【正文】 改造前生產廢水排放量為 71m3/h，技改后廢水排放量為 46m3/h。 工藝流程選擇 處理水質和要求********實業(yè)有限公司生產廢水水質、水量如下：表 59 淀粉工業(yè)廢水水質指標項目 水量 PH COD BOD5 SS 氨氮指標 2022m3/d 45 5500mg/L 2900mg/L 1000mg/L 100mg/L根據標準要求廢水經處理后要求水質達到《污水綜合排放標準》 （GB89781996）中污染物排放Ⅰ級標準 及****市流域污染治理要求。表 510 淀粉工業(yè)廢水處理后水質指標項目 PH COD BOD5 SS 氨氮指標 GB89781996 69 100mg/L 30mg/L 150mg/L 30mg/L流域污染治理要求 69 60 mg/L 20 mg/L 20 mg/L 15 mg/L 廢水處理改造原則廢水處理工藝的選擇直接關系到工程投資，運行成本，出水水質以及操作是否方便可靠，本改造工程工藝選擇原則為：（1）采用國內外成熟先進、高效、經濟合理的處理工藝，針對本工程改造的特點和處理要求，進行高效處理設施和設備的優(yōu)化組合，以達到占地面積少，適用性強的目的，節(jié)省投資和降低運行管理費用，實現資源的綜合利用。（2）專用設備的選型進行充分比選；尋求性能價格比最優(yōu)的產品。設備應運行穩(wěn)定可靠，效率高，管理方便，維護維修工作量少，價格適中。（3）運行安全可靠，操作簡單，調節(jié)靈活，管理方便，運行管理應結合實際盡量考慮自動化，以提高管理水平。（4）對現有生產工藝設備進行改造，提高設備效率，節(jié)約用水，減少污水排放。 廢水處理工藝選擇1．厭氧單元的選擇目前廢水處理工程中應用的厭氧生物處理技術主要有厭氧接觸工藝、厭氧生物濾池、UASB 和 IC 反應器等。①厭氧生物濾池（AF）厭氧生物濾池是 20 世紀 60 年代美國斯坦福大學在總結過去厭氧法處理有機廢水工作的基礎上發(fā)展開發(fā)的第一個高速厭氧反應器。厭氧生物濾器由池體、濾料、布水設備及排水設備等組成。厭氧生物濾器的運行過程為：有機廢水通過掛有生物膜的濾料時，廢水中的有機物擴散到生物膜表面，并被生物膜中的微生物降解轉化為生物氣。凈化后的廢水通過排水設備排至池外，所產生的生物氣體被收集。厭氧生物濾器的優(yōu)點有：有機容積負荷高，耐沖擊能力強，有機物去除速率快，啟動時間短。該工藝主要存在的問題有：處理含懸浮物濃度高的有機廢水，易發(fā)生堵塞；當厭氧生物濾器中污泥濃度過高時，易發(fā)生短流現象，減少水力停留時間，影響處理效果。②UASB 反應器上流式厭氧污泥床（UASB）反應器是一項有機廢水厭氧生物處理技術。該技術在20 世紀 80 年代初開始在高濃度有機工業(yè)廢水的處理中得到日趨廣泛的應用。UASB 反應器的基本構造主要包括以下幾部分：污泥床、污泥懸浮層、布水器、三相分離器。UASB 反應器在運行過程中，廢水通過進水配水系統(tǒng)以一定的流速自反應器的底部進入反應器，水流依次流經污泥床、污泥懸浮層至三相分離器。UASB 反應器中水流呈推流形式，進水與污泥床及污泥懸浮層中的微生物充分混合接觸并進行厭氧分解，厭氧分解過程中產生的沼氣在上升過程中將污泥顆粒托起，由于大量氣泡的產生，引起污泥床的膨脹。反應器中產生的微小的沼氣泡在上升過程中相互結合而逐漸變成較大的氣泡，將污泥顆粒向反應器的上部攜帶，最后由于氣泡的破裂，絕大部分污泥顆粒又返回污泥床區(qū)。