稻壳和麸皮为原料, 采用固态发酵, 纯粮酿制的传统工艺生产白酒, 年产 优质纯粮白酒 2 万t。主要废水为制曲废水、 酿酒废 水、 地面冲洗水、 洗瓶废水、 生活污水、 锅炉冲灰水和 电渗析排水等。其废水处理设施采用了 SBR 工艺。 工程实践证明, SBR 工艺处理白酒生产废水具有处 理效果好、 投资省、 运行费用低等优点, 充分发挥了 SBR 工艺的特点, 取得了良好的经济效益和社会效 益。本文就该白酒厂废水处理站的工程设计及调试 运行等方面进行讨论。 1 工程设计简介 111 设计基础数据 总的来说, 固态发酵工艺白酒废水属于氮营养 缺乏的高浓度有机废水, 且废水的排放量和水质时 变化较大。 该厂排放口处的部分水质监测数据和国内部分 白酒生产企业废水处理站调节池水质监测数据见表 1。从表 1 可以看出, 该厂废水水质变化剧烈, 这主 要是由于车间地面清扫将麸皮扫入下水道造成悬浮 物浓度很高及锅底水( 一般 COD平均在60 000 mg/ L 左右) 的无规律排放造成 COD 浓度短时间升高, 而 每次取样的时刻不同造成监测数据变化剧烈。该工 程的设计水质取用同类废水处理设施的调节池出水 水质, 具体数值见表 1。设计出水水质为国家5污水 综合排放标准6( GB8978- 96) 中的二级排放标准。 由于厂方有增加白酒生产能力的想法, 因此设计水 量按1 000 m3/ d 计。 表 1 水质监测数据及设计水质 项 目 COD / mg/ L BOD /mg/ L SS / mg/ L pH 排放口出水水质141 5 51841 1 499 94 1 619414 718 国内部分白酒企业 调节池出水水质 750 1 200400 650200 450610 815 设计进水水质1 200650450710 设计出水水质15060150 112 工艺流程平面布置 该废水处理站采取的工艺流程示意见图 1, 平 面布置见图 2。整个工程流程简单, 平面布置紧凑, 占地面积小。 图 1 工艺流程示意 113 主要构筑物 ( 1) 格栅。主要拦截麸皮、 酒糟及其他漂浮物。 36 给水排水 Vol128 No 110 2002 图 2 平面布置示意 选用 3 mm 栅隙的机械回转格栅, ABS 材质。 (2) 集水池。主要用于收集来水。有效容积 1816 m3, 设计水力停留时间 0145 h。内设潜水泵, 由液位控制, 高开低停。 (3) 调节池。用于调节水质水量。有效容积 15715 m3, 设计水力停留时间 3178 h。废水通过设 在半地下提升泵房的卧式离心泵二次提升至 SBR 池。该泵根据 SBR 池水位和调节池水位共同控制 开启。 ( 4) SBR 池。2 座, 单座有效容积 500 m3,排水比 为015。设计污泥负荷 0115 kgBOD/ ( kgMLSS#d) , 设 计 MLSS 为 4 000 mg/ L, 设计 SVI 为 100 120 mL/ g。运行周期 12 h, 半限制性曝气, 进水 6 h, 曝 气 8 h( 进水 2 h 后开始曝气) , 沉淀 1 h, 排水 1 h。 排水方式为固定位置穿孔管排水, 微孔曝气器曝气。 (5) 浓缩池。在每座 SBR 池内各设浓缩池 1 座, 浓缩池池底以上 215 m 处设百叶窗, 进水和曝气 时, 一部分混合液进入浓缩池, 由于不受曝气干扰, 污泥在此被沉淀浓缩; 当 SBR 池排水时, 浓缩池上 清液与池内清水一起排走。 ( 6) 污泥脱水。污泥浓缩池中的污泥用潜污泵 提升至污泥调质罐, 污泥经 PAM 调质后用板框压 滤机进行污泥脱水。 114 经济技术指标 该废水处理站的主要经济技术指标见表 2。 2 工程的调试与运行 该废水处理站 2001 年 5月建成并进水调试, 经 过 40 d 的调试运行, 出水水质稳定。 工程调试过程中, 主要的工作是对 SBR 池中的 活性污泥进行培养驯化以及根据实际情况合理调整 SBR池的运行程序, 以便使系统转入正常运行。 由 表 2 主要经济技术指标 项 目数 值 建设规模/ m3/ d 1 000 工程投资/ 万元100 水处理投资/ 元/ m3 1 000 劳动定员/ 人4 运营成本/ 元/ m3016 装机容量/ kW59 水装机容量/ kW/ m301035 电力消耗/ kW#h/ m3 0185 常用容量/ kW3514 总占地面积/ m2 502 单位占地/ m2/ m3 015 于该厂周边无污水处理设施, 取得接种污泥较困难, 因此调试时采用的接种污泥为该厂发酵池所用的窖 泥。调试初期向每个 SBR 池中投加窖泥 300 kg。 调试分为 4 个阶段, 每个阶段运行 10 d, 每阶段的运 行周期安排见表 3。各阶段最后一天的进水水质、 上清液水质及 SBR 池混合液性质见表 4。需要说明 的是调试期间由于格栅栅隙太大, 不能有效拦截酒 糟等细小的漂浮物, 造成许多酒糟进入调节池, 严重 影响了进水 SS 的测定, 造成进水的 SS 偏高且波动 较大。 表 3 调试期间运行程序 阶 段曝气时间/ h静沉时间/ h排水比 第一阶段2451/ 4 第二阶段1841/ 3 第三阶段1231/ 2 第四阶段1021/ 2 由于厂方新的酿酒车间尚未建成, 因此实际水 量小于设计水量为 560 730 m3/ d, 但是进水的 COD, SS 高于设计值, 因此有必要对 SBR 的运行工 序作出调整以适应实际的水质水量。经过调试运 行, 确定 SBR 的运行周期为 18 h, 进水时间 9 h, 进 水采用半限制性曝气, 即进水 4 h 后开始曝气, 曝气 反应时间 10 h, 沉淀时间 2 h, 排水时间 1 h, 闲置时 间 1 h。 在废水处理站调试完毕投入运行后, 经当地环 境监测部门连续监测, 各项指标见表 5。 