预沉_气浮_水解酸化_A_O工艺处理明胶废水

1、 V 36 2010工业给排水预沉 气浮 水解酸化 A /O 工艺处理明胶废水梅荣武 吴柳芳 肖燕风(浙江省环境保护科学设计研究院, 杭州 310007摘要 明胶生产废水中有机物、有机氮、Ca 2+浓度高, 对微生物活性有较大的抑制, 采用预沉 气浮 水解酸化 A/O 工艺对其进行处理, 在进水pH 912, COD Cr ! 3000mg/L, NH 3 N ! 30mg/L, TKN ! 200mg/L 情况下, 出水COD Cr <80m g/L 、NH 3 N ! 5mg /L, 达到广东省水污染物排放限值#(DB 44/26 2001 一级标准, 并分析了工程中需要注意的问题。

2、关键词 明胶废水 气浮 水解酸化 A/O1 工程概况某公司主要产品包括照相明胶、药用明胶、食用明胶、磷酸氢钙、肉骨粉, 年生产明胶6500t, 副产品约3万t, 是东南亚地区最大的明胶生产企业。生产原料为收购的牛骨及骨粒, 废水主要来自脱脂、浸酸、浸灰及水洗等工段, 含有大量的残肉、油脂、骨中浸出物, 如蛋白、骨油、胶质等, 由于工艺生产中投加大量的盐酸和石灰等, 虽然公司产品种比较单一, 辅原料种类不多, 但生产废水的水质水量变化很大, 废水中有机物、有机氮、Ca 2+浓度高, 对微生物活性有较大的抑制。本工程设计处理规模7000m 3/d, 选择预沉 气浮 水解酸化 A/O 工艺, 进水p

3、H 913, COD Cr 2700mg/L, BOD/COD 约0. 5, NH 3 N 35mg/L, TKN 200mg/L, Cl -1000mg /L, Ca 2+2000mg/L, SS 3000mg/L 。出水执行广东省水污染物排放限值#(DB 44/26 2001 一级标准, 即pH 69, COD Cr ! 100mg/L, NH 3 N ! 10mg/L, SS ! 70mg/L 。工艺流程详见图1。图1 废水处理工艺流程2 主要构筑物与设备(1 预沉池。1座, 钢筋混凝土结构, 辐流式, 尺寸 12m 4. 3m, 表面负荷2. 58m 3/(m 2h , 回距离顶管牺牲

4、阳极阴极保护技术的实施方式及简便可行的日常维护方法。鉴于杭州湾跨海大桥钢管桩设计使用寿命100年的经验, 建议课题组应深入开展青草沙输水钢管使用寿命远远超过50年的可行性研究。在目前施工阶段应充分留有今后进一步开发阴极保护技术的余地, 最大限度地提升青草沙原水工程的技术经济效益。参考资料1 汤星朝. 1993年世界各类管道防腐层使用情况及分析. 油气储运, 1995, 14(1 :132 杨晓鸿. 天然气管道双层熔结环氧粉末防腐体系的应用. 油气储运, 2005, 24(1 :43463 胡士信. 国内管道防腐层技术现状及差距. 防腐保温技术, 2005,13(1 :164 上海市政设计研究总

5、院. 长江三期管道工程可行性研究报告,2003. 45 上海市政设计研究总院. 青草沙严桥支线工程可行性研究报告,2007. 86 上海市政设计研究总院. 青草沙金海支线工程可行性研究报告,2007. 8%通讯处:201206上海市浦东新区金豫路700号2号楼307室电话:(021 38723038E mail:huhong liang cny aho o. co m. cn 收稿日期:2010 05 11 Vol 流排泥管道泵2台, Q =50m 3/h, H =20m, N =7. 5kW, 配半桥式周边传动刮泥机1台。废水通过预沉去除部分悬浮物和灰渣, 降低废水pH , 减少废水中和所需

6、的酸用量。(2 预曝调节池。1座, 钢筋混凝土结构, 有效容积2963m 3, H RT 10h 。为防止SS 沉积, 故设鼓风曝气调节池, 对废水进行预曝气调节。调节池中浸酸工段产生的酸性废水与浸灰、脱灰及水洗等工段产生的碱性废水通过曝气混合后发生絮凝作用, 加少量PAM 混凝气浮后可去除大量SS 和悬浮态COD Cr (COD Cr 去除率>50% 。同时通过预曝气, 空气中CO 2和废水中Ca 2+反应生成CaCO 3, 可去除废水中部分Ca 2+。(3 气浮槽。2组, 钢制, 位于鼓风机房房顶, 每台处理能力3500m 3/d 。气浮前加H 2SO 4调整废水pH 至89, 保证