隨著反應器產氣量的不斷增加，由于氣泡上升所產生的攪拌作用日趨激烈，氣體便從污泥床內突發(fā)的逸出，引起污泥床表面呈沸騰和流化狀態(tài)。發(fā)應器中沉淀性能較差的絮體狀污泥則在氣體的攪拌作用下，在反應器上部形成懸浮層；沉降性能良好的顆粒狀污泥則處于反應器的下部形成高濃度的污泥床。隨著水流的上升流動，氣、水、泥三相混合液上升至三相分離器中，氣體遇到擋板后折向集氣室而被有效的分離排出；污泥和水進入上部的沉淀區(qū)，在重力作用下泥水發(fā)生分離。由于三相分離器的作用，使得反應器混合液中的污泥有一個良好的沉淀、分離和再絮凝的環(huán)境，有利于提高污泥的沉降性能。在一定的水力負荷條件下，絕大部分污泥能在反應器中保持很長的停留時間，使反應器中有足夠的污泥量。③IC 反應器厭氧內循環(huán)反應器是荷蘭帕克公司在 20 世紀 80 年代中期開發(fā)的新型高效厭氧生物反應器，其進水 COD 容積負荷高達 20～30kgCOD/(m3d） ，COD 去除率穩(wěn)定在 80%以上，去除有機物的能力遠遠超過目前已成功應用的現代厭氧反應器。具有提高厭氧反應器的處理效能，減少反應器的容積，從而降低工程投資和運行費用，節(jié)省占地面積的優(yōu)勢。IC 反應器外形是立式罐體，高度從 16 米到 28 米，直徑從 米到 15 米。需要處理的廢水使用高效的配水系統(tǒng)由反應器底部泵入反應器，與反應器內的厭氧顆粒污泥混合。 在反應器下部主處理區(qū)，絕大部分有機物質被轉化為甲烷和二氧化碳。這些混合氣體（或者叫做沼氣）由下部的三相分離器收集。產生的“氣提”帶動水流通過上升管進入反應器頂部的氣液分離器。沼氣從這個分離器中溢出反應器，水流經過下降管回到反應器的底部?；谶@個原理：反應器被命名為內循環(huán)反應器。IC 反應器結構緊湊，占地小，實現自動調節(jié)和高效處理，產生的是富含能量的綠色沼氣，污泥產生量小，很短的水力停留時間，能在高負荷下正常運行，堿的生物再生和使用，比傳統(tǒng)工藝減少了用于廢水中和的化學品消耗，可以滿足對氣味、污泥產量和凈化等級的更嚴格的要求，一整套完標準化的系列產品，應用范圍廣泛，很短的系統(tǒng)啟動時間。綜上所述，IC 反應器有機負荷高，抗沖擊能力強，投資和運行費用低，反應器內不設填料，結構簡單，易于操作運行，便于維護管理，是目前在世界范圍內處理效率最高的厭氧生物反應器，故本處理方案中采用 IC 反應器。2．好氧單元的選擇對于玉米淀粉的生產廢水，由于其 COD、氨氮含量較高，根據工程經驗，確定采用厭氧之后加好氧生化的處理工藝。①傳統(tǒng)硝化——反硝化工藝優(yōu)點：在傳統(tǒng)硝化—反硝化工藝常用的工藝形式有氧化溝、 （A/O 法） 、SBR 及生物轉盤等。這些工藝的優(yōu)點是：都能產生較好的脫氮效果，且不造成二次污染，能耗較物理化學法低。缺點：工程實施占地面積較大，脫氮效率不高。而且由于基質 NH3 等對于生物（尤其硝酸細菌）有較強的抑制效應，因而針對氨濃度較高的廢水，傳統(tǒng)工藝就顯現出其不足。②短程硝化——反硝化工藝此工藝是較之傳統(tǒng)硝化反硝化工藝而得名的。該工藝將硝化控制在亞硝酸鹽階段，反硝化則從亞硝酸鹽而至氮氣，比傳統(tǒng)硝化反硝化流程縮短，其反應式分列如下：NH4++ 短程硝化 NO2+H2O+2H+ （1）NH4++2O2 傳統(tǒng)硝化 NO3+H2O+2H+ （2）6NO2+3CH3OH+3CO3 短程反硝化 3N2↑+6HCO3+3H2O（3）6NO3+5CH3OH+CO2 傳統(tǒng)反硝化 3N2↑+6HCO3+7H2O （4）優(yōu)點：較傳統(tǒng)工藝流程短，從式（1）和式（2）可以看出氧氣節(jié)省 25%；從式（3）和式（4）看出反硝化階段甲醇投加量節(jié)省 40%。