【文章內(nèi)容簡介】 增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。上流式厭氧污泥床能耗低、運行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，有效地降低了好氧生化單元的處理負荷和運行能耗 (因為好氧處理單元的能耗直接和處理負荷成正比 )。好氧處理 (包括好氧生物接觸氧化池和斜板沉淀池 )對廢水中 SS 和 COD 均有較高的去除率，這是因為廢水經(jīng)過厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機物。 該工藝處理效果好、操作簡單、穩(wěn)定性高。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相 串聯(lián)的食堂廢水處理工藝具有處理效率高、運行穩(wěn)定 、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動等特點。只要投加占厭氧池體積 1/3 的厭氧污泥菌種，就能夠保證污泥菌種的平穩(wěn)增長，經(jīng)過 3 個月的調(diào)試 UASB 即可達到滿負荷運行。 整個工藝對 COD 的去除率達 %，對懸浮物的去除率達 %～ 98%，該工藝非常適合在食堂廢水處理中推廣應(yīng)用 [11]。 新型接觸氧化法處理食堂廢水 此方法處理過程為：廢水首先通過微濾機去除大部分懸浮物，出水進入調(diào)節(jié)池，然后中提升泵打入 VTBR 反應(yīng)器中進行生化處理，通過風機強制供風使廢 水與填料接觸，維持生化反應(yīng)的需氧量， VTBR 反應(yīng)器出水進入沉淀器，去除一部分脫落的生物膜以減輕氣浮設(shè)備的處理負荷，之后流人氣浮設(shè)備去除剩余的生物膜，污泥及浮渣送往污泥池濃縮后脫水。 該處理工藝有以下主要特點： ① VTBR 反應(yīng)器由廢舊酒精罐改造而成，節(jié)省了投資。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有一次性投資低，運行穩(wěn)定，處理效果好等特點。 第二章 工藝論證 7 ② 冬季運行時，在 VTBR 反應(yīng)器外部加了一層保溫材料，使罐中始終保持較高的溫度，提高了生物的活性。 ③ 因 VTBR 反應(yīng)器高達 10m 左右，水深大，所選用風機為高壓風機，風壓為98KPA， N＝ 75Kw，耗電量大 [12]。 該工藝采用水解酸化作為生物接觸氧化的預(yù)處理，水解酸化菌通過新陳代謝將水中的固體物質(zhì)水解為溶解性物質(zhì)，將大分子有機物降解為小分子有機物。水解酸化不僅能去除部分有機污染物，而且提高了廢水的可生化性，有益于后續(xù)的好氧生物接觸氧化處理 [13]。 該工藝在處理方法、工藝組合及參數(shù)選擇上是比較合理的，充分利用各工序的優(yōu)勢將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化、去除。然而，如果由于某些構(gòu)筑物的構(gòu)造設(shè)計考慮不周會影響運行效果，致使出水水質(zhì)不理想，使生物接觸氧化池的出水 COD 為500～ 600mg/L，經(jīng)混凝氣浮處理后出水 COD 仍高達 300mg/L，遠高于排放要求 (150mg/L)。但是此處理方法在設(shè)計和運行中回出現(xiàn)以下問題： (1)水解酸化池存在的問題主要是沉淀污泥不能及時排除。由于該廢水中懸浮物濃度較高，因而池內(nèi)污泥產(chǎn)量很大，而原工藝僅在水解酸化池前端設(shè)計了污泥斗，所以池子的后部很快就淤滿了污泥。另外，隨著微生物量的增加在軟性生物填料的中間部位形成了污泥團，使得傳質(zhì)面積減小。