1 Project Overview
生物酶制劑公司主要生產(chǎn)工業(yè)用酶制劑,年產(chǎn)耐高溫α-淀粉酶500 t / a、高轉(zhuǎn)化率糖化酶500 t /a、中溫α-淀粉酶200 t / a、蛋白酶500 t / a,相關(guān)食品工業(yè)用酶制劑產(chǎn)品的生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量在國(guó)內(nèi)均處于領(lǐng)先水平。各種產(chǎn)品在發(fā)酵、提取、濃縮和設(shè)備清洗過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量廢水,由于排放的生產(chǎn)廢水污染物濃度高,如未經(jīng)處理直接排放,必會(huì)對(duì)市政污水管網(wǎng)造成污染和腐蝕,同時(shí)對(duì)下游污水廠帶來(lái)較大沖擊負(fù)荷。為滿足環(huán)保要求,同時(shí)保護(hù)周邊自然環(huán)境,該公司新建1套廢水處理設(shè)施,采用板 框 壓 濾-UASB-A / O的 主 體 工 藝,廢 水 經(jīng) 過(guò) 處 理后,出水水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)到GB 8978—1996《污水綜合排 放 標(biāo) 準(zhǔn)》中 三 級(jí) 標(biāo) 準(zhǔn) 要 求,其 中ρ(COD)≤400mg / L,ρ(SS)≤250 mg / L,ρ(TN)≤40 mg / L。本文對(duì)該工程設(shè)計(jì)及運(yùn)行情況進(jìn)行了研究和剖析,可為同類型工業(yè)企業(yè)廢水處理提供一定參考、借鑒。
2設(shè)計(jì)水量、水質(zhì)根據(jù)企業(yè)提供的資料,排入廢水站的廢水分為5類,主要分為工藝廢水、清 洗 廢 水、實(shí) 驗(yàn) 室 廢水、生活污水以及報(bào)廢產(chǎn)品及發(fā)酵罐放罐液,其中報(bào)廢產(chǎn)品及發(fā)酵罐放罐液為超高濃度廢水,排放規(guī)律約為30 m3/(次·月),折算設(shè)計(jì)水量約為1 m3/d;工藝廢水為超濾濃縮液廢水,為高濃度廢水,設(shè)計(jì)水 量 為60 m3/d;清 洗 廢 水、實(shí)驗(yàn)室廢水和生活污水為低濃度廢水,合計(jì)設(shè)計(jì)水量為150 m3/d,總計(jì)規(guī)模為211 m3/d。經(jīng)綜合分析,將各股廢水根據(jù)污染物種類及濃度進(jìn)行單獨(dú)收集,保證廢水處理系統(tǒng)的 穩(wěn) 定 性,廢 水 經(jīng) 過(guò) 處 理 后,出 水 水 質(zhì) 達(dá) 到GB8978—1996中三 級(jí) 標(biāo) 準(zhǔn),其 中ρ(COD)≤400 mg/L,ρ(SS)≤250 mg/L,ρ(TN)≤40 mg/L,之 后排入園區(qū)污水處理廠。具體設(shè)計(jì)進(jìn)水和出水水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。
3工藝流程生物酶制劑廢水主要來(lái)源于車間超濾濃縮液產(chǎn)生的工藝廢水、反應(yīng)罐沖洗廢水、濾布和濾膜沖洗廢水、生活污水、實(shí)驗(yàn)室廢水以及報(bào)廢產(chǎn)品或發(fā)酵罐放罐廢液。具體廢水產(chǎn)生來(lái)源及特點(diǎn)如下:(1)工藝廢水為發(fā)酵車間產(chǎn)品通過(guò)超濾濃縮時(shí)產(chǎn)生的廢濾液,污染物濃度較高。(2)反應(yīng)罐沖洗廢水為發(fā)酵罐和提取罐在每批料完成后進(jìn)行清洗產(chǎn)生的廢水,濾布和濾膜沖洗廢水為板框壓濾機(jī)及超濾膜濃縮后進(jìn)行清洗產(chǎn)生的廢水,實(shí)驗(yàn)室廢水為化驗(yàn)、檢測(cè)產(chǎn)生的廢水,污染物濃度較低。(3)報(bào)廢產(chǎn)品及發(fā)酵罐放罐液為酶制劑可能產(chǎn)生的產(chǎn)品報(bào)廢或發(fā)酵罐原料排液時(shí)產(chǎn)生的廢水,廢水間斷排放,污染物和懸浮物濃度極高。以上工段排放廢水中污染物種類和有機(jī)物成分基本相同,主要包含蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類、脂肪和 無(wú) 機(jī) 鹽 等,主要污染因子包括COD、pH值、懸浮物、TN等。