3 经验与问题 311 主要经验 给水排水 Vol128 No110 200237 表 4 调试期间运行记录 项 目第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段 水温/ e进水191720 1 119 1 82013 pH 进水7148710771037 1 13 出水8112719871917 1 83 COD 进水/ mg/ L1 9541 6231 4591 767 出水/ mg/ L1 38170328669 去除率/ %291356 1 780 1 49611 SS 进水/ mg/ L6379281 2471 023 出水/ mg/ L40438523679 去除率/ %361658 1 581 1 19213 混合液 MLSS/g/ L0 1 7641 13221198531241 混合液 SV/%8141829 运行状态描述 有生物絮体 出现, 污泥凝 聚性差, 曝气 时有大量泡 沫 生物絮体增 多, 污泥凝聚 性改善,泡沫 减少 生物絮体大 量增加,污泥 凝聚性良好, 沉淀性能好, 有少量泡沫 活性污 泥 沉降性 能 良好, 出水 水质稳定 表 5 水质监测结果 项 目COD/ mg/ LBOD/ mg/ LSS/mg/L氨氮/ mg/LpH 进水 范围 均值 418 2 361 1 717 338 796 609 895 1 951 1 186 1 1 4 15 1 8 511 418 717 613 出水 范围 均值 4616 5411 4911 10 1 1 11 1 1 10161 55 86 69 0163 0173 0166 716 812 719 平均去除率/%9711981394118711 31111 调节池 对水质水量变化大的废水处理应设置调节池, 以保证 SBR 池的稳定运行。通常认为, SBR 工艺可 以省略调节池。但本次工程的实践证明, 对于来水 水量、 水质时变化较大的废水处理工程, 应在 SBR 池前设置调节池。 本工程调节池的设置, 有效地均衡了水质水量, 保证了运行周期的相对稳定, 提高了出水水质达标 的可靠性, 降低了自控要求, 减轻了运营管理人员的 劳动强度。 31112 二次提升 对来水埋深较大的废水处理设施宜采用二次提 升, 以有效减少工程投资。 本工程由于来水埋深较大, 若采取一次提升必 然造成调节池的池底埋深过大, 调节池的无效调节 容积占调节池总容积的 58%, 从而增加调节池的施 工难度, 提高整个工程造价。因此, 本工程采取废水 由集水池一次提升至调节池, 而后由调节池二次提 升至 SBR 池。 根据估算, 采用二次提升的方法, 土建节省 614 万元, 但增加设备投资 115 万元, 故总体节省 419 万 元。通常认为, 二次提升会造成电耗增加, 导致运营 费用增加。本工程根据估算, 二次提升仅比一次提 升每日增加电耗 19 kW#h, 即增加运营费用 1015 元/ d( 用电价格按 0155元/ ( kW#h) 计) 。因此, 对于 来水埋深较大、 调节池所需调节容积较大、 电价较低 的情况, 宜采用二次提升。 31113 SBR 池 SBR工艺适合处理氮磷营养缺乏的白酒废水。 运行监测结果表明, 在不投加任何氮磷营养的情况 下, 废水处理设施运转良好。 在内蒙古另一地区同样采取固态发酵工艺生产 白酒的企业的生产废水采用氧化沟处理工艺, 建成 一年多来已发生污泥膨胀 4 次, 而本废水处理设施 即使在来水温度仅 13 e 的情况下仍能保证正常运 转, 出水水质始终保持稳定。因此, 氮磷缺乏的白酒 废水的处理采用 SBR工艺是合理的。 312 存在的问题 31211 格栅设计不合理 本工程中, 设计栅隙为3 mm。实际运行证明, 3 mm 的栅隙根本不能有效拦截废水中的酒糟、 麸皮 等较小的漂浮物, 造成漂浮物在集水池和调节池内 沉积, 降低了池子的有效容积, 亦不能实现酒糟的回 收。另外, 部分酒糟被提升泵提升至 SBR 池内, 影 响了 SBR 池的正常运行。 因此, 建议在废水由集水池提升后先用 013 mm 间隙的格网分离酒糟后再进入调节池, 以减少其在 调节池内的沉积和保证 SBR 池的正常运行。 31212 设计时应考虑调试初期泡沫的影响 由于该工程没有设置消泡设施, 因此调试初期 产生的大量泡沫溢出 SBR 池, 经风一吹, 泡沫到处 飘散, 严重影响废水处理站的周边环境。 为了防止泡沫溢出, 不得不在 SBR 池周边安装 了高为 1m 的挡板。运行正常后, 仅有少量泡沫产 生, 未对污水处理过程产生明显影响。因此, 建议在 设计时应考虑消泡措施。 31213 排水方式对沉淀时间的影响 38 给水排水 Vol128 No 110 2002 为了降低工程投资, 本工程的排水方式采用在 固定高度设置穿孔管并用水泵强制排水的方式。由 于采取此种排水方式, SBR 池污泥界面在经过 1 h 沉淀后仍高于穿孔管, 此时排水势必造成污泥流失、 初期排水水质不能达标等问题。在调试后期, 测得 污泥的沉速为 0138 mm/ s, 据此将静沉时间调整为 2 h。实践证明, 静沉 2 h 后, 初期排水水质能够达 标。 笔者认为, 若采用悬臂式滗水器, 静沉时间可缩 短为 1 h。因为滗水器在滗水时不影响污泥的沉降, 所以实际静沉时间应为静沉时间与滗水时间之和。 通常滗水时间为 015 1 h, 因此污泥实际沉淀时间 为 115 2 h, 能够满足污泥的沉淀要求。为了增加 污泥静沉时间, 建议采用悬臂式滗水器。 4 结论 (1) 采用 SBR 法处理固态发酵白酒类废水合 理, 运行稳定可靠, 处理效率高, 投资少, 占地面积 小; ( 2) 对 SBR 工艺而言, 当来水水质、 水量变化较 大时宜设置调节池; ( 3) 对固态发酵白酒类废水, 应采用 013 mm 间 隙的格网拦截并回收废水中的酒糟、 麸皮; ( 4) SBR 池宜采用悬臂式滗水器, 以减少沉淀 时间。 