高浓度亚麻沤制废水处理及再生回用.pdf

高浓度亚麻沤制废水处理及再生回用 刘智晓 国中爱华 天津 市政环境工程有限公司, 天津 300060 祁佩时 刘龙志 哈尔滨工业大学市政环境工程学院, 哈尔滨 150090 摘要 沤麻废水是亚麻沤制过程中产生的高浓度有机废水, 采用“ 气浮-氧化沟-稳定塘”组合工艺处理沤麻废水, 系统 出水指标优于设计标准; 同时工程中采用了深度处理工艺, 再生水直接回用沤麻, 实现了企业内部水资源的良性循环。 关键词 沤麻废水 气浮 氧化沟 稳定塘 再生水 我国是亚麻种植大国 ,产区分布在黑龙江 、 新疆、 内蒙、云南等地, 仅黑龙江省规模不等亚麻厂已达 120 余家 。目前亚麻沤制工艺大多数仍然采用沿袭 多年的废水生物沤麻工艺, 废水排放量大 ,且沤麻废 水具有浓度高 、低 pH 、水质及水量变化幅度大等特 点,处理难度大 ,另外 ,多数沤麻厂采用地下水沤麻, 耗水量大 ,水资源浪费严重。巴彦亚麻有限公司采用 “气浮-氧化沟-稳定塘”工艺处理沤麻废水, 取得了理 想处理效果,同时实现了再生水回用沤麻。 1 废水水质 沤麻厂有沤麻和制麻 2 个车间, 废水主要来自沤 麻车间所排放的沤麻废水 。沤麻废水是顺序经过好 氧菌、兼性菌及厌氧菌协同作用, 分解亚麻原茎后产 生的废水, 废水中除含有高浓度的有机底物外 ,还含 有大量微生物群 。沤麻过程先后排放 2 种废水 “先 水”和“终止水” , 废水总排放量1 500 ～ 2 000 m 3 d。 2 种废 水 水 质 差 异 大 头 遍 水 CODCr1 800 ～ 2 800 mg L ,色度 300 ～ 400 倍, pH 5. 5 ～ 6. 5; 二遍水 CODCr6 000～ 10 000 mg L, pH 4. 0 ～ 5. 5, 有机酸含量 高达 2 500 ～ 4 000 mg L 。2 种水 经混 合后 CODCr 5 000～ 8 000 mg L,pH 4. 5 ～ 5. 8, 同时亚麻沤制废水 中含有一定数量的难生物降解物质 ,如单宁 、 木质素 等,含量 200～ 400 mg L 。 根据当地有关部门要求 , 处理出水执行污水综 合排放标准 GB8798-1996 第二类污染物二级排放 标准 , 即 pH 为 6 ～ 9, CODCr≤300 mg L, BOD5≤ 100 mg L ,SS≤200 mg L 。 2 处理工艺 亚麻厂是季节性生产 ,生产主要集中在每年 3 月 末到 10月中旬 , 废水处理工艺的选择需要考虑冬季 停运问题 。考虑该厂的实际情况, 针对沤麻废水的水 质特征,决定采用“气浮-氧化沟”组合工艺及“稳定塘 -煤渣滤池”深度处理工艺,见图 1。 主要设计工艺参数 初沉池HRT 1. 5 h; 水解调节 池HRT 10 h; 混凝沉淀-气浮池 絮凝时间 10 min, 气 浮池表面负荷 3. 6 m 3 m2h , 回流比 25～ 40; 氧 化沟HRT 72 ～ 96 h, SRT 污泥停留时间 30 d ,MLSS 3 000～ 4 500 mg L; 稳定塘 HRT 40 d ; 炉渣滤池 HRT 2 h,水力负荷 2. 0～ 3. 0 m 3 m2h 。 图 1 巴彦亚麻有限公司沤麻废水处理工艺流程 3 组合工艺对沤麻废水处理效能及分析 稳定运行期系统组合工艺各单元的 CODCr平均 去除效果见表 1。实践表明, 物化-好氧生化组合工艺 对沤麻废水各项指标都取得了高的去除效率 ,二沉池 出水经“稳定塘-煤渣滤池”深度处理工艺后 , 出水 CODCr、 色度及SS 等指标大幅降低, 难降解有机物得 到进一步去除, 系统出水完全优于污水综合排放标 准 GB8798-1996 第二类污染物二级排放标准。 表 1 组合工艺各单元对沤麻废水 CODCr处理效能 项目 水解 调节池 浮沉池 氧化沟、 二沉池 稳定塘 煤渣 滤池 进水 mgL - 1 4 7554 2542 89218058 出水 mgL - 1 4 2542 8921805825 去除率10. 532946756 3. 1 物化工艺对沤麻废水处理效能 “混凝沉淀-气浮”工艺主要去除部分难于生物降 解且具有生物抑制性的污染物质和悬浮物 。投加石 灰调节 pH 到 6. 5 ～ 7. 0, 硫酸铝作为混凝剂 , 药耗 300～ 500 mg L, 气浮池回流比控制在 25～ 35。 34 环 境 工 程 2005年 10 月第 23卷第 5 期 运行结果表明 物化工艺总去除率在 30～ 36, 色 度去除率达到 60～ 75, 通过混凝沉淀作用去除 CODCr为 18～ 30,气浮工艺对 CODCr去除率 8～ 12。因此,“混凝沉淀-气浮”组合单元对 CODCr的削 减是有效的,有效降低后续生化工艺的有机负荷。 3. 2 氧化沟对沤麻废水处理效能 3. 2. 1 氧化沟启动 由于亚麻在沤制过程中, 在沤麻池水中自然形成 一定数量的兼性及厌氧菌 ,调试时主要利用亚麻沤制 废水中所含的土著菌群和接种污泥进行活性污泥的 培养及系统启动。