針對污泥淤積情況，在水解酸化池前可增設(shè)一級混凝氣浮以去除水中的懸浮物，經(jīng)此改進后水解酸化池能長期、穩(wěn)定、有 效地運行，其出水 COD 也從 1100～ 1200mg/L 降至 900～1000mg/L，收到了較好的效果。不過，增設(shè)混凝氣浮增加了運行費用，而且氣浮過程中溶入的 O2還可能對水解酸化產(chǎn)生不利影響。因此，在設(shè)計采用水解酸化處理懸浮物濃度高的污水時，可增設(shè)污泥斗的數(shù)量以便及時排除沉淀污泥。此外，為防止填料表面形成污泥團應(yīng)采用比表面積大、不結(jié)泥團的半軟性填料。 (2)如果廢水中污染物濃度較高或前處理效果不理想，生物接觸氧化池前端的有機物負荷較高，使得供氧相對不足，此時該處的生物膜呈灰白色，處于嚴第二章 工藝論證 8 重的缺氧狀態(tài)，而池末端成熟 的好氧生物膜呈琥珀黃色。同時，水中的生物活性抑制性物質(zhì)濃度也較高，對微生物也有一定的抑制作用。這些因素使得生物接觸氧化池沒有發(fā)揮出應(yīng)有的作用，處理效果不理想。鑒于此，可一采取階段曝氣措施即多點進水，污水沿池長多點流入生物接觸氧化池以均分負荷，消除前端缺氧及抑制性物質(zhì)濃度較高的不利影響。改為多點進水并經(jīng)過一段時間的穩(wěn)定運行后，生物接觸氧化池的出水 COD 為 200～ 300mg/L。再經(jīng)混凝氣浮工序處理后最終出水 COD150mg/L(一般在 130mg/L)，達到了排放要求。 (3)在調(diào)試運行過程中，生物接觸氧化池 中生物膜脫落、氣泡直徑變大 (曝氣方式為微孔曝氣 )、出水渾濁、處理效果惡化的現(xiàn)象時有發(fā)生。經(jīng)研究、分析、驗證發(fā)現(xiàn)這是由于負荷波動或操作不當造成溶解氧不足而引起的。溶解氧不足使得生物膜由好氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)，其附著力下降，在空氣氣泡的攪動下生物膜大量脫落，導(dǎo)致水粘度增加、氣泡直徑增大、氧轉(zhuǎn)移效率下降，這又進一步造成缺氧，如此形成惡性循環(huán)致使處理效果惡化。 (4)在調(diào)試運行初期，發(fā)生這種現(xiàn)象時一般是增大供氣量以提高供氧能力來消除缺氧，結(jié)果由于氣泡攪動強度增大，造成了更大范圍的生物膜脫落、水粘度更大、氧轉(zhuǎn)移效率更 低，非但沒能提高供氧能力反而使情況更糟。正確的處理措施應(yīng)是減小曝氣量，待脫落的生物膜隨水流流出后再逐漸增加曝氣量使溶解氧濃度恢復(fù)到原有水平，若水溫適宜則 2～ 3d 后生物膜就可恢復(fù)正常。 因此當采用此工藝處理食堂廢水時要遵循下列要求： ① 采用水解酸化作為預(yù)處理工序時應(yīng)考慮懸浮物去除措施。 ② 采用推流式生物接觸氧化池時，為避免前端有機物負荷過高可采用多點進水。 ③ 應(yīng)嚴格控制溶解氧濃度，供氧不足會造成生物膜大范圍脫落，導(dǎo)致運行失敗。 UASB 反應(yīng)器＋氧化溝工藝處理食堂廢水 此工藝采用厭氧和好氧相串聯(lián)的方式 ，厭氧采用內(nèi)循環(huán) UASB 技術(shù)，好氧處理用地有一處狹長形池塘，為了降低土建費用，因地制宜，采用氧化溝工藝。本處理工藝的關(guān)鍵設(shè)備是 UASB 反應(yīng)器。該反應(yīng)器是利用厭氧微生物降解廢水第二章 工藝論證 9 中的有機物，其主體分為配水系統(tǒng)，反應(yīng)區(qū)，氣、液、固三相分離系統(tǒng)，沼氣收集系統(tǒng)四個部分。厭氧微生物對水質(zhì)的要求不象好氧微生物那么寬，最佳 pH為 － ，最佳溫度為 35℃ － 40℃ ，而本工程的食堂廢水水質(zhì)超出了這個范圍。這就要求廢水進入 UASB 反應(yīng)器之前必需進行酸度和溫度的調(diào)節(jié)。這無形中增加了電器。儀表專業(yè)的設(shè)備投資和設(shè)計難度。 