目前,該類廢水先進(jìn)行混合收集,之后采用物化預(yù)處理-厭氧-好氧組合處理工藝進(jìn)行處理[1],基本能滿足處理要求。但各段廢水濃度差異較大,排放周期亦存在較大差別,導(dǎo)致綜合廢水調(diào)節(jié)池池容極大;厭氧系統(tǒng)受沖擊負(fù)荷較大,運(yùn)行管理要求較高;同 時(shí),為保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,池 容 普 遍 偏 大,因而投資較高,經(jīng)濟(jì)性較差。通過(guò)對(duì)車間廢水排放規(guī)律進(jìn)行充分調(diào)研,根據(jù)廢水水質(zhì)差別大、排放周期不固定、可生化性好的特點(diǎn),采取“分類收集,分質(zhì)處理”措施,將所有廢水分為3股進(jìn)行分類收集:針對(duì)放罐液廢水直接采用 調(diào) 節(jié)-板 框 壓 濾 預(yù) 處 理 工 藝,去除廢水中的大部分有機(jī)污染物及懸浮物;針對(duì)工藝廢水采用調(diào)節(jié)-UASB預(yù) 處 理 工 藝,去除廢水中的部分有機(jī)污染物;針對(duì)低濃度廢水,將其與經(jīng)過(guò)預(yù)處理的其他2股 廢 水 混 合 后,采 用A/O-二 沉 處 理 工 藝,去 除 廢水中剩余的有機(jī)污染物及TN,保證最終出水達(dá)標(biāo)。工藝流程見(jiàn)圖1
全 廠 廢 水 分3股分質(zhì)收集后自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池,低 濃 度 廢 水、工藝廢水以及放罐液廢水分別進(jìn)入1#、2#、3#調(diào) 節(jié) 池,調(diào)節(jié)池前端設(shè)置人工格柵,去除大顆粒懸浮物,避免纏繞水泵葉輪和堵塞管道,調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置穿孔攪拌系統(tǒng),對(duì) 廢 水 進(jìn) 行 均質(zhì)、均量調(diào)節(jié)。3#調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水經(jīng)污泥泵提升進(jìn)入板框壓濾機(jī) 進(jìn) 行 壓 濾,濾 渣 定 期 外 運(yùn),濾 液 自 流 進(jìn) 入2#調(diào)節(jié)池與工藝廢水進(jìn)行混合,2#調(diào)節(jié)池設(shè)置加堿系統(tǒng) 和 提 升 泵,加 堿 調(diào) 節(jié)pH = 7.5后,經(jīng) 泵 提 升 至UASB池。廢 水 在UASB池 中,利用厭氧微生物的新陳代謝作用將大部分有機(jī)污染物去除,池內(nèi)設(shè)置三相分離器,實(shí)現(xiàn)氣、液、固三相分離,厭氧污泥被三相分離器截流返回至反應(yīng)器中繼續(xù)參與厭氧反應(yīng),沼氣通過(guò)分離、收集、凈化后,通過(guò)沼氣火炬燃 燒 排 放\\,上清液透過(guò)三相分離器經(jīng)出水堰排放至生化處理系統(tǒng)。UASB出 水 自 流 進(jìn) 入A / O池,與 廠 區(qū)1#調(diào) 節(jié)池的低濃度廢水進(jìn)行混合,在A / O生 化 系 統(tǒng) 中,COD、BOD5、SS和各種形式存在的氮和磷將被一一去除。在好氧段,硝化細(xì)菌將入流廢水中所含的有機(jī)氮氨化成氨氮,通過(guò)生物硝化作用,轉(zhuǎn)化成硝酸鹽;在缺氧段,反硝化細(xì)菌將內(nèi)回流帶入的硝酸鹽 通 過(guò) 生 物 反 硝 化 作 用,轉(zhuǎn)化成氮?dú)馀湃氪髿庵?,從而達(dá)到脫氮的目的。好氧池出水自流進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離,部分污泥通過(guò)污泥泵回流至A /O池前端,剩余污泥排放至儲(chǔ)泥池,上清液通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)排放口達(dá)標(biāo)排放。UASB排放的剩余污泥以及剩余生化污泥排放至儲(chǔ)泥池內(nèi)暫存,之后通過(guò)污泥螺桿泵輸送至板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾,在壓濾機(jī)進(jìn)口處設(shè)置管道混合器,通過(guò)投加陽(yáng) 離 子PAM,對(duì)剩余污泥進(jìn)行調(diào)質(zhì),提 高 壓 濾 效 果,最終得到含水率不超過(guò)80%的 減量化污泥[6],干化污泥在污泥堆棚內(nèi)暫存,定 期 進(jìn)行外運(yùn)處置。