接种污泥采用某污水厂提供的剩 余脱水污泥及部分粪便污水。污泥培养 、 驯化期间随 着调试进程逐步增大亚麻废水的比重, 并按适当比例 投加磷肥及尿素以提供微生物生长所必需的营养元 素。氧化沟在启动期及正常运行期均出现过大量的 泡沫, 最严重时氧化沟表面泡沫覆盖平均厚达 2 m。 鉴定该泡沫属于生物泡沫, 分析认为, 启动期生物泡 沫主要是由于较高的污泥负荷率所引起 ; 而正常运行 期所形成的大量泡沫是由于丝状菌过度增殖引起。 控制泡沫采取的主要工程对策是调整氧化沟的运行 模式并控制污泥负荷 。 3. 2. 2 稳定运行期氧化沟处理效果 1 对CODCr去除效果 图 2 给出了氧化沟稳定 期运 行数据 , 可以看 出, 在进水 CODCr达 3 300 ～ 4 200 mg L ,进水水质波动较大的情况下 ,两沟平均出 水CODCr稳定在在 115～ 220 mg L ,大多数时间出水低 于200 mg L ,远远优于设计标准, CODCr平均去除率达 93～ 97, 对色度也有较好的去除效果。可以看 出,氧化沟工艺对沤麻废水不但具有高的 CODCr去除 效率 ,而且耐冲击负荷,运行稳定。 图 2 正常运行期氧化沟对沤麻废水的处理效果 2 对 TN 去除效果 沤麻废水中 TN 的含量在 25～ 50 mg L ,平均在40mg L 左右,从图3 可以看出,氧 化沟出水 TN 平均在 5 mg L 左右,TN 去除率达 80。 这样高去除效率是由于氧化沟具有长泥龄及独特的转 刷曝气方式,使得转刷下游处于好氧状态 ,上游则为缺 氧,氧化沟混合液在沟内完成数 10 次循环,反复交替 经过好氧 -缺氧环境 ; 同时由于氧化沟的独特流态,使 得活性污泥在非曝气区发挥了良好的生物絮凝作用 , 这为了硝化反硝化及同步硝化反硝化创造了良好的生 境,使得氧化沟工艺具有高的脱氮效能 。 图3 正常运行期氧化沟对沤麻废水TN 的去除效果 3. 2. 3 高 SVI 及SV 期间氧化沟处理效能 由于沤麻废水排放的特殊性导致频繁的冲击负 荷发生,试验中最高 SVI 达到 270～ 320 mL g ,SV 最高 达 90。在进水 CODCr在3 200 ～ 3 700 mg L, 出水 CODCr一直稳定在 100 mg L 左右 见图 4 , 而且 SS 及 色度都很低 。这说明 ,较高的 SVI 并没有对氧化沟处 理效果产生负面影响 ,反而处理效果却优于正常运行 期。分析认为, 丝状菌在活性污泥系统净化功能中发 挥着重要功能, 丝状菌不但是发育良好的菌胶团的骨 架结构,而且对于稳定水质起到重要作用 。这是由于 丝状菌具有大的比表面积和吸附特性,对于液相中的 污染物具有优异的吸附与降解特性 。因此活性污泥 系统运行控制中 , 应该考虑发挥丝状菌的特殊功能, 并将其增殖程度控制在合理的范围内,而不会恶化系 统运行品质 ,关键在于处理工艺的优化设计与运行调 控对策。 图 4 氧化沟高SVI及 SV 期处理效果 3. 2. 4 氧化沟高效运行效能分析 对于高浓度沤麻废水 ,氧化沟工艺取得高效的去 除效率 ,分析认为 ①氧化沟工艺相对其它活性污泥 工艺, 提高了曝气池内生物量, 高的 MLSS 同时使得 系统具有很高的运行稳定性; ②氧化沟独特的流态, 兼具完全混合和推流式反应器特点 ,能够适应进水量 35 环 境 工 程 2005年 10 月第 23卷第 5 期 和水质的变化, 具有很高的抗冲击负荷能力 ; ③长的 水力停留时间及污泥龄, 使得污水在氧化沟内有充足 的降解时间 ; ④在整个氧化沟流程中, 独特的曝气方 式有利于氧的传质、液体的混合和污泥絮凝。 3. 3 深度处理及回用 利用当地地势条件, 设计了“稳定塘 -煤渣滤池” 沤麻废水深度处理再生工艺 。稳定塘 HRT 长, 具有 独特的菌藻共生体系与稳定的食物链, 对难生物降解 物质具有较好的去除效能 ; 炉渣滤池通过过滤及吸附 截流掉生物处理系统难于降解的污染物质,大幅度降 低CODCr及色度, 同时出水 SS 进一步降低,pH 进一步 得到提高 。采用煤渣滤池出水及地下水进行沤麻对 比实验研究 ,考察 2 种水质对沤麻质量的影响 ,研究 再生水替代地下水沤麻的可行性, 实验结果见表 2。 表 2 再生水及地下水沤麻对沤麻质量 影响对比实验结果 实验方案沤麻周 h出麻率 纤维强力 N干茎制成率 再生水沤麻11013. 627383～ 84 地下水沤麻11011. 225678～ 80 从实验结果看 ,用再生水代替地下水回用沤麻, 沤麻质量不但没有降低, 相反出麻麻号 、纤维强度等 多项指标得到提高。对比 2 种不同水质的沤麻结果, 分析认为采用再生水沤麻 ,利用沤麻再生水中存在的 相当数量的微生物菌群, 相当于沤麻池启动时进行了 接种; 同时再生水中形成了一定的 pH 缓冲体系, 增 强了沤麻过程中 pH 的稳定性, 缓解了沤麻 pH 下降 过快的弊端, 有利于微生物在更适宜的微环境中生 存,以上特点地下水是不具备的 。