內(nèi)循環(huán) UASB 技術(shù)是在普通 UASB 技術(shù)的基礎(chǔ)上增加一套內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，它包括回流水池及回流水泵。 UASB 反應(yīng)器的出水水質(zhì)一般都比較穩(wěn)定，在回流系統(tǒng)的作用下重新回到配水系統(tǒng)。這樣一來能提高 UASB 反應(yīng)器對進水水溫、pH 值和 COD 濃度的適應(yīng)能力，只需在 UASB 反應(yīng)器進水前對其 pH和溫度做一粗調(diào)即可。 UASB 反應(yīng)器采用環(huán)狀穿孔管配水，通過三相分離器出水，并在三相分離器的上方增加側(cè)向流絮凝反應(yīng)沉淀器，它由玻璃鋼板成 60176。安裝而成，能在最大程度上截留三相分離出水中的顆粒污泥。 此處理工藝主要有以下特點： ① 實踐證明，采用內(nèi)循環(huán) UASB 反應(yīng)器＋氧化溝工藝處理食堂廢水是可行的，其運行結(jié)果表明 CODCR總?cè)コ矢哌_ 95%以上。 ② 由于采用的是內(nèi)循環(huán) UASB 反應(yīng)器和氧化溝工藝串聯(lián)組合的方式，可根據(jù)食堂生產(chǎn)的季節(jié)性、水質(zhì)和水量的情況調(diào)整 UASB 反應(yīng)器或氧化詢處理運行組合，以便進一步降低運行費用。 UASB+SBR 法處理食堂廢水 本處理工藝主要包括 UASB 反應(yīng)器和 SBR 反應(yīng)器。將 UASB 和 SBR 兩種處理單元進行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點，使處理流程簡潔，節(jié)省了運行費用，而把 UASB 作為整個廢水達標排放的一個預(yù)處 理單元，在降低廢水濃度的同時，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。并且 UASB 池正常運行后，每天產(chǎn)生大量第二章 工藝論證 10 的沼氣，將其回收作為熱風爐的燃料，可供飼料烘干使用。 UASB 去除 COD 達7500Kg/d，以沼氣產(chǎn)率為 ， UASB 產(chǎn)氣量為 3500m3/d(甲烷含量為 55%～ 65%)。沼氣的熱值約為 22680KJ/m3，煤的熱 值為 21000KJ/t 計算，則 1m3沼氣的熱值相當于 1Kg 原煤，這樣可節(jié)煤約 4t/d 左右，年收益約為 萬元 [14]。 UASB+SBR 法處理工藝與水解酸化 +SBR 處理工藝相比有以下優(yōu)點： ① 節(jié)約廢水處理費用。 UASB 取代原水解酸化池作為整個廢水達標排放的一個預(yù)處理單元，削減了全部進水 COD 的 75%，從而降低后續(xù) SBR 池的處理負荷，使SBR 池在廢水處理量增加的情況下，運行周期同樣為 12H，廢水也能達標排放。也就是說，耗電量并沒有隨廢水處理量的增加而增加。同原工藝相比較，每天實際節(jié)約 1500～ 2500m廢水 的處理費用，節(jié)約能耗約 萬元 /年。 ② 節(jié)約污泥處理費用。廢水經(jīng)過 UASB 處理后， 75%的有機物被去除，使 SBR 處理負荷大大降低，產(chǎn)泥量相應(yīng)減少。水解酸化 +SBR 處理工藝工藝計算，產(chǎn)泥量達17t/d(產(chǎn)泥率為 污泥 /KgCOD，污泥含水率為 80%)， UASB+SBR 法處理工藝產(chǎn)泥量只有 5t/d(含水率為 80%左右 )只有水解酸化 +SBR 處理工藝的 1/3，污泥處理費用大大減少，節(jié)約污泥處理費用約為 20/年 [9]。 選取 UASB+接觸氧化池工藝的依據(jù) 通過對上述工藝的對比分析， UASB+SBR 工 藝主要是比較具有經(jīng)濟競爭力，而且處理出水水質(zhì)穩(wěn)定。