微电解-生化法处理大蒜废水工程实例.pdf

微电解 － 生化法处理大蒜废水工程实例 张娇 青岛农业大学资源与环境学院， 山东 青岛 266109 摘要 针对大蒜废水特点， 采用了铁屑微电解 － UASB － 接触氧化工艺进行处理。运行结果表明 在设计进水水质、 水 量范围内， COD、 BOD5、 氨氮和 SS 去除率分别为 98 、 99 、 70 和 98 ， 出水各项指标均达到 GB 89781996污水 综合排放标准 中的一级排放标准， 系统运行费用为1. 19 元 /m3。 关键词 微电解; 接触氧化法; 大蒜废水; 工程实例 AN ENGINEERING EXAMPLE OF TREATING GARLIC WASTEWATER WITH MICROELECTROLYSIS- CONTACT OXIDATION Zhang Jiao College of Resources and Environment，Qingdao Agricultural University，Qingdao 266109，China AbstractAccording to the feature of the wastewater，a process of iron － carbon microelectrolysis － UASB － contact oxidation was used to treat garlic wastewater. Within the scope in the design of influent water quality and quantity，the results of the operation showed that the removal rate of COD，BOD5，NH3-N and SS was 98 ，96 ，70 and 98 ，respectively. The inds of the effluent could come up to the first-class criteria specified in “Integrated Wastewater Discharge Standard” GB 89781996 . The operating cost was about 1. 19 Yuan/m3. Keywordsmicro-electrolysis;contact oxidation;garlic wastewater;engineering example 山东某食品公司以农副产品加工为主， 主营辣椒 和大蒜切片， 其中大蒜生产加工程序为挑选、 清理、 切 片、 漂洗、 脱水、 分选、 包装、 成品等几个过程， 其中清 理、 漂洗和脱水过程中产生大量的废水， 这些废水中 含有大量的有机污染物、 悬浮物、 氨氮等物质， 水质为 酸性， 并具有较大臭味。此外， 大蒜废水中含有大蒜 素， 因此直接采用生化法进行处理效果较差。为了去 除大蒜素的影响， 采用铁屑微电解对该废水进行预处 理， 处理后的废水进一步进行生化处理。该废水处理 工程于 2009 年 5 月开始运行， 2009 年 7 月调试成功， 现将工程有关的设计和运行情况介绍如下。 1废水水质水量 该厂产生废水排放量平均为600 m3/d， 设计处理 量为600 m3/d， 处理能力为25 m3/h。处理后水质执 行 GB 89781996污水综合排放 标准 的 一 级标 准 ［ 1］， 设计进水水质和排放标准见表 1。 2废水处理工艺流程 2. 1工艺流程的确定 表 1设计水质和排放标准 mg/L pH 除外 pHCOD BOD5NH3-N SS 实际进水5 ～ 63 500 ～ 5 500 1 400 ～ 1 90035 ～ 451 800 ～ 3 000 设计进水5. 54 7001 700422 500 标准6 ～ 9100301570 由 于 大 蒜 废 水 中 COD 浓 度 较 高， ρ BOD5 / ρ COD 约为 0. 