1 廢水的水質(zhì)水量
某乳品廠乳品生產(chǎn)的主要原料和資源是鮮牛奶、白糖、花生、核桃、電、水、煤等。在乳品生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生刷罐水，洗瓶水等廢水，與地面沖洗水、廁所沖洗水及少量的生活污水一并進(jìn)入廠內(nèi)排水明渠，通過(guò)共同的排放口，向車間外排放。廢水中主要含有大量的可溶性有機(jī)物（糖類、脂肪酸、蛋白質(zhì)、淀粉等），可生化性很好，不含有毒有害物質(zhì)，呈現(xiàn)乳白色，COD濃度在800～1000mg/l左右，屬中低濃度有機(jī)廢水。該乳品加工廠廢水排放量為300m3/d，其廢水水質(zhì)情況見(jiàn)表1。
| 水量 | COD | BOD | pH | 溫度 | SS | 色度 |
| 350m3/d | 1000mg/l | 600mg/l | 5～6 | 常溫 | 100mg/l | 50倍 |
2 處理工藝流程
2.1厭氧處理
來(lái)自車間的廢水經(jīng)下水道先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，在必要時(shí)也進(jìn)行蒸汽加溫，以滿足UASB的進(jìn)水要求。UASB采用的是中溫厭氧，其運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表2。
2.2好氧處理
厭氧出水不能達(dá)到排放要求，且含有一定的異味，同時(shí)水中含氧量較低，不能直接排放，利用好氧進(jìn)一步處理。好氧采用滴濾床技術(shù)。滴濾床內(nèi)填加塊狀生物活性填料載體，通過(guò)無(wú)動(dòng)力自動(dòng)旋轉(zhuǎn)布水器將厭氧出水均勻地灑布在滴濾床填料表面，利用自然通風(fēng)進(jìn)行供氧。滴濾床出水部分進(jìn)行回流,以保證水力負(fù)荷及布水器轉(zhuǎn)速的需求。滴濾床的運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表3。
| 尺寸 | 6×5×9m | 接種污泥濃度 | 70gTSS/L |
| 水力停留時(shí)間 | 12 h | 空塔上流速度 | 0.6m/h |
| 有機(jī)負(fù)荷 | 2.0kg/m3.d | 運(yùn)行溫度 | 37℃ |
| CODCr去除率 | 85% | 有效體積率 | 67% |
| 尺寸 | φ6×6 m | 有效容積 | 120m3 |
| 過(guò)濾速度 | 1 m/h | 布水器轉(zhuǎn)速 | 3 轉(zhuǎn)/分鐘 |
| 有機(jī)負(fù)荷 | 0.4 kg/m3.d | CODCr去除率 | 45% |
| 回流率 | 100% | 運(yùn)行溫度 | 常溫 |
整個(gè)處理系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用只為兩臺(tái)水泵耗電、人員工資及少量分析用藥劑費(fèi)，總計(jì)約為0.30元/噸廢水，每班只需一人進(jìn)行簡(jiǎn)單操作。從系統(tǒng)運(yùn)行至今，沒(méi)有剩余污泥外排，厭氧出水不帶泥，好氧泥全部回到調(diào)節(jié)池進(jìn)入?yún)捬醭刂羞M(jìn)行消化。
3 系統(tǒng)運(yùn)行情況分析
整個(gè)處理系統(tǒng)于1999年10月開(kāi)始正式運(yùn)行，至今有一年半的時(shí)間，經(jīng)受了停產(chǎn)無(wú)水、檢修、二次啟動(dòng)、濃度及水力條件變化等的各種波動(dòng)，運(yùn)行一直很正常，出水水質(zhì)也很穩(wěn)定。其處理情況見(jiàn)表4。
表4 系統(tǒng)處理效率表
|
數(shù)值
指標(biāo) |
進(jìn)水 | 總出水 | 總?cè)コ?/td> |
| CODCr | 1000mg/l | 60～80mg/l | >94% |
| BOD5 | 600mg/l | 10～20mg/l | >98% |
| SS | 100mg/l | ≤20mg/l | >80% |
| PH | 5～6 | 7～8 | -- |
| 水溫 | 37℃ | 常溫 | -- |
| 色度 | 50倍 | 5倍 | 90% |
3.2厭氧運(yùn)行分析
任何一種厭氧反應(yīng)器要想長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)反應(yīng)器的水質(zhì)情況非常重要，UASB也不例外。而對(duì)于車間排放水，水質(zhì)水量一般都有所波動(dòng)，乳品加工廢水更是如此，與洗瓶、沖洗設(shè)備、地面的時(shí)間、水量有關(guān)，較高濃度及大水量來(lái)水較集中。而為了保證UASB的連續(xù)運(yùn)行，調(diào)節(jié)池必不可少，同時(shí)在調(diào)節(jié)池內(nèi)安裝蒸汽管，在冬季水溫低時(shí)進(jìn)行適當(dāng)加熱，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，減少UASB進(jìn)水對(duì)厭氧細(xì)菌的沖擊負(fù)荷。
