IC+A_O+BIOFOR处理高浓度有机废水工程实例.pdf

IC A/O BIOFOR 处理高浓度有机废水工程实例 * 王白杨 1 常娥 1 欧阳二明 2 胡兆吉 1 1. 南昌大学环境与化学工程学院，南昌 330031;2. 南昌大学建筑工程学院，南昌 330031 摘要 江西某生物化工有限公司在生产乳酸的过程中产生大量高浓度有机废水， 采用 IC A/O BIOFOR 联合工艺进 行处理。当进水ρ COD 平均为5 483 mg/L， ρ NH3-N 平均为97. 83 mg/L时， 出水ρ COD 平均为84 mg/L， 去除率达 98 ; 出水ρ NH3-N 平均为12. 07 mg/L， 去除率为 88 ， 出水水质达 GB 89781996污水综合排放标准 的一级 标准。 关键词 高浓度有机废水;IC 反应器;BIOFOR APPLICATION OF IC A/O BIOFOR PROCESS IN TREATMENT OF HIGH CONCENTRATION ORGANIC WASTEWATER Wang Baiyang1Chang E1Ouyang Erming2Hu Zhaoji1 1. College of Environmental and Chemical Engineering， Nanchang University， Nanchang 330031， China; 2. College of Architectural Engineering， Nanchang University， Nanchang 330031， China AbstractA large number of high concentration organic wastewater is produced in the production of lactic acid from a biological and chemical Co． ，Ltd． in Jiangxi Province，which is treated by the IC A/O BIOFOR process． The consistency of COD is equally 5 483 mg/L，the consistency of NH3-N is equally 97. 83 mg/L， the effluent COD is 84 mg/L，the removal efficiency is 98 ; the effluent NH3-N is 12. 07 mg/L， the removal efficiency is 88 ． The effluent quality is able to meet the first-order specified in“Integrated Wastewater Discharge Standard” GB 89781996 ． Keywordshigh concentration organic wastewater;IC reactor;BIOFOR * 江西省科技厅重点科技成果推广计划， 项目编号 2009CCA02200; 江 西省科技厅 “节能减排” 示范项目， 2010AE00200。 1工程概况 江西某生物化工有限公司采用最新的生物技术 和先进的精制技术， 以淀粉为原料， 采用生物发酵法 生产高纯度 L 体、 D 体、 DL 体三大系列乳酸， 在生产 过程中产生大量高浓度有机废水。 该公 司 高 浓 度 有 机 废 水 排 放 量 为 1 500 ～ 1 600 t/d， pH 为 3 ～ 6，ρ COD为 3 000 ～ 8 000 mg/L， 平均5 000 mg/L， 悬浮物少; 脂肪酸聚氧乙烯 酯 OE 生产废水量200 t/d， pH 为 5 ～ 6， ρ COD 为 8 000 ～ 11 000 mg/L， 平均9 000 mg/L， 可生化性好; 设备及 地 面冲洗水量 为100 t/d， ρ COD 为 400 ～ 500 mg/L; 设计进水量为2 000 t/d， ρ COD 平均为 5 500 mg/L， ρ NH3-N 平均为100 mg/L， pH 为 3 ～ 8。 废水经处理后出水水质要求达 GB 89781996 污水综合排放标准 一级标准。设计进出水水质如 表 1。 表 1设计进出水水质 项目ρ COD / mg L － 1 ρ NH 3-N / mg L － 1 pH 进水55001003 ～ 8 出水≤100≤156 ～ 9 2工艺流程 工艺流程如图 1 所示。