接续的实践表明, 再生水代替地下水回用沤麻是完全可行的,能实现再 生水的完全利用 , 不但大大节省有限的地下水资源, 提高经济效益, 而且减少了污染物的排放 ,减轻了对 环境的污染 。 4 结论 1 沤麻废水是亚麻沤制过程中产生的 ,具有浓 度高 、 pH 低等特点; 采用“气浮-氧化沟-稳定塘”物化 生化组合工艺处理沤麻废水, 取得了理想处理效能。 其系统运行可靠 ,维护方便,投资及运行费用低廉 ,是 符合我国国情的一种沤麻废水处理工艺 。 2 工程采用了“稳定塘-煤渣滤池”深度处理工 艺,出水直接回用沤麻,节约了有限的地下水资源 ,实 现了企业内部水资源的良性循环。 作者通讯处 刘智晓 300060 天津市河西区卫津南路 21金龙大厦 北 4F 国中爱华 天津 市政环境工程有限公司 电话 022 23545810 E -mail liuzhixiao 163. com 2004- 12-10 收稿 上接第 33页 表 2 废水处理单元运行效果表 项目 悬浮物 mgL- 1 CODCr mgL - 1 BOD5 mgL- 1 氨氮 mgL- 1 硫化物 mgL- 1 色度 倍 预处理后混合 废水 1201 200400204150 折流板厌氧后1001 000360184100 脉冲厌氧后8075030015480 接触氧化后4010022100. 860 二沉池后20802080. 530 脱色后≤ 20≤80≤20≤8≤ 0. 5≤20 一级标准≤ 60≤90≤20≤10≤ 0. 5≤40 3 处理系统中的物化预处理及二沉池产生大量 的污泥, 原设计的 15 m 2 板框压滤机运转率过高, 需 增设板框压滤机 1 台作备用 。 6 结论 1 印刷包装废水水质复杂、CODCr浓度高、属难 降解污染物,按质分类可分为油墨废水和浆胶废水两 大类 ; 工程实践表明 采用“预处理 A 2 O 脱色” 的组合工艺处理印刷包装废水 ,工艺合理,技术先进, 出水水质达到水污染物排放限值 DB44 26 -2001 中的一级标准。 2 本处理系统的稳定运行充分显示了该组合工 艺技术的优越性 , 效果稳定 ,操作灵活 ,管理方便, 对 中国包装印刷生产基地企业的包装印刷废水治理具 有广泛的推广价值与借鉴 。 参考文献 1 张天胜, 厉明蓉. 日用化工废水处理技术及工程实例. 北京 化学工 业出版社, 2002. 5. 51～ 53. 2 王凯军, 秦人伟. 发酵工业废水处理. 北京 化学工业出版社, 2000. 9. 64～ 65. 3 沈耀良. 废水生物处理新技术 理论与应用. 北京 中国环境科 学出版社, 1996. 6. 47～ 75. 4 赵丹. 厌氧折流板反应器 ABR 的水动力学及污泥特性. 环境工 程, 2001. 19 2 12～ 15. 作者通讯处 程凯英 528403 广东省中山市中山三路银通街十九 号之九 中山市恒雅环保工程有限公司 电话 0760 8308303 E -mail nn-cheng163. com, chengkaiying tom. com 2005- 01-06 收稿 36 环 境 工 程 2005年 10 月第 23卷第 5 期 STUDY ONOIL WASTEWATER TREATMENT PROJECT IN PLATEAUWei Honggang 24 Abstract The re of a wastewater treatment system for an oil refinery in Xinjiang isintroduced, whose aim is to solve the problem of the above -norm discharge of the sewage from the upstream devices through re of oil -separating -airfloat-biocontact oxidation process. With the following measures taken, such as replacement of irrational equipment, reconstruction of airfloat system and re of biochemical system etc, the CODCr, oils, sulfide and phenol in the wastewater shall be lower than 80 mg L, 10 mg L, 0. 1mg L and 0. 