作者通讯处: 100044 中国建筑设计研究院科技信息研究所 E -mail: yong_chbj sohu1com 王长平 518021 深圳市爱国路 4002 号东湖水厂 张宗农 100084 清华紫光股份有限公司环境工 程中心 收稿日期: 2002O 3 O 8 AF - SBR 工 艺 处 理 植 物 油 废 水 张 敏 包 南 刘和义 提要 介绍了应用 AF -SBR 工艺处理植物油废水的工程实例。工艺以隔油+ 气浮为预处理部 分, 有效地去除了油和悬浮物, 为后续厌氧处理创造了一个良好的运行环境; AF -SBR 生化处理部分 能稳定高效地去除 COD, BOD。一年多的运行情况表明, 经处理后各项主要水质指标均低于国家二 级排放标准。 关键词 植物油废水 厌氧滤池( AF) SBR 山东某油脂企业集团公司现有 1 100 t/ d 大豆 浸出生产线, 废水排放总量为 500 600 m3/ d。 植物油工业废水具有含油量大、 有机物浓度高、 水质波动大、 可生化性好等特点, 但采用常规的二级 处理工艺处理, 出水往往难以达标 1。为此, 我们有 针对性地选用隔油 -气浮 -AF -SBR 联合工艺对该厂 废水进行了处理, COD 和油脂的总去除率分别达到 97% 和 99% , 为同类废水的处理提供了一个成功的 工程实例。 1 废水水质、 水量及排放标准 该厂生产废水主要来源于制油和精炼车间。其 中, 制油车间废水主要产生于植物油自大豆中的浸 出过程, 虽其含油量低, 水质污染相对较轻, 但水量 较大; 精炼车间废水主要来源于连续碱炼过程中产 生的水洗水、 各类洗涤水以及脱臭、 蒸汽冷凝器排水 等, 废水水量虽不大, 但有机物浓度高、 污染程度重, 水中污染成分主要是钠皂( 或脂肪酸) 、 可浮油、 乳化 油、 水溶性的非甘油三酸酯、 悬浮颗粒等, 基本不含 有毒成分2。 制油车间废水为间歇排放, 每班排放 1 次; 精炼 车间废水为连续排放且比较稳定。 限于企业原有条件, 高浓度及低浓度废水无法 分开, 只能混合后一并处理。 各废水的水质、 水量见表 1。从表 1 看出, 所要 处理的混合废水具有污染成分复杂, 排放量、 排放浓 度及 pH 不稳定等特点。 给水排水 Vol128 No110 200239 WATER the plants shall use the media -adsorbed N and microbial degraded P preferentially. Also it is observed that changing of environmental conditions shall influence the N and P distribution in the plant body. Practice of Water Pollution Control Program in ZhouzhuangSong Leping et al (19), , Abstract: The landscape and architecture protections are taken into consideration in formulation of river body con - servation and water environment control plan in an old township area Zhouzhuang in Jiangsu Province. Wastewater co- l lected from five topographical subzones by gravitational pipeline casually with local pumping houses will be conducted into a concentrated wastewater treatment plant constructed at the end of the pipeline. The sewage mains shall be laid under the riverbeds and the checking wells shall be installed along the both banks of the river alternately. The wastewater treatment plant shall be located at the end of the pipeline network. Comparison on Bio -Contact Oxidation Tank and Ceramic Bio -Filter Processes for Micro -Polluted Raw Water Pre -TreatmentJi Min et al (26), , Abstract: Both bio -contact oxidation tank and ceramic bio -filter are always adopted for bio -pretreatment of micro - polluted raw water. The operating performances of these two kinds of reactors were researched experimentally to treat the Luanhe River diverting water in Tianjin in focuses to observe the membrane growth on package material, the pollu - tant