本設(shè)計主要是食堂廢水的處理，處理量較小，食堂廢水有機物濃度含量屬于中度濃度，經(jīng)過 UASB 發(fā)酵后出水 COD 已經(jīng)接近國家排放標準，所以經(jīng)過 UASB 發(fā)酵以后只需要接觸氧化池池爆氣就可以滿足國家廢水排放標準。 工程實際應(yīng)用表明，該工藝比常規(guī)活性污泥法節(jié)省，占地面積 20%~35%，節(jié)省建設(shè)費用 10%~25%，節(jié)省運轉(zhuǎn)費用 10%~25%，可達到三級處理的出水水質(zhì)，目前該工藝的配套深水設(shè)備及自控系統(tǒng)已經(jīng)完善。故選用此工藝流程 第三章 設(shè)計計算 11 第三章 設(shè)計計算 集水井 該集水井作用 是收集各排水管道排來的廢水，同時還有去除比較大的堅硬物。另外該池子還中和作藥劑投加點，以避免把用人工或機械把藥劑搬到 6 米多高的均化池頂投放帶來的操作難度。該井的深度主要由廠區(qū)的地理位置和高程以及廢水流量而定，因為廠區(qū)地形比較平坦，所以不用太深。考慮到排水管道的埋設(shè)比較淺，該井設(shè)計深度為 4 米，直徑 2 米，有效深度為 3 米。有效水力停留時間約 15 分鐘。這就要求提升泵必須有足夠的功率，把污水抽走。 調(diào)節(jié)池 食堂生產(chǎn)廢水主要由 5 醇類物質(zhì)組成，同時在發(fā)酵車間又混有比較多的發(fā)酵細菌排出，試驗證明食堂廢水伴隨水力停留 時間的增長而產(chǎn)生不同程度的酸化現(xiàn)象。最佳停留時間為 6 到 8 小時，本均化池采用 6 小時的水力停留時間。 設(shè)計參數(shù) h624 H R T ???? 設(shè)計流量 h/???? 有效容積為 ???? 取池子的總高度為 ? ,其中超高 有效水深 m3h? 則池子面積為 ??? 池子長 m2l? 寬 m2b? 池子總尺寸為 ????? 調(diào)節(jié)池采用空氣動力攪拌 ,在底部安裝有布氣管 ,定時用空氣攪動 ,時間間隔為 2H,采用鼓風機每次持續(xù)時間為 10min 過濾機 第三章 設(shè)計計算 12 設(shè)計水量 h/ 3 廢水 COD 為 L/mg1100 ,去除率約為 %,過濾機出水 COD 為 L/mg1050)(1100 ??? ,每日去渣量 d/ 00)(10 00 )100200()Po1(10 00 )CeCo(QW 3???? ????? 式中 : Q 設(shè)計流量； m3/d CO 進水 COD 濃度； Mg/L Ce 出水 COD 濃度； Mg/L PO 污泥含水量； 以 97%計算 R 污泥密度； 以 1200Kg/m3計算 UASB反應(yīng)器的設(shè)計 設(shè)計參數(shù)：日處理量 50t 密度 ρ= 103Kg/m3 Q=50247。 103= m3 Nv=(m2 D) 進水 COD=1050mg/L SS=mg/L 厭氧 UASB 的處理效率取決于相分離器的效率，良好的下相分離，是 UASB成功運行的關(guān)鍵，這種改良型的三相分離器具有以下優(yōu)點： (1)避免污泥的回流與上升的水流、氣流之間的互相十擾，保證進入沉降區(qū)的污泥能夠順利返回，防止污泥流失現(xiàn)象的發(fā)生； (2)包含高濃度污泥的污泥一區(qū)、一區(qū)容積增大，從污泥區(qū)底部到反應(yīng)器頂部的整個垂直斷面上，都能夠保持較高污泥濃度，這為泥水的充分接觸提供良好的條件，從而能夠保持較高的產(chǎn)氣率，以及污泥的較高生物活性； (3)在一定程度上降低 UASB 反應(yīng)器的總高度。需要指出的是，在這個階段，會產(chǎn)生具有強腐蝕性的硫化氫等酸性物質(zhì)，所以要選用具有抗腐蝕的材料作為第三章 設(shè)計計算 13 本裝置的配件。通常做法是在水泥池內(nèi)的四周涂油漆，對于三相分離器，采用新型符合材料效果比較理想 [15]。 UASB 去除率的計算 UASB 的去除率在 70%80%之間，設(shè)計采用連續(xù)式進水方式，由于顆粒污泥型 UASB 設(shè)計