5 mg L respectively after treating it by the composite process; and the effluent should meet the first-order of “ Integrated Wastewater Discharge Standard” GB8978 -1996 . Keywords oil-separting tank, airfloat system, biocontact oxidation and refinery wastewater DESIGN FOR PENG′ AN DOMESTIC SEWAGE TREATMENT PROJECTYang Kaiming et al 27 Abstract Oxidation channel technique is one of the essential techniquesfor domestic sewage treating currently. It was used to treat domestic sewage of Peng ′ an, Sichuan Province. As a result, the treated sewage can meet the first-order of “ Integrated Wastewater Discharge Standard” GB8978-1996 . It was presented that the sewage quality and the treating standards of the sewage treatment works, selection of the technique procedure, cardinal treating structures and equipments, design characteristics and treating results, main technical -economic inds etc. , which may be a reference for sewage disposal engineering design. Keywords sewage treatment plant, design, technique, structure and equipment ENQINEERINGTREATMENTOFWASTERWATERFROMABSTRACTOFCHINESE TRADITIONAL MEDICINEFeng Zhaohua 29 Abstract Through an actual example ofwastewater treatment project, it has been introdulced that an effective treatment technology, which mainly involves the sequential combination of the three processes of air -floatation, UBF and CASS, for treating the high -concentration wastewater from extraction of Chinese traditional medicine. Demonstrated by the engineering operation and effect, this treatment technology can steadily ensure that the effluent quality meets the first-order of “Integrated Standard of Wastewater Discharge” GB8978-1996completely , and the removal rates of all pollutants can be up to 90～ 99. Keywords treatment project, high -concentrationwastewater, Chinese traditional medicine and extraction ENGINEERING PRACTICE OF TREATMENT OF PACKAGING AND PRINTING WASTEWATER ChengKaiying et al 32 Abstract The process of “pretreatmentA2O” was selected to treat packaging and printing wastewater in light of the characteristics of wastewater quality. The practice results show that the process is reasonable and advanced. The water quality of effluent can come up to the 1st level standard of“ Discharge Limits of Water Pollutants” DB44 26 -2001. Keywords packaging and printing wastewater, pretreatment, hydrolytic