水解酸化-UASB-SBR處理淀粉廢水實例
某淀粉廠位于XX市郊經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)，占地4.8萬m2, 擁有固定資產(chǎn)原值5600萬元，F(xiàn)有職工300余人，其中技術人員30人。企業(yè)產(chǎn)品為淀粉和粗伺料，淀粉年產(chǎn)量10萬噸。
水質(zhì)水量
混合廢水水質(zhì)：CODcr4600~6300mg/L, BOD1800~2500mg/L, SS21500~2100mg/L, pH5.0~6.5, 水溫22~32℃；旌蠌U水水量：2400m3/d 。
水文氣象資料
多年平均氣溫14.6℃，最高氣溫39.6℃, 最低溫度-7℃，最冷月平均氣溫-0.2℃, 常年平均降雨量998mm，蒸發(fā)量1400mm, 凍土深度16cm, 常年主導風向東北, 建址現(xiàn)場為砂壤土，無自然河溝，常年地下水水位4~6m。
處理要求
按環(huán)保部門要求，處理后出水應達到《污水綜合排放標準》GB8978-1996表2中二級標準，即：CODcr150mg/L, BOD560mg/L, SS90mg/L，pH6~9。
為了減輕后續(xù)處理構筑物的處理負荷，保護后續(xù)處理設施，應在處理設施的前端安裝格柵，以截留原污水中較大的懸浮物或漂浮物。廠區(qū)內(nèi)廢水的水質(zhì)水量變化較大，為了保證后續(xù)處理構筑物運行的穩(wěn)定性，同時增強污水的可生化性，應在格柵之后設置水解酸化池。水解酸化池有調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量、沉淀及一定的水解酸化作用。原水的BOD5/COD=0.4>0.3,屬高濃度可生化有機廢水，故可采用生化處理方法。
由于原污水的BOD5較高,要求達到的處理效果也較高，擬采用厭氧—好氧的處理路線。厭氧法處理高濃度有機廢水較經(jīng)濟，即節(jié)能又可回收沼氣。廢水中難降解的COD經(jīng)厭氧處理后轉化為較易降解的COD，高分子有機物轉化為低分子有機物。但出水有機物濃度仍較高，達不到排放標準。好氧生物處理法工藝成熟、穩(wěn)定性好、出水水質(zhì)較好。因此，采用厭氧—好氧的處理路線較合理。
方案為：
原污水 → 格柵 →水解酸化池 → 厭氧處理 → 好氧處理 → 出水
厭氧處理方案的優(yōu)選
工業(yè)廢水常用的幾種厭氧處理單元有：厭氧接觸法，厭氧過濾器，厭氧生物轉盤，升流式厭氧污泥床。
它們優(yōu)缺點詳介如下：
(1) 厭氧接觸法
接觸法屬于傳統(tǒng)厭氧消化技術的發(fā)展。它采用完全混合攪拌，池外還要設消化液沉淀池。其處理效率比傳統(tǒng)厭氧消化技術有提高，但中溫消化時容積負荷只有1.0~3.0kgCOD/( m3?d), 其水力停留時間仍然較長。要求的消化池容積大。本工程處理對象為較好生化處理的廢水。為提高處理效率，節(jié)省工程投資和占地，不宜采用厭氧接觸法。
(2) 厭氧過濾器
厭氧過濾器采用附著型厭氧生物處理技術，在反應器內(nèi)充填一部分填料，使生物污泥附著在填料上生長，不易隨出水流失，且填料對于改善水流均勻性有益，并起到一定過濾截留作用。但反應器內(nèi)填料易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，因此不適合處理有機物濃度過高的廢水，且要求進水SS濃度應較低，一般要求SS<200mg/L. 盡管厭氧過濾器抗沖擊負荷能力大，處理效率亦高，但不適合本工程進水水質(zhì)（SS濃度較高）。
(3)厭氧生物轉盤
厭氧生物轉盤可承受高有機負荷，中溫發(fā)酵條件下，COD去除可達90%,廢水在反應器內(nèi)按水平方向流動，勿需提升廢水，從這個意義來說是節(jié)能的。但是厭氧生物轉盤的盤片成本較高因而使整個裝置造價很高，不經(jīng)濟。
(4) 升流式厭氧污泥床（UASB）
升流式厭氧污泥床（UASB），采用了滯留型厭氧生物處理技術，在底部有污泥床，底部污泥顆粒化，進水與污泥的高效接觸，因而具有很高的去除率，依靠頂部的三相分離器進行氣、液、固三相的分離，能使污泥維持在污泥床內(nèi)而很少流失。因而生物污泥停留時間長，處理效率高，適合于處理較易生化降解，CODcr和SS 濃度均較高的廢水（一般要求進水SS不大于4000mg/(m3?d). 常溫條件下，對于較易生物降解的有機廢水，容積符合可達4~8 kgCOD/(m3?d),在中溫發(fā)酵條件下，一般可達10 kgCOD/(m3?d). 廢水在反應器內(nèi)的水力停留時間較短，所需池容積大大縮小，并且設備簡單，運行方便，勿需設沉淀池和污泥回流裝置，造價相對較低，而且不存在堵塞問題。
綜合以上比較，從造價、管理、處理效果等各方面考慮，并結合類似工程資料，本工程廢水的厭氧處理裝置采用UASB。
