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SBR工藝處理麥芽生產廢水案例分析

【廢水量、水質及處理要求】

1. 廢水量

      某麥芽公司生產規模為10,000t/a,根據生產工藝調查,麥芽生產廢水主要來源于浸麥工段,其工藝主要采用“三浸三斷”的浸麥工藝,麥芽生產工藝流程。

麥過程中,第一次浸麥平均耗水2.0-2.4 t/t,以后每次換水消耗降低到2.2t/t。因此,浸麥工序總用水量為每噸麥7.0t水左右,這部分廢水占廢水量的90%左右。

其次是發芽工序中采用少量水噴灑大麥及沖洗芽箱,其用水量約為0.2t/t。因此,總廢水量為300m3/d。年生產日為240d,設計水量按360m3/d計算。

2. 廢水水質及排放標準

      浸麥廢水的污染物主要是有機物,即CODcr、BOD5。根據實測,麥芽生產廢水的水質及排放標準。

二、處理工藝流程及裝置

1. 確定處理工藝的依據

      (1) 生產廢水均為間歇排放,其水量及濃度波動較大,不宜采用連續式生物處理工藝,選擇經濟、高效、適用于中小型麥芽企業廢水處理的工藝一直是各企業的追求。序列間歇反應器(SBR),是一種間歇運行的廢水生物處理工藝,該法具有對水質水量適應性強、操作運行靈活、處理效果好的特點,適合于中小規模有機廢水處理。

      (2) 浸麥廢水是一種比較單一的有機廢水,除了有一定濃度的CODcr、BOD5值和較高的可生化性(BOD5/CODcr=0.56)外,其水中的懸浮物濃度較低,這樣給廢水的好氧生化處理創造有利條件。但是,大麥作為一種碳水化合物為主的糧食,其浸泡過程中,所浸出的有機物主要以碳源為主,而對生化處理來說,還有必要根據廢水中實際碳、氮、磷的比值要求(100:5:1),適當補充添加營養要素,否則,生化過程中因營養配比的失調而易產生污泥膨脹。SBR生化法由于采用限制性曝氣,使整個反應環境不利于絲狀菌生長,曝氣充氧時也正是基質濃度高時,有利于膠菌團的生長,使耐低基質濃度的絲狀菌生長處于競爭劣勢。當曝氣停止進入沉淀時,DO濃度小,但此時也不利于絲狀菌生長,因此,整個反應抑制了污泥膨脹現象發生。

      (3) 在操作運行方面,SBR作為好氧生化處理過程一種方法,可采用時間程序控制而使操作實現自動化,使操作靈活、方便,可以根據麥芽廢水水量、水質的變化隨時調整曝氣池的運行格數、工作周期以及進水、曝氣,從而使出水水質穩定達標。

2. 處理工藝流程

      以浸麥廢水為主的生產廢水首先進入格網池以攔截大顆??沙凉腆w及漂浮物,出水進入調節池,由于浸麥廢水呈弱酸性,因此在調節池中,需對廢水進行必要的pH值調整,使之能滿足生化處理的要求。此外根據廢水的特點可適當添加少量的磷源,然后由提升泵打入SBR反應器中進行生化處理,池中廢水與菌膠團充分混合,并在充氧曝氣過程中將有機物氧化降解為二氧化碳和水,使廢水得到處理。SBR反應器中排放的剩余生物污泥直接流入污泥厭氧消化池,剩余污泥在池中進行濃縮和自然消化分解,以減少污泥的體積和提高污泥的穩定性。消化池中的污泥定期用吸糞車抽吸外排,上清液回流至調節池重新處理。

3. 主要建(構)筑物及設備

(1) 調節池

      調節池兼作提升泵集水井,HRT=5.0h,內設穿孔曝氣管,進行定期曝氣以防污泥在池內沉淀。調節池尺寸為6.0m×5.0m×3.0m,有效水深為2.5m。采用鋼筋混凝土結構,池內設WQK80-10-4型潛水排污泵2臺,1用1備。