removal and the management and maintenances of the treatment facilities. The results have shown that the ceramic filter possess has superiorities in all these topics with comparison to the bio -oxidation contact tank. T he bio -film grows on ceramic well, the reactor works stable with higher pollutant removal and it is easy to manage and service. It is thought that ceramic bio -filter could be a better way than bio -contact oxidation tank to pre -treat micro -polluted raw water. Wastewater Pumping House: Suction Well Purgation in Converter WorkshopShen Weiqiao et al (34), Abstract: The wastewater pumping house in the ash abatement system for converter workshopof a steel mill has to be shut down regularly in period of 1 to 2 years to remove settled silt and mud accumulated either in the hot water sec - tion or cold water section of the suction well, so the operation of the converter should be discontinued. We proposed a technical reform program to make the hot water section and the cold water section work as stand -by space for each oth - er, then the purgation of hot water section and cold water section could be done separately and the continuous operation of converter could be guarantee. SBR Process Treating Liquor WastewaterChen Yong et al (36), Abstract: The design, construction, trail run and normal operation of activated sludge system with SBR units are WATER WASTEWATER ENGINEERINGVol128 No110 October 2002 described. T he design experiences and problems are summarized and improvements are recommended. It is believed that SBR unit has advantages of convenient process, reliable and stable operation, high efficiency, low investment and low space demand in treating wastewater of solid material fermentation such as Liquor preparation. Sulfide Leakage and Its Protection in Oil Residuum Based Nitrogen Fertilizer PlantZhu Yuz hong (45), Abstract: The water quality deterioration in circulating cooling water system caused by sulfide leakage is discussed. Countermeasures of corrosion inhibition have been proposed. To deal with the harmful subsequences of S leakage into circulating water, some attentions in selection of chemical agents in N fertilizer plant are given. Situation and Measures beyond Over -Pressure Outlet in Building Water Supply SystemFu Wanxia et al (48), Abstract: The recent situation of so -called over -pressure outlet flow in building water system is summarized. To avoid the hidden water consumption caused by over -pressure, it is suggested that the working water -head at the inlet of residential indoor pipe or public building pipe would be restricted to less than 0. 