好氧處理方案的優(yōu)選
有機廢水經(jīng)厭氧處理，出水的BOD5/CODcr 會降低，出水可生化性較原污水差。采用一般好氧生物處理方法（活性污泥法和生物膜法）處理厭氧出水，其CODcr 去除率約只有60%，而處理同等濃度的原有機廢水，CODcr 去除率可達80%. 盡管采用生物膜法處理效果可能會稍好，但難以適應BOD5大于250mg/L的來水。近年來開發(fā)了一些處理此類廢水（進水濃度較高，可生化性較差，不易生化降解的有機廢水或厭氧處理出水）的新型工藝，有較好的處理效果。現(xiàn)就這幾種工藝進行比較:
(1) 兩段活性污泥法（AB法）
兩段活性污泥法（AB法）與單段系統(tǒng)相比，微生物群隔開的兩段系統(tǒng)均能取得更佳和更穩(wěn)定的處理效果，對于連續(xù)工作的吸附―沉淀段，由外界連續(xù)不斷地接種具有很強的繁殖能力和抗環(huán)境變化能力的短代原核微生物，大大提高了處理工藝的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)運行穩(wěn)定、總反應時間短、設備體積小、節(jié)能、處理效果好，但需設B級曝氣池和B級沉淀池，占地面積過大，也給運行管理帶來不便。
(2) 氧化溝
氧化溝是活性污泥法的一種改型，其曝氣池呈封閉的溝渠型，污水和污泥的混合液在其中進行不斷的循環(huán)流動。該工藝不需設初沉池，對水溫、水質(zhì)、水量的變動有較強的適應性，若運行得當，氧化溝還具有反硝化脫氮作用。但氧化溝池體體積過大，占地面積過大。
(3) 續(xù)批式活性污泥法（SBR）
SBR法采用間歇運行，運行周期每一階段有適應基質(zhì)特征的優(yōu)勢菌群存在；污泥不斷內(nèi)循環(huán)，排泥量少，生物固體平均停留時間長；沉淀和排水時水流處于靜止狀態(tài)，故處理效果優(yōu)于一般活性污泥法。由于進水、曝氣、沉淀、排水等工序在一個池內(nèi)進行，工藝簡單，運行費用低。SBR原則上不需要二沉池和污泥回流設施，多數(shù)情況下可以省去初沉池，故而其工程投資和占地面積均小于一般活性污泥法。
另外，反應推動里力大，凈化效率高。并能有效抑制絲狀菌的繁殖。
綜合以上分析，從造價、管理、處理效果等各方面考慮，并結合類似工程資料，本工程好氧處理采用SBR法工藝。
污泥處理方案的優(yōu)選
結合當?shù)貤l件、環(huán)保要求、投資情況、運行費用及維護管理等多種因素，選污泥處理方案為：
污泥 → 集泥井 → 污泥提升泵 → 濃縮池 → 脫水機房 → 泥餅外運
工藝流程圖
經(jīng)以上論證，工藝流程圖如下：
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對該處理工藝流程作以下說明:
（1）廢水通過格柵截留大顆粒有機物和漂浮物，由于截污量較小，采用人工清渣方式。雨季或生產(chǎn)不正常時排出雨水或事故廢水，通過分流格柵槽中溢流口閘板控制。
（2）從格柵到調(diào)節(jié)池設置集水井，選取潛污泵從集水井中抽水到水解酸化池。
（3）水解酸化沉淀池在調(diào)節(jié)水量同時，去除一部分格柵無法截留的懸浮顆粒有機物，如玉米碎粒、玉米皮、泥砂等，并將復雜難降解CODcr轉化為易降解的CODcr，高分子有機物轉化為低分子有機物。該池采用半地下式結構，便于沉淀物的排除。
（4）用泵將水解酸化沉淀池的廢水提到UASB反應器。
（5） UASB為主要的生化處理裝置，混凝土結構，地上式，考慮保溫。沼氣部分，設計水封罐、氣水分離器。
（6）預曝氣沉淀池，要改變厭氧出水的溶解氧含量，沉淀去除UASB出水帶來的懸浮污泥。該池為地上式，鋼筋混凝土結構。
（7）SBR池為半地下式，鋼筋混凝土結構,運行中采用自動控制。處理出水排入市政污水管。
（8）淀粉廢水各級處理效果如下：
水解酸化池
進水水質(zhì)分別為CODcr6300mg/L, BOD5 2500mg/L, SS2100 mg/L
出水水質(zhì)分別為CODcr4725mg/L, BOD52000 mg/L, SS1260 mg/L
去除率分別為 CODcr25%, BOD520%, SS40%,
UASB
出水水質(zhì)分別為CODcr945mg/L, BOD400 mg/L, SS378mg/L
去除率分別為 CODcr80%, BOD580％， SS70%
預曝氣沉淀池
出水水質(zhì)分別為CODcr756mg/L, BOD340 mg/L, SS226.8 mg/L
去除率為 CODcr20%, BOD515%, SS40%
SBR
水質(zhì)為CODcr113.4mg/L, BOD34 mg/L, SS68mg/L
去除率分別為CODcr85% , BOD590%, SS70%
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