而且系統(tǒng)對基質毒性的耐受力增強，這對系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行產生積極影響，不需回流即可充分利用反硝化產生的堿度。缺點：系統(tǒng)運行對溫度要求較高，系統(tǒng)運行環(huán)境條件要求苛刻，調試技術性較高。③厭氧氨氧化工藝厭氧氨氧化是 20 世紀 90 年代發(fā)現的微生物反應。反應過程中的亞硝酸鹽作為氧化劑將氨氧化成氮氣。優(yōu)點：與傳統(tǒng)生物脫氮相比，此工藝節(jié)省大量能源及化工原料，減少了費用支出。產泥量小，減輕了對剩余污泥處理的負擔。缺點：由于菌體倍增時間較長，而使生物培養(yǎng)、系統(tǒng)啟動需較長時間，優(yōu)化營養(yǎng)條件和環(huán)境條件有利于細菌生長。目前國內尚無成功工程實例。綜上所述，新型的 Sharon（短程硝化）與 Anammox 工藝以及一些物化工藝雖然從不同方面顯示出優(yōu)越性，但我們從運行的穩(wěn)定性和是否對環(huán)境形成二次污染等方面綜合考慮，并針對該廠綜合廢水的特點，擬選用硝化反硝化工藝作為主要處理工藝。常用的硝化反硝化工藝有前置生物脫氮法(A/O 工藝)和后置生物脫氮法。后置生物脫氮法占地比前置生物脫氮法的大，增加了工程的基建投資。而前置生物脫氮法具有占地少、效果好的優(yōu)點，因此，本工程的主體工藝采用前置反硝化的生物脫氮方法即A/O 工藝。3. 深度處理工藝選擇二級生化處理出水已達到國家規(guī)定的一級排放標準，部分水排放，部分水進入深度處理系統(tǒng)，才能滿足生活雜用水水質標準。污水深度處理的目的，是去除二級處理水中的懸浮物（SS） 、溶解性有機物、氮、磷等污染物質。深度處理單元處理技術包括淺層氣浮、過濾、消毒。　　高效淺層氣浮系統(tǒng)是一個先進的快速氣浮系統(tǒng)，改傳統(tǒng)氣浮的靜態(tài)進水、動態(tài)出水為動態(tài)進水、靜態(tài)出水，即把含有附有微氣泡懸浮顆粒的混合污水進入氣浮池內的時候，使出流裝置移動，混合廢水的水平流速相對出流裝置為零，從而抑制了槽內的紊流，因而能進行平穩(wěn)的氣浮分離(即所謂的“零速度原理”)，浮選體上升速度達到或接近理論升速，極大地提高了處理效率，使廢水在淺層氣浮槽中的停留時間由傳統(tǒng)的 30～60 min 減至 3 min，并且集凝聚、撇渣、排水、排泥為一體，是一種高效的廢水處理裝置。圖 2 表示了該原理。原水從圖中的整流區(qū)被放入浮選區(qū)的氣浮槽時，整流區(qū)自身以原水的出流速度并與其相反的方向周轉，此時，就創(chuàng)造了水流速為零的零流速狀態(tài)?！　?1)待處理水停留時間較短，僅為 3min。(2)處理效率高，尤其是處理高濁度水。(3)單位面積的處理量為 250 m3／(m 2d)，處理能力大。(4)可以設置為多層，并可以直接設置在地面上或架空設置，占地面積小。(5)有效水深約 ，且與處理能力基本無關，構筑物總高度降低。高效淺層氣浮系統(tǒng)溶解性 CODcr、BOD 5去除率在 50％以上。污水經深度處理后仍需消毒，用來殺滅經各種方法處理后殘留的細菌、病毒等微生物。