7、脱氮硝化所需的碱度。同时H 2SO 4和废水中Ca 2+反应生成CaSO 4, 通过混凝气浮后, 可去除废水中部分Ca 2+。采用N a 2CO 3或干冰除钙成本较高, 国内企业难以承受。(4 水解酸化池。2座, 钢筋混凝土结构, 有效容积1983m 3, H RT 6. 8h, DO 0. 30. 5mg /L, 容积负荷3. 5kgCOD Cr /(m 3 d 。内设潜水搅拌机4台, N =4kW 。(5 A 池。2座, 钢筋混凝土结构, 有效容积1983m 3, H RT 6. 8h, 内设4台潜水搅拌机, N =4kW 。控制参数, DO <0. 3m g/L; 脱硝负荷0. 1

8、0 25g NO -x N /(kgM LSS d , MLSS 24g/L 。(6 O 池。1座, 钢筋混凝土结构, 有效容积10506m 3, HRT 36h, DO 24mg/L, MLSS 24g/L, MLVSS/MLSS 0. 450. 6。内设可提升式微孔曝气器394套, 硝化负荷0. 040. 07g NH 3 N/(kgMLSS d 。混合液回流比300%, 选用H WQ900 4. 5 22回流泵, 2台(1用1备 , 185kW 高压罗茨风机3台, 单台风量66. 6m 3/min, 风压98kPa 。由于该公司废水中TKN 浓度较高, 须经过硝化与反硝化才能去除, 为此

9、, 设A 池起反硝化脱氮作用。通过A 池与O 池作用, 将废水中大部分有机物降解, O 池混合液回流到A 池和水解酸化池中进行反硝化脱氮。在BOD 5较低条件下, 硝化菌将NH 3 N 转化为NO -2、N O -3。由于硝化反应将消耗碱度, pH 将下降, 需控制O 池pH 。为了增加生化系统有机氮去除率, 在A /O 池前增加水解酸化池, 将有机氮转化为氨氮。(7 二沉池。1座, 钢筋混凝土结构, 辐流式, 尺寸 30m 4m , 表面负荷0. 41m 3/(m 2 h ; 回流排泥潜污泵2台, 单台Q =300m 3/h, H =10m , N =18. 5kW; 配桥式周边传动刮泥机1

10、台。(8 污泥处理系统。污泥浓缩池1座, 钢筋混凝土结构, 尺寸 14m 4. 3m, 固体负荷70kg /(m 2d ; 配1. 5kW 污泥浓缩机1台。带式压滤机(型号为NBD 2000H 1台, 宽2m, N =3kW; 配1台G50 1B 单螺杆泵抽吸泥。每天运行约8h, 反冲洗水量为24m 3/h, 污泥产量约为50t/d 。3 系统调试运行与经济分析本工程于2007年5月建成, 总投资1100万元, 设计处理水量为7000m 3/d, 设计定员为10人, 工程运行费用为2. 86元/m 3, 其中电费2. 38元/m 3、人工费0. 08元/m 3、药剂费0. 4元/m 3。调试时

11、投加当地城市污水处理厂的压滤后污泥, 污泥投加量按生化池中MLSS 达到1g/L 考虑, 初期投加约70t, 分批投加到水解酸化池、A 池和O 池中。调试初期实际处理水量约为2000m 3/d, 调试时进水水质与设计水质基本相符。先培养生化池中的污泥, 间歇进水, 当生化池M LSS 达到2g /L 时开始连续进水。刚开始调试时控制未达排放标准, 气浮槽出水pH 88. 5; 水解酸化池出水pH 88 5, DO<0. 3m g/L, 氨氮<150mg/L; O 池出水pH 77. 5, DO 35mg/L 。但在该运行条件下, 二沉池出水pH 77. 5, COD Cr 1502

12、00mg /L, NH 3 N 5080mg /L 未达排放标准。后来, 通过加大排泥量, 每天补加1015t 城市污水处理厂污泥, 二沉池出水COD Cr 约120mg /L, NH 3 N 约20mg /L; 出水水质虽有好转, 但也未能达标, 而且会增加运行成本。当生产废水达到40005000m 3/d 情况下, 出水也未能达到排放标准。经过长时间调试摸索, 发现控制O 池出水的pH 、内回流比, 可以实现达标排放。当水解酸化池出水氨氮浓度不大于150mg/L 时, 控制O 池pH 为67, 内回流比为300%左右, 二沉池出水COD Cr <80mg/L, 氨氮<5mg/L