4， 废水具有很好的可生化性， 因此选 择厌氧 － 好氧生化法处理废水， 但是由于大蒜素的存 在， 本设计在废水进入生化池前首先进入微电解接触 池。具体的处理工艺见图 1。 图 1污水处理工艺 1 由于废水中具有较大的 SS， 因此车间排放的 废水经泵提升首先至沉砂池， 去除掉比重较大的颗粒 91 环境工程 2011 年 2 月第 29 卷第 1 期 物， 然后经过旋转式固液分离机， 进一步去除直径为 0. 25 mm以上的颗粒， 使绝大部分 SS 得到去除。 2 固液分离机出水进入微电解接触池， 接触池 内装填铁屑， 铁与碳粒在废水中组成大量的原电池 对 ［ 1- 2］， 通过自发放电， 铁阳极失电子后转化为二价铁 离子进入废水， 而废水中氢离子在碳阴极表面得电 子， 成为还原能力很强的新生态氢， 在催化剂的作用 下对废水中的有机物， 特别是大蒜素进行还原性破 环， 将部分有机物还原成小分子有机物。 3 由于大蒜废水水质、 水量变化较大， 微电解接 触池出水进入曝气调节池调节水质水量后， 再进入生 化处理工段。生化处理采用厌氧 － 好氧相结合。厌 氧采用 UASB， 经厌氧处理后废水中污染物进一步降 低， 同时有些大分子难降解的有机物转化为小分子有 机物; 好氧采用接触氧化法， 绝大部分污染物在好氧 池被分解为二氧化碳和水， 使废水得到净化。接触氧 化池的出水流入竖流式沉淀池， 经固液分离后达标 排放。 2. 2主要设计参数 1 旋转式固液分离机 不锈钢结构， 网筒尺寸为 1 000 mm 1 300 mm， 栅网间隙为0. 1 mm， 转速为 6 r/min， 功率为0. 75 kW。 2 微电解接触池 钢筋混凝土结构， 半地下式， L B H 为 4. 25 m 4. 1 m 4. 5 m， 有 效 容 积 为 78 m3， 停留时间3 h， 采用切削铁屑， 铁屑高度为1. 0 m。 3 曝气调节池 钢筋混凝土结构， 半地下式， L B H 为 12. 75 m 4. 1 m 4. 5 m，有 效 容 积 为 235 m3， 停留时间9 h， 气水比为12∶ 1， 池底设置穿孔 曝气管。 4 UASB 钢筋混凝土结构， 半地下式， L B H 为9. 4 m 5 m 7 m，有效容积为300 m3， 停留时间 12 h， COD 体积负荷为5. 4 kg/ m3d ， 三相分离器 为碳钢防腐， 垂直高度为1. 2 m。 5 接触氧化池 钢筋混凝土结构， 半地下式， 四 级串联， 每个池 体 L B H 均为4. 25 m 5 m 4. 5 m， 有效容积为390 m3， 停留时间16 h， 填料体积 负荷为1. 59 kg/ m3d ， 弹性填料， 气水比为 23∶ 1。 6 二沉池钢筋混凝土结构， 半地下式， 竖流式， L B H 为7 m 4 m 4. 5 m， 停留时间2 h， 沉淀区 表面负荷为0. 9 m3/ m2h 。 3运行效果与分析 该项目于 2009 年 7 月完成调试。经环境监测站 取样检测， 出水水质符合 GB 89781996 中规定的一 级标准要求， 通过环保局验收。各工艺段进出水水质 监测结果见表 2。 表 2废水处理效果 mg/L 处理单元项目ρ COD ρ BOD5ρ NH3-N ρ SS 固液分离机进水4 618161240. 52 489 出水4 2191 53840. 5287 去除率 /8. 6 4. 5088. 5 微电解接触池出水3 5881 32538. 5226 去除率 /15 14521 厌氧池出水85027245. 8126 去除率 /76. 379. 5 － 19. 044. 2 接触氧化池 /出水95 17. 612. 268 二沉池去除率 /89947446 总去除率 /9899 7098. 1 由表 2 可以看出， 经该工艺处理后出水水质均符 合 GB 89781996 中的一级排放标准， 可见该工艺对 大蒜废水有较好的处理效果。从监测结果可以看出， 旋转式固液分离机对 SS 去除率达到 88. 5 ， 在大蒜 废水 SS 的去除中发挥重要作用。