4主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)(1)格柵/調(diào)節(jié)池。1#調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)尺寸為8.0m× 3.5m× 4.5 m,2#、3#調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)尺寸為4.0m×3.5m× 4.5 m,有 效 水 深 均 為3.5 m,1#、2#調(diào) 節(jié)池設(shè)計(jì)停留時(shí)間分別為15.7 h、19.6 h,3#調(diào) 節(jié) 池每 批 次 排 空 周 期 為7d,池體采用地下式,池 內(nèi) 壁采用乙烯基樹脂防腐。前端設(shè)置人工細(xì)格柵,柵隙為5 mm,材 質(zhì) 為SS304;池 內(nèi) 設(shè) 置 穿 孔 攪 拌 裝 置;2#調(diào)節(jié)池液堿(30%)投加量為150 mg / L。(2)UASB池。采用脈沖升流式厭氧反應(yīng)器,半地下式鋼砼結(jié)構(gòu),脈沖布水器設(shè)置在池頂,通過(guò)中央豎管將進(jìn)水從上部配水至底部進(jìn)行布水,采用地埋式土地保溫和通過(guò)脈沖布水器蒸汽加熱方式維持中溫厭氧消化環(huán)境。設(shè) 計(jì) 尺 寸 為5.0m× 8.0m×8.0 m,有 效 水 深 為7.5 m,設(shè)計(jì)停留時(shí)間為118 h,污 泥 濃 度 為8 000 mg / L,進(jìn)水容積負(fù)荷為4.0 kg[COD]/(m3·d),上 升 流 速 為0.85 m / h(可 調(diào)),內(nèi)循 環(huán) 回 流 比 為100%。底部布水孔服務(wù)面積為0.4m2/個(gè)。設(shè)置脈沖布水器1臺(tái)(含蒸汽盤管),內(nèi)循環(huán)泵2臺(tái)(1用1備),三相分離器1套,汽水分離器、水封罐及沼氣火炬各1套,溫控聯(lián)鎖裝置1套。(3)A / O池。缺氧池采用完全混合式,好氧池采用活性污泥法,半 地 下 式,設(shè) 計(jì) 尺 寸 為8.0m×5.0m× 5.0 m,有效水深為4.5 m,設(shè)計(jì)總停留時(shí)間為20.5 h(其 中 缺 氧 池6.0h,好 氧 池14.5 h),污 泥濃 度 為3 500 mg / L,污 泥 負(fù) 荷 為0.15 kg[BOD5]/(kg[MLSS]·d),氨 氮 負(fù) 荷 為0.03 kg[NH3-N]/(kg[MLSS]·d),混合液回流比為200%,氣水比為22 ∶1,采用可提升式管式微孔曝氣器,曝氣管通氣量為1.5~3.0m3/(m·h),設(shè)置可提升式微孔曝氣管100支,潛水?dāng)嚢铏C(jī)2臺(tái),混合液回流泵2臺(tái)(1用1備)。(4)二沉池。采用豎流沉淀池,半地下式,設(shè)計(jì)尺寸為5.0m× 4.0m× 5.0 m,有效水深為4.5 m,污 泥 回 流 比 為100%,表 面 負(fù) 荷 為0.5 m3/(m2·h),泥 斗 角 度 為55°。設(shè)置中心導(dǎo)流筒1臺(tái),污 泥 回 流泵2臺(tái),1用1備(兼排放用)。
5運(yùn)行情況本 系 統(tǒng) 自2016年6月 份 開 始 進(jìn) 水 調(diào) 試,項(xiàng) 目初期未進(jìn)行滿負(fù)荷生產(chǎn),初期總進(jìn)水量約為100m3/ d,不到設(shè)計(jì)水量的50%,調(diào) 試 運(yùn) 行3個(gè) 月 后,廢水量逐步提升,至10月 底 穩(wěn) 定 在160 m3/ d左右,達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的75%(各工段進(jìn)水量基本與設(shè)計(jì) 相 差 不 大)。