高浓度有机废水首先经 过格栅井去除大块悬浮物， 经调节池调节 pH 和碱度 后由提升泵提升进入初沉池， 在初沉池中去除悬浮物 后出水进入中间罐， 在中间罐进行温度调节以及 pH 微调， 然后经过管道泵提升到 IC 反应器， 高浓度 COD 在 IC 反应器中被大部分去除， 之后出水进入 A/O 系 统， 在 A/O 池 中 进 一 步氧 化分解， 大部分 COD 及 NH3-N 得到去除， 出水进入沉淀池， 在沉淀池中截留 悬浮污泥， 沉淀池出水进入 BIOFOR 进行深度处理， 63 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期 图 1工艺流程 剩余 COD 及 NH3-N 在 BIOFOR 池中被去除， 出水进 入净水池， 最后达标排放。在处理过程中产生的污泥 主要来自初沉池、 沉淀池剩余污泥、 BIOFOR 池反冲 洗废水， 经过污泥浓缩池浓缩后进入到离心机离心脱 水， 泥饼外运。 3主要构筑物及设备 3. 1格栅井 截留污水中较粗大的漂浮物和悬浮物。钢混结 构， 1 座， 尺寸为1. 9 m 0. 9 m 1. 4 m。 3. 2调节池 调节 水 量 和 水 质。 钢 混 结 构， 1 座， 尺 寸 为 13 m 13 m 4. 5 m， 有效容积676 m3， HRT 为8 h。 出口设 2 台管道离心泵 1 用 1 备 ， 型号 IHG80- 90， 流量90 m3/h， 配用功率5. 5 kW， 扬 程12. 5 m， 转速 2 900 r/min。调节池出水经管道提升泵提升进入初 沉池。 3. 3初沉池 去除大部分的悬浮颗粒， 降低后续构筑物的负 荷。钢结构， 2 座， 尺寸为4 m 4. 5 m， 表面水力负 荷3. 3 m3/ m2h 。 3. 4中间罐 初沉池出水进入中间罐， 中间罐装有在线 pH 计 和蒸汽加热管， 控制进水 pH 为 6. 5 ～ 7. 5， 温度在 30 ～ 35℃ 。设 2 台 管 道 离 心 泵 1 用 1 备 ， 型 号 IHG100- 90， 流 量 90 m3/h，配 用 功 率 15 kW，扬 程 30 m， 转速2 900 r/min。出水经提升泵提升进入 IC 反应器。 3. 5IC 反应器 2 座， 钢制设备， 环氧树脂防腐。尺寸为6 m 20 m， 有效池容565 m3， 上升速度1. 5 m/h， COD 容积 负荷10 kg/ m3d 。反应器由第一反应室和第二反 应室叠加而成。每个厌氧反应室的顶部都各设有一 个气、 固、 液三相分离器。第一级三相分离器主要分 离沼气和水， 第二级三相分离器主要分离污泥和水， 进水和回流污泥在第一反应室进行混合。 3. 6A/O 反应池 1 座， 上下两层， 钢混结构。上层尺寸为 26 m 12 m 5 m，有 效 容 积 1 400 m3， 其 中 A 池 容 积 240 m3; 下层尺寸为 16 m 12 m 5 m， 有效容积 864 m3。COD 容积负荷1. 77 kg/ m3d 。装有曝气 系统 1 套， 鼓风机 3 台 2 用 1 备 ， 型号为 TSR150， 电机功率30 kW。 3. 7沉淀池 2 格， 均为斜板沉淀池， 采用升流式异向流沉淀 方 式，钢 混 结 构。 沉 淀 池 表 面 水 力 负 荷 0. 8 m3/ m2h 。与 A/O 池 合 建。 共 设 置 斜 板 100 m3。并设有污泥回流设备 1 套， 排泥泵每格 1 台， 型号 100GW80- 10， 流量80 m3/h， 配电功率4 kW， 扬程10 m， 转速1 450 r/min。 3. 8BIOFOR 滤池 尺寸为 27. 25 m 4. 5 m 6. 75 m， 分为 6 格， 每 格有效容积64 m3， HRT 为4. 6 h。采用填料为陶粒， 陶粒粒径 3 ～ 5 mm。为保证 BIOFOR 滤池的处理效 果， 设有反冲洗装置， 定期对 BIOFOR 滤池进行冲洗， 以去除截留在滤池中的固体颗粒物及老化脱落的生 物膜。采用气水联合反冲洗， 周期为每7 d冲洗 1 次， 反冲洗时间10 min， 水冲强度10 L/ m2s ， 气冲强度 1. 25 m3/ m2min 。 3. 9净水池 1 座， 钢 混 结 构， 尺 寸 为 5 m 5 m 5. 5 m， BIOFOR 的出水先储存在储水池中， 供 BIOFOR 池反 冲洗用。净水池出水通过溢流排入三角堰， 经三角堰 后最终出水。 4系统调试运行 4. 1IC 反应器的启动和运行［1］ IC 反应器中的接种污泥取自某污水处理厂的脱 水污泥， 污泥含水质量分数约为 83 ， 共接种50 m3。 接种前污泥用水稀释并经筛网过滤后泵入 IC 反应 73 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期 器。接种过程中逃逸出的污泥在 A 池中被截留， A 池污泥通过回流到中间罐再泵入 IC 反应器。 污泥泵入后先加入废水浸泡2 d， 并检测塔内 pH 在 7. 0 ～ 7. 5。