acidification and biocontact oxidation HIGH CONCENTRATION FLAX RETTING WASTEWATER TREATMENT AND REGENERATION REUSELiu Zhixiao et al 34 Abstract Flax retting wastewater producedwhenflax was rettedwasa sort of high concentration organic wastewater. The effluent quality was better than that of the designing when combined air flotation-oxidation ditch-stabilization pond processwas adopted. The renovated water generated by the advanced treatment process could be reused in flax retting process, with which water resource could be recycled well in production process of the company. Keywords flax retting wastewater, air flotation, oxidation ditch, stabilization pond and renovated water TECHNOLOGYOFTREATINGPRINTINGANDDYEINGWASTEWATERBYHIGH - PERANCE COMPACT REACTOR HCRSun Cuiling et al 37 Abstract Applicaiton of HCR to the treatment of the printing and dyeing wastewater is introduced. The quantity of influent is11 000 m3 d, CODCris about 2 500 mg L, pH is about12, chroma is600～ 800multiples. After reconstruction, the resultsof running shows that the capability of treatment was highly improved, effluent CODCris 360 mg L and chroma is 400 multiples. The efficiency of removal of CODCris 86 and that of chroma is 50. The project is of less investment and stable running. Keywords technology of HCR, wastewater treatment and printing dyeing wastewater THE EFFECTS OF CFB-FGD ON THE BAG FILTERSZhaoXudong et al 39 Abstract A double circulating fluidized bed flue gas desulphurization CFB -FGDsystem is installed to control SO2emissions, followed by bag filters to remove dust from the flue gas. In order to study the effects of desulphurization on the bag -filters, testings on the operational stability, de -dust efficiency and resistance of the filterswere carried out both before and after running of the CFB-FGD system. Based on the testing results, the desulphurization mechanism was derived and demonstrated. Some modifications to enhance the perance of the clean-up system were also given. Keywords CFB -FGD, bag filters and dry desulphurization 3 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 23, No. 5,Oct. , 2005