由于在本工艺中铁 屑投加量不高， 微电解接触池对 COD 和 BOD 的去除 效果并不是很高， 但是实际运行中经过微电解接触池 后， 废水恶臭气味明显消除， 说明大蒜素在微电解接 触池中得到很好去除。厌氧池对 COD 和 BOD 的去 除率分别为 76. 3 和 79. 5 ， 但对氨氮不但没有去 除， 反而增加， 主要是因为废水中有机氮经厌氧后转 化为氨氮。废水经接触氧化池后， 绝大部分有机物和 氨氮都得到很好去除。 4工程投资和经济分析 4. 1工程投资 该工程总投资为 175 万元，其中土建投资为 62 万元， 设备投资为 107 万元， 其他投资为 6 万元， 单位 水 量 投 资 为 2 917 元 / m3d ，占 地 面 积 约 为 340 m2， 单位水量占地面积为1. 77 m2/m3。 4. 2运行费用分析 1电费总装机容量为49. 3 kW， 实际运行功率 为24. 75 kW。若电价为0. 7 元 / kWh 计， 则运行 电费为0. 69 元 /m3。 2铁屑更新费 8 万元 /a， 两年更新一次， 折合 污水处理费为0. 36 元 /m3。 3人员工资 该污水处理站操作管理人员 2 人， 下转第 61 页 02 环境工程 2011 年 2 月第 29 卷第 1 期 态， 随后其流向下一滤料层， 通过跌水曝气达到好氧 状态。生物膜上的微生物一直处于缺氧和好氧交替 的环境中。反应器中的 DO 浓度不仅能满足有机物 氧化及硝化反应的需要， 保证硝化反应充分; 同时， DO 浓度又不致于过高， 能在微生物絮体内产生 DO 浓度梯度， 形成缺氧微环境， 并且使系统中有机底物 不致于过度消耗而影响反硝化细菌和除磷细菌对碳 源的需求。因此其特别适合具有高氮及低碳氮比特 征的污水脱氮除磷。 跌水曝气式生物滤塔的有关研究也表明， 这种构 筑物不但占地面积小， 结构简单， 耐冲击负荷 ［ 9］， 而 且产泥量低 ［ 10］。资料显示塔式生物滤池去除1 kg BOD 所产生的污泥体积是普通活性污泥法的 1 /9 左 右。同时由于其不需要专门的供氧设备而运行费用 较低， 跌水曝气式生物滤塔对资金缺乏的小城镇建设 污水处理厂很有优势。 4结束语 三峡库区小城镇污水治理不仅是小城镇自身发 展的需求， 同时也是库区流域生态环境保护的需要。 应根据小城镇污水的特性、 收集方式、 排放水体状况、 设计用地等实际情况进行充分的论证和可行性研究， 选择合适的处理工艺。最大可能地确保处理效果， 并 节约投资和运行费用， 以利于三峡库区的水环境保护 和库区小城镇经济的可持续发展。利用山地城镇的 地形高差， 采用跌水曝气式生物滤塔 氧化沟处理 法， 适用于三峡库区小城镇污水治理。 参考文献 ［1 ］ 王德蕊. 三峡水库135 m蓄水后大宁河回水段水体富营养化研 究［D］ . 重庆 西南大学， 2005. ［2 ］ 方芳， 王磊， 郭劲松， 等. 三峡库区典型临江村镇污水的水质水 量特征分析［J］ . 农业环境科学学报， 2009， 28 8 1661- 1668. ［3 ］ 丁德才. 三峡库区小城镇污水处理工艺的比较研究［D］ . 武汉 武汉科技大学， 2008. ［4 ］ 周健， 李志刚， 龙腾锐， 等. 一体化多级生物膜反应器处理高氮 小城镇污水脱氮试验研究［J］ . 环境科学学报， 2007， 27 11 1804- 1807. ［5 ］ 邓荣森， 王左良， 王涛. 跌水曝气系统在污水处理工艺上的运用 前景探讨［J］ . 重庆建筑大学学报， 2007， 29 1 78- 84. ［6 ］ 司马卫平. 新型人工湿地污水处理系统复氧效果研究［J］ . 环 境保护科学， 2009， 35 3 11- 13. ［7 ］ 龙腾锐， 易洁， 林于廉， 等. 垃圾渗滤液处理难点及其对策研究 ［J］ . 土木建筑与环境工程， 2009， 31 1 114- 119. ［8 ］ 邓荣森. 氧化沟污水处理理论与技术［M］ . 北京 化学工程出版 社， 2006. ［9 ］ Manuel S，Lucia C S，Maria J V. 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