5 M Pa, or the static water pressure will be restricted to 012 M Pa respectively. In case where the water -head is high, pressure reducer will be necessary. Also different kinds of water saving cocks shall be promoted. Fire Water Supply from Water Source of Non - Municipal Water Distribution NetworkWang Yusong et al (56), Abstract: Various water sources including natural water, reused industrial wastewater and so called intermediate water could be delivered into fire water system to save the municipal water supply. The water quality requirement and attentions in design of fire water system in case that the water source besides municipal water supply would be used are discussed. It also bring forward some emendatory advices to Code of Sprinkler Systems (GB50084 -2001) . Appropriate Equipment Orientation of Shaoxing WWTPZhang Zhifeng (63), , Abstract: In construction, installation, adjustment and trail run of Shaoxing Wastewater T reatment Plant some equipment combination are questionable to improvement in practical application. On the basis of these problems the rationality of equipment orientation is discussed and recommendations of improvement have been proposed. Test and Measurement of High Power Inverse Cone Surface AeratorCao Ruiyu et al (67), , Abstract: T he comprehensive oxygen transfer of high power inverse cone surface aerator versus the rotation speed and immersed depth of impeller was researched experimentally. The measured results imply that best oxygen transfer was observed in case when the linear velocity of the impeller is 4. 4 m/s and the immerseddepth in oxidation ditch is less than 0107D( diameter of the impeller) . Application of Value Engineering in Building Water Supply Pipe Material SelectionZhang Hanmin et al (71), Abstract: Beginning with brief description on the principle of value engineering (VE) , we illustrate the determina - tion of weights and the point rating for each function term in a practical example of water pipe material selection, and singles out an optimum one by way of VE. Efforts to make the function and costs factors possibly complete are empha - sized and attentions are indicated. Function Design and Management of Database in Automation of WaterworksZhang Zuchun et al (76), Abstract: The fundamental structure of SQL server and VB based database application