13、 。经有关环保部门多次监测结果表明, 二沉池出水完全 V 36 2010达标。工程已于2009年顺利通过环保验收, 已正常连续运行了一年, 目前处理废水量约为7000m 3/d, 处理效果基本稳定(见表1 。表1 工程各主要单元对废水的处理效率项目pH COD C r /mg/L 氨氮/m g/L TKN /mg/L S S /mg/L 进水91325003000153016020020003000预沉池91322002700153016020015002000气浮槽88. 5100012001530140170300400水解酸化池7. 58600720120150A 池77. 5O 池67

14、15二沉池6760801530604 问题讨论(1 运行参数控制。正常条件下O 池的pH 一般控制在7. 88. 4, 能取得较好的硝化效果, 但对于Ca 2+较高的明胶废水, 需综合考虑pH 、Ca 2+、氨氮、碱度及各种碳酸盐含量之间的关联性, 既要防止钙盐沉积, 又要取得较好的硝化效果。该类废水O 池出水的pH 宜控制在67, 内回流比为300%左右, 生化段中M LVSS/M LSS 为0 450 6。则二沉池出水NH 3 N<5m g/L, COD Cr <80mg/L 。(2 Ca 2+对硝化的抑制作用。Ca 2+高的废水, 对硝化菌生长有较大的抑制作用。国外类似企业是

15、采用投加Na 2CO 3或干冰预先除去Ca 2+的, 但由于该方法成本高, 不适合我国企业。因此通过调整工艺参数最大限度地降低Ca 2+对硝化的抑制较为切实可行。在pH 未控制好的情况下, 氨氮去除率一般维持在50%左右。在进水NH 3 N <200mg /L 条件下, 产生硝化菌抑制的原因主要是Ca 2+造成的系统失衡。一是O 池中污泥无机化严重, 污泥含碳酸钙比例大, 影响单位体积硝化菌的产生量和活性; 二是为减少污泥无机化的影响, 每天需要大量排泥, 造成硝化污泥泥龄缩短, 影响硝化效果。三是硝化菌是自养菌, 以无机碳为营养, Ca 2+的存在, 会减少废水中溶解性无机碳的含量,

16、也就影响了硝化效果。(3 污泥沉降性能异常。调试过程中, 由于废水Ca 2+高, 生化系统中的污泥无机化严重, SVI 仅50mL/g 左右, M LVSS/MLSS 为0 30 4, 影响了整个生化处理系统的连续稳定运行。无机钙盐沉积于生化池池底, 占用了生化池的有效容积, 特别是钙盐沉积在可提升曝气管上, 严重影响曝气均匀性和氧的利用率。分析造成钙盐沉积的原因, 主要是在好氧处理过程中会产生大量的CO 2, 据理论计算, 氧化1kg COD Cr 约产生1. 375kg CO 2, CO 2以H 2CO 3、H CO -3、CO 2-3等形式存在于水体中。由于Ca 2+的存在, 含钙废水处

17、理系统涉及到碳酸钙的溶解平衡问题。在实际操作中应根据进水水质、生化过程建立pH 、钙、碱度、氨氮及各种碳酸盐含量存在的相关关系。并对进水的pH 进行调整。通过长时间摸索, 发现控制O 池出水pH 为67, 既可满足硝化条件, 又避免了钙沉积, M LVSS/MLSS 为0 450 6。(4 排泥问题。Ca 2+高的废水生化污泥无机化严重, 为保持生化处理效率, 需保证MLVSS/M LSS 为0 450 6。否则会严重抑制硝化, 出水COD 也难以达标。因此, 需要经常排泥。当MLVSS/M LSS<0 4, 需要大量投加城市污水处理厂的污泥, 必要时, 排净生化池中的钙化污泥, 重新培养驯化污泥。(5 灰渣问题。由于明胶生产过程中产生大量灰渣, 废水预沉后需经气浮或沉淀处理后方可进入生化处理系统, 否则生化污泥钙化更严重, 因此需找到综合利用的途径。明胶生产一般每年在夏季都有2个月的停产检修期, 恢复生产