(2) SBR反應器

      SBR反應器為尺寸相同的2格,并聯運行,2格每天運行4個周期,每個SBR反應器總體積115m3,池深4m,池面積30m2。2格連成一體,超高取0.5m,則總尺寸為10.0m×6.0m×4.5m。SBR主要工藝參數:BOD負荷0.39kg/(m3·d);污泥負荷0.3kg·BOD5/(kg·MLVSS·d);控制MLSS在3,500-4,500mg/L。SVI值在100以下。

(3) 化泥池

      化泥池HRT=7d,污泥在化泥池清泥周期為3個月。有效容積V=45m3,有效水深取2.5m,總深為3.0m,平面為6.0m×3.0m×3.0m。

(4) 風機房

      風機房設R221羅茨鼓風機2臺,壓力為49.0kPa,Q=5.9m3/min,N=11kW,門、窗采用隔聲門窗,風機進出口均裝消聲器。尺寸為3.0m×3.0m×3.9m,磚混結構。

三、運行程序與結果

1. 運行程序

      SBR反應器的運行包含5個階段,即進水、曝氣、沉淀、排水(排泥)及閑置階段,工作周期設計為12h,2池采用人工配水,進水采用限制曝氣方式(即進水期間不曝氣),排水采用固定式多點排水,為人工控制,通過加強管理來保證系統正常運行。

2. 運行結果

      本工程建成并開始進行SBR生化系統調試,連續運行近一年半后,由環保監測部門連續2d采樣監測,每天按SBR運行周期采樣2次。

      其監測結果可見,SBR反應器在進水pH6.57-6.64,平均SS131.1mg/L、COD1,317mg/L、BOD925mg/L的情況下,出水pH7.6~8.24,平均SS去除率為45.75%,COD去除率為92.9%,BOD去除率99.25%,各項指標均達到了國標二緩標準,接近國標一級,優于設計指標。從本系統運行兩年多的情況表明以下幾點。

      (1) 整個處理系統操作方便,易于管理,穩定可靠,系統出水一直穩定在國標二級標準以內。

      (2) 本工藝對中小型麥芽企業廢水的水量水質隨季節和日歷大幅度變化適應能力強,設計處理能力為360m3/d。而實際處理高峰時達500m3/d,量少時小于100m3/d。水不足時反應閑置1周后,無需接種,曝氣3~5h后恢復正常。

      (3) 運行情況還表明本系統處理麥芽廢水時,SBR排出的剩余生物污泥量較少,污泥經厭氧消化后可縮減體積30%~40%,消化池剩余污泥抽吸時間從設計的30d左右延長至100d左右。

四、技術經濟分析

      SBR法的主體工藝設備是SBR反應池。它與普通活性污泥法工藝相比,不需要二沉池、回流污泥及其設備,工藝簡單,占地面積小。本廢水處理站設計處理能力為360m3/d,占地面積僅為170m2,單位造價為0.47m2/(m3·d);工程總造價28.77萬元,單位造價822.00元/(m3·d);運行費用較低,主要為耗電,總裝機功率為30.0kW,常開功率為15.0kW,耗電量為0.49kW·h/(m3·d);單位處理成本為0.52元/(m3·d)(不包括折舊費)。

SBR法與普通活性污泥法相比,可節省用地30%-40%,運行費用可降低10%-20%,由此可見,SBR法是一種處理麥芽廢水的較為經濟的方法。

五、結語

      (1) 采用SBR法處理麥芽廢水具有工藝簡單、操作方便、占地面積小、投資省和運行費用低的優點。

      (2) 本系統對廢水的排放量及有機負荷沖擊有很好的緩沖能力,按設計的運行程序運行,不會出現污泥膨脹現象,系統工作穩定性良好。

      (3) 該系統經過兩年的運行,廢水處理效果較好,COD、BOD去除率穩定在90%以上。