UASB內(nèi)所填加的菌種為青島海泊河污水處理廠的中溫厭氧消化污泥，含水率為75%，填加后反應(yīng)器底部污泥層的污泥濃度（MLSS）為70g/【生活污水處理設(shè)備】L（MLVSS為50gVSS/L），UASB控制為中溫（35～37℃）運(yùn)行。
只有污泥與污水良好的接觸，才能取得較好的處理效率。UASB反應(yīng)器內(nèi)的污泥的運(yùn)動(dòng)受三種力的影響：污泥自重、水的沖力及所產(chǎn)沼氣的頂托力，這三種力的相互作用決定著反應(yīng)器內(nèi)污泥的存在方式：沉積、懸浮或被沖走。而UASB進(jìn)水的有機(jī)物含量不高（CODCr1000mg/l），反應(yīng)器及污泥的有機(jī)負(fù)荷較低，所產(chǎn)沼氣量不大，因此水力負(fù)荷就成為了制約性的因素[1]。只有達(dá)到一定的水力負(fù)荷，才能使部份污泥以懸浮態(tài)存在于反應(yīng)器中，保持與污水的完全接觸，同時(shí)，水力負(fù)荷又不能太高，防止將反應(yīng)器內(nèi)污泥大量沖出。此系統(tǒng)UASB的有機(jī)負(fù)荷為2.0kg/m3.d，水力負(fù)荷為0.6 m3/m2.h，在此條件下運(yùn)行，沒(méi)有污泥的沖出，且污泥懸浮狀較好，在UASB約6米處都有大量懸浮污泥存在，出水COD含量較低（一般低于150mg/l），處理效果穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)一年的運(yùn)行后，從離UASB反應(yīng)器底部2米處取污泥樣分析，污泥濃度已達(dá)100gTSS/L，其中揮發(fā)性污泥含量（MLVSS）為80gVSS/L，污泥活性較所填加的污泥好。將污泥中的絮狀污泥用水洗去后，發(fā)現(xiàn)有大量的顆粒存在，直徑達(dá)到1mm左右，污泥的顆粒化程度較好。
3.3好氧運(yùn)行分析
好氧選用的是國(guó)內(nèi)使用較少的滴濾床反應(yīng)器，采取自動(dòng)旋轉(zhuǎn)布水器均勻布水，充分利用厭氧出水的高差，同時(shí)不需要機(jī)械曝氣，達(dá)到了好氧微動(dòng)力運(yùn)行。
滴濾床有效高度為4米，填料為一種多孔、強(qiáng)度非常高的生物活性填料。填料的粒徑為80～100mm，孔隙率達(dá)到90%以上，比表面積為150m2/m3，其強(qiáng)度和掛膜性能等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了常用于生物濾池填料的焦碳及其他常規(guī)填料（PVC、瓷環(huán)等），填料的性質(zhì)受外界環(huán)境的影響很小，大大延長(zhǎng)了填料的使用期限。
因處理水量不大，對(duì)滴濾床出水進(jìn)行回流，回流率根據(jù)UASB出水水質(zhì)水量調(diào)整，即保證滴濾床的進(jìn)水穩(wěn)定，又使滴濾床的表面負(fù)荷平穩(wěn)，但一般情況下回流率保持在100%左右。
在滴濾床的長(zhǎng)期運(yùn)行沒(méi)有發(fā)現(xiàn)填料的堵塞情況，填料表面也沒(méi)有出現(xiàn)大塊生物膜同時(shí)膜落現(xiàn)象。在表面負(fù)荷穩(wěn)定的情況下，生物膜的生長(zhǎng)、脫落受氣溫的變化有一定的影響，在氣候條件發(fā)生突然變化時(shí)，生物膜有大量脫落發(fā)生，滴濾床出水較渾濁，但生物膜生長(zhǎng)較快，此時(shí)加大回流率，使死亡的生物膜盡快脫落，新的生物膜一周內(nèi)就能長(zhǎng)出，并達(dá)到原效果。
在低有機(jī)負(fù)荷的滴濾床的運(yùn)行中，有一個(gè)較為重要的運(yùn)行參數(shù)：表面水力負(fù)荷，此參數(shù)與前工序來(lái)水量、回流水量有較大關(guān)系。應(yīng)根據(jù)前工序來(lái)水量的多少及時(shí)調(diào)整回流量，保證滴濾床進(jìn)水量穩(wěn)定，運(yùn)行表明，滴濾床布水器的轉(zhuǎn)速保持在3轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)處理效果較好且穩(wěn)定。滴濾床出水進(jìn)入斜管沉淀池，水中的生物膜在斜管沉淀池中能很好地去除[2]。
4 處理后水的回用情況
為了能節(jié)約水源，計(jì)劃將處理后水進(jìn)行回用，因此對(duì)處理后水進(jìn)行了鍋爐用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)，結(jié)果表明，處理后水能接近自來(lái)水水質(zhì)，但用于鍋爐用水，在用離子交換樹(shù)脂進(jìn)行軟化水時(shí)，對(duì)離子交換樹(shù)脂的損害較大，離子交換樹(shù)脂使用壽命縮短，因此還需對(duì)處理后水進(jìn)行深度處理去除水中部分使交換樹(shù)脂中毒的有害物質(zhì)后才能利用。目前處理后水只全部用于生產(chǎn)上的冷卻循環(huán)用水。
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