最常用的消毒劑是二氧化氯。 處理工藝污水處理工藝流程說明：本污水處理系統(tǒng)主要由預處理系統(tǒng)、厭氧生化處理系統(tǒng)、好氧生化處理系統(tǒng)以及污泥脫水系統(tǒng)組成。預處理系統(tǒng)：預處理系統(tǒng)的主要目的是：去除部分污水中的懸浮物質以及水質、水量調節(jié)。淀粉污水 pH 較低并且含有一部分不溶性蛋白質，為避免堵塞 UASB 布水系統(tǒng)，必須預先去除污水中的 SS，預處理系統(tǒng)可削減部分污染負荷，如 COD、BOD 5等，同時投加石灰調節(jié)污水的 pH 值，這樣可以降低后續(xù)處理負荷和保證后續(xù)處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。預處理系統(tǒng)主要包括格柵、初沉池、氣浮蛋白回收池、調節(jié)池。同時本處理系統(tǒng)采用獨特的剩余活性污泥回流共絮凝技術，即將后段生化處理產生的剩余污泥回流至初沉池作為生物絮凝劑對污水中的懸浮物質和膠體物質進行吸附絮凝作用，在初沉池中進行沉淀去除，顯著提高初沉池的有機物去除率，從而節(jié)省工程運行費用。污水處理工藝流程說明：污水經格柵進入初沉池，去除部分懸浮物后進入氣浮蛋白回收池，回收一部分蛋白后進入調節(jié)預酸化池，在池內經調節(jié)水質水量和適度的酸化后，用泵提升進入 IC 反應器，在厭氧微生物作用下去除大部分的 COD。IC 反應器出水 A/O 反應池，在好氧微生物的作用下去除大部分 COD。A/O 反應池出水依次進入二沉池和超效淺層氣浮，去除大部分懸浮物后，出水進入中間水池，再經高效纖維束過濾器和二氧化氯消毒后，進入儲水池，達到回用水水質。污泥經壓濾脫水后外運處置。工藝流程見下圖 55。 圖 55 污水處理工藝流程 各工段處理效果分析表 512 污水處理各工段效果指標 COD(mg/L) BOD5（mg/L） 氨氮（mg/L ） SS(mg/L)進水 5500 2900 100 1000去除率 15% 10% 5% 25%初沉池出水 4675 2610 95 750進水 4675 2610 / 750去除率 10% 20% / 25%氣浮池出水 4208 2088 / 563進水 4208 2088 / 563去除率 95% 80% / 70%IC 反應器出水 210 522 / 169A/O 反應池 進水 210 418 95 /格柵 初沉淀 氣浮池 IC 反應器蛋白A/O 反應池二沉池厭氧污泥池污泥濃縮池厭氧污泥池泥餅外運淺層氣浮消毒池排放生產廢水去除率 75% 90% 80% /出水 52 19 169進水 42 19 169去除率 15% 55% 30% 90%二沉池超效淺層氣浮出水 44 19 13 18出水標準 ≤60 ≤20 ≤15 ≤20 沼氣回收技術改造 沼氣回收的現狀目前，公司浸泡沖洗玉米廢水為高濃度有機廢水，不進直接外排入，而是在經過污水處理和深度處理過程中進入厭氧罐進行厭氧反應產生沼氣，對這些沼氣進行初步收集后，然后進行除雜、凈化后統(tǒng)一儲存于儲氣罐中，然后經過過濾器，通入鍋爐內進行燃燒。 沼氣回收的工藝原理沼氣回收現已成為較成熟技術，在生產中均有應用，其技術上可行，工藝流程如下：有 機 廢 水 → 集 水 井 → 厭 氧 反 應 器 → 好 氧 CASS→ 出 水沼 氣 凈 化 、 除 雜 氣 柜 鍋 爐 燃 燒圖 56 沼氣回收利用工藝流程 沼氣回收的效果主要是收集