2 d后以5 m3/h的流量向反应器加入废 水。在调试期间根据 COD 去除率、 出水带泥情况及 出水 pH 值逐步提高 IC 反应器的进水量。开始90 d 进水采用逐步提高形式， 同时开始监测出水 COD 及 pH， 当 COD 去除率上升到 70 以上并保持一段时 间、 出水 pH 在 7. 0 ～ 7. 5 时适当加大进水量， 每次增 加进水流量为2 m3/h， 每次提高流量后稳定运行5 d， 依次逐步增加进水量直至达到设计要求。 当进水量增加时 IC 反应器出水有跑泥现象， 使 得后续好氧处理的 COD 浓度提高， 并造成反应器中 污泥流失， 使其处理效果下降。分析原因是突然的冲 击和反应产生的气体将污泥带出。通过回流 A 池污 泥可以提高 IC 反应器的污泥浓度， 保持 IC 处理效果 稳定。 4. 2好氧池调试运行 4. 2. 1A/O 池的启动与运行［2］ 为加快 A/O 池启动速度， 缩短微生物的驯化周 期， 污泥取自该化工厂废水站一期工程的沉淀池剩余 污泥， 直接注入厌氧池和好氧池， 加入 IC 反应器的出 水进行调试运行， 经过40 d的调试， 好氧池中有大量 活性污泥出现， 污泥呈黄褐色絮状， 沉降性能好， 活性 高， 出水水质良好， 池中污泥的增值量也达到了设计 要求， 进入稳定运行阶段。运行中， 厌氧池 A 池 的 溶解氧控制在0. 5 mg/L以下， pH 为 6. 5 ～ 7. 5， 温度 为 5 ～ 40℃ ; 好氧池 O 池 的溶解氧保持在2 mg/L以 上， pH 为 7 ～ 8， 温度为 20 ～ 40℃［3］。 运行过程中， 曾出现好氧池 SV 过高、 溶解氧偏 低现象， 污泥过量使得沉淀池沉淀不充分从而影响出 水水质， 可通过适当调整鼓风量、 增加排泥量及减少 污泥回流量得以改善。 4. 2. 2BIOFOR 池的启动与运行 进入 BIOFOR 池的废水即 A/O 沉淀池的出水， 采 用直接挂膜法， 启动时先往滤池内注满沉淀池出水进 行闷曝， 在连续曝气的条件下间歇进水， 10d 后采用连 续进水， 并在 COD 去除率逐渐增加的基础上逐渐增大 进水量， 直到达到设计进水量。在挂膜过程中不进行 反冲洗， 以完成生物膜的培养及驯化过程。挂膜 15d 后滤料表面形成一层肉眼可观测到的很薄的黄褐色生 物膜， 且出水水质稳定， 表明已挂膜成功 ［4］。 4. 3系统处理结果 该系统到目前已正常运行 3 个月， 现取 1 个月的 水质监测数据， 系统处理效果见表 2。 表 2高浓度有机废水处理效果 mg/L pH 除外 项目 进水出水 变化范围平均值变化范围平均值 ρ COD3 085 ～ 11 247 5 48347 ～ 10684 ρ NH3-N 62. 19 ～ 124. 5197. 839. 18 ～ 20. 0012. 07 pH2. 93 ～ 7. 584. 267. 92 ～ 8. 138. 03 注 系统对 COD 和 NH3-N 的平均去除率分别为 98 和 88 。 由表 2 可以看出， 高浓度有机废水经 IC A/O BIOFOR 工艺处理后， 出水水质达 GB 89781996 的 一级标准。 5效益分析 废水处理站建成后每天的运行费用为2 674. 7 元。水量以新建二期的2 000 m3/d计， 则实际处理废 水的费用为1. 34 元 /m3。 废水经过该工艺处理后， 每天可减少向环境排放 COD 约10. 5 t。 6结论 1 采用 IC A/O BIOFOR 联合工艺处理该厂 高浓度有机废水， 处理效果良好， 系统运行稳定， 对 COD 和 NH3-N 的平均去除率为分别为 98 和 88 ， 出水水质达 GB 89781996 的一级标准。 2 通过调试运行， 确定 IC、 A/O、 BIOFOR 的最佳 运行条件。工艺稳定运行后， 大大减轻了废水排放对 环境造成的污染， 具有明显的社会效应和环境效益。 参考文献 ［1］刘琼， 徐伏秋． 厌氧 IC 反应器 /好氧连用处理乳酸生产废水 ［J］． 河南科学， 2010， 28 4 467- 469． ［2］郝祥超， 王良， 张俊华， 等． A /O 工艺在高氨氮废水中的应用 ［J］． 环境科学与管理． 2010， 35 7 82- 84． ［3］王中刚． 处理城市污水的 A /O 工艺［J］． 小氮肥， 2008， 36 8 12- 14． ［4］朱乐辉， 顾睿， 朱衷榜． BIOFOR 工艺处理中成药废水［J］． 环境 工程． 2006， 24 5 14- 16． 作者通信处王白杨330031江西省南昌大学环境与化学工程学 院 E- mailwbynet yahoo． com． cn 2011 － 03 － 18 收稿 83 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期