經(jīng) 過(guò)5個(gè)月逐步提升水量的連續(xù)調(diào)試運(yùn)行,進(jìn)出水指標(biāo)日趨穩(wěn)定,進(jìn)水指標(biāo)均在設(shè)計(jì)范 圍 以 內(nèi)(除 放 罐 液 外,不同產(chǎn)品排放濃度略有差別,COD平均質(zhì)量濃度在8萬(wàn)mg / L左 右),其 中工藝廢水進(jìn)水COD、BOD5、TN、TP及SS的質(zhì)量濃度 分 別 為18 000、8 000、160、6和800 mg / L,低濃度廢水進(jìn)水COD、BOD5、TN、TP及SS的質(zhì)量濃度 分 別 為1 000、400、60、3和300 mg / L。經(jīng) 過(guò) 處理后,系統(tǒng)總出水COD、BOD5、TN、TP及SS的質(zhì)量濃度分別為250、100、30、4及100 mg / L,在設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)。目前廢水站已連續(xù)運(yùn)行多年,經(jīng)過(guò)多次回訪調(diào)研,均反饋運(yùn)行效果穩(wěn)定。6投資及運(yùn)行費(fèi)用項(xiàng)目直接工程費(fèi)用約為280萬(wàn)元,其中土建部分費(fèi)用150萬(wàn)元,設(shè)備及安裝等其它費(fèi)用130萬(wàn)元,項(xiàng)目噸水費(fèi)用約為1.3萬(wàn)元/ m3。項(xiàng)目直接運(yùn)行成本為2.13元/ m3,其 中 人 工 費(fèi)0.95元/ m3,電 費(fèi)0.83元/ m3,藥劑費(fèi)0.30元/ m3,生產(chǎn)水費(fèi)0.05元/ m3。
7結(jié)語(yǔ)采 用 Plate and frame filter press-UASB-A / O組合工藝處理生物酶 制 劑 廢 水,出 水 水 質(zhì) 穩(wěn) 定,COD、BOD5、TN、TP及SS的質(zhì)量濃度分別可達(dá)到250、100、30、4及100 mg / L,滿 足GB 8978—1996中 三 級(jí) 標(biāo) 準(zhǔn)(其中ρ(COD)≤400mg/L,ρ(SS)≤250 mg/L,ρ(TN)≤40mg/L)。本工程運(yùn)行實(shí)踐表明,生物酶制劑廢水污染物濃度盡管非常高,但廢水中有機(jī)污染物成分主要以蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類和無(wú)機(jī)鹽等易生化降解的有機(jī) 物 為 主,無(wú)難降解及具有生物毒性的特征污染物,工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行易控制。在后續(xù)設(shè)計(jì)及運(yùn)行過(guò)程中有如下經(jīng)驗(yàn)可供參考:(1)采 取“分 類 收 集,分 質(zhì) 處 理”的 治 理 思 路,有效收集各股廢水,對(duì)廢水水質(zhì)進(jìn)行均衡調(diào)節(jié);雖分開收集單體較多,但污染物可生化性較好,各自單 獨(dú) 預(yù) 處 理,能降低預(yù)處理池容積以及提高各系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力。(2)報(bào)廢產(chǎn)品或發(fā)酵罐放罐液廢水污染物濃度極高,在實(shí)際設(shè)計(jì)和運(yùn)行過(guò)程中需要考慮該部分廢水濃度對(duì)主體工藝系統(tǒng)的影響。本項(xiàng)目在初期運(yùn)行過(guò) 程 中,每 月3 ~ 5d通過(guò)壓濾機(jī)集中處理該部分廢 水,導(dǎo)致壓濾液瞬時(shí)排至高濃度廢水調(diào)節(jié)池中,經(jīng)混合后廢水濃度遠(yuǎn)超工藝廢水設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo),對(duì)厭氧系統(tǒng)及后續(xù)好氧系統(tǒng)造成較大沖擊,影響系統(tǒng)運(yùn)行管理。通過(guò)摸索系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)后采取每周處理1次,每次處理后壓濾液通過(guò)收集罐收 集 后 小 流 量、多批次混入高濃度廢水調(diào)節(jié)池中,維持高濃度廢水調(diào)節(jié)池進(jìn)水水質(zhì)的相對(duì)穩(wěn)定,從而保證各工藝單元的的高效運(yùn)行以及最終出水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
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