近年來,制糖行業(yè)在清潔生產(chǎn)和污染防治工作中獲得了較大的發(fā)展,但制糖行業(yè)仍是輕工業(yè)范疇有機污染比擬嚴重的行業(yè)之一,廢水總量及污染物排放總量依然很大。某制糖知名國際化企業(yè)主要以甘蔗、甜菜為原料制造廢品糖,其廢水主要制糖生產(chǎn)過程。
1、設(shè)計參數(shù)
甘蔗制糖過程通常包括壓榨、提汁、清凈、蒸發(fā)和結(jié)晶成糖等工序,甜菜制糖過程普通包括甜菜流送、洗濯、切絲、滲出、清凈、蒸發(fā)、煮糖等工序。該項目廢水的污染物主要來源于蒸發(fā)系統(tǒng)的跑糖、洗罐,清凈工序的洗濾布水,甜菜的水力流送和壓粕水等。由于采用蒸發(fā)系統(tǒng)捕汁技術(shù),無濾布真空吸濾機,同時甜菜的干式流送和壓粕水實施循環(huán)應(yīng)用,所以進入廢水的污染物總量減少,但污染物的濃度升高。該項目廢水COD和BOD的濃度較高,具有水質(zhì)水量不穩(wěn)定、變化大等特性。
該項目設(shè)計范圍為1300m3/d,其中制糖工業(yè)廢水處理量為1000m3/d,生活污水為300m3/d,污水處置系統(tǒng)24h運轉(zhuǎn)。進水水質(zhì)指標依據(jù)3個月的實測值,設(shè)計出水水質(zhì)到達《制糖工業(yè)水污染物排放規(guī)范》(GB21909-2008)中新建企業(yè)水污染物排放限值。進水和出水水質(zhì)指標見表1:
2、工藝設(shè)計
2.1 工藝流程
針對該廢水COD、BOD濃度較高,可生化性較好的特性,設(shè)計工藝流程見圖1
2.2 主要單元
(1)氣浮設(shè)備。
車間的生產(chǎn)廢水先經(jīng)過緩沖池調(diào)理水量后進入氣浮設(shè)備。氣浮設(shè)備可去除大局部懸浮物質(zhì),有利于后續(xù)的生化處置工序。
(2)UASB反響器
集水井出水由水泵定量打入UASB反響器底部的多點布水系統(tǒng),然后平均地向上經(jīng)過包含絮狀污泥的反響區(qū)。厭氧反響發(fā)作在廢水與污泥顆粒的接觸過程。在厭氧狀態(tài)下將有機污染物合成,產(chǎn)生沼氣。然后污水、污泥和沼氣氣泡向上經(jīng)過三相別離器實施固、液、氣三相別離。三相別離器裝置在反響器的頂部并將反響器分為下部的反響區(qū)和上部的沉淀區(qū)。在重力作用下,水和泥在沉淀區(qū)內(nèi)別離,上清液從沉淀區(qū)上部出水槽排出,污泥沿氣斜壁滑回反響區(qū)。由于氣量少,可應(yīng)用性低,沼氣由集氣室搜集后排放。
(3)調(diào)節(jié)池
經(jīng)過UASB反響器處置后的生產(chǎn)廢水在調(diào)節(jié)池和生活污水混合,由于經(jīng)過UASB反響器處置后的生產(chǎn)廢水COD濃度大幅降低,與生活污水混合后可補充營養(yǎng)物質(zhì),有利于后續(xù)的好氧生化處置。
(4)二級接觸氧化池。
調(diào)節(jié)池出水由水泵打入接觸氧化池,接觸氧化池中裝設(shè)組合填料,污水由下而上與長滿生物膜的填料接觸,在生物膜的作用下,污水中的有機污染物轉(zhuǎn)變成二氧化碳和水。接觸氧化池底部裝置微孔曝氣器,氧應(yīng)用率可達20%以上。
(5)沉淀池。
沉淀池采用豎流沉淀池,污水從接觸氧化池中進入沉淀池,實施固液別離,上清液直接排放。沉淀下來的污泥一局部回流至接觸氧化池前端,補充污泥;另外一局部則排入集水井,經(jīng)過UASB反響器實施厭氧消化。
2.3 工藝特性
(1)采用氣浮設(shè)備作預(yù)處置,可去除大多數(shù)懸浮物質(zhì)。
(2)采用的UASB反響用具用污泥濃度高、處置效率高、能耗少、維護費用低等優(yōu)點,而且還能夠?qū)醚醭匚勰鄬嵤﹨捬跸虼苏麄€污水站排泥量少,不設(shè)污泥處置設(shè)備。氣浮機產(chǎn)生的浮渣定時由吸糞車吸走外運處置。
(3)經(jīng)UASB反響器處置后的廢水與生活污水在調(diào)節(jié)池中實施混合能夠補充營養(yǎng)物質(zhì),防止了營養(yǎng)不均衡的狀況。
2.4 主要構(gòu)筑物見表2。
3、運轉(zhuǎn)效果
(1)監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)。調(diào)試期間每隔10天,連續(xù)4次監(jiān)測的數(shù)據(jù)見表3:
本工程于2016年2月經(jīng)過環(huán)保局驗收,各項出水指標均到達《制糖工業(yè)水污染物排放規(guī)范》(GB21909-2008)中新建企業(yè)水污染物排放限值。
(2)經(jīng)濟剖析。工程總投資為750萬元,其中土建投資為270萬元,設(shè)備及其它投資為480萬元。處置本錢為2.11元/噸廢水,其中:①電費為1.41元/噸廢水;②藥劑費為0.5元/噸廢水;③人工費為0.2元/噸廢水。
4、結(jié)語
(1)由于UASB的COD去除率較高,可達90%以上,因而后續(xù)的二級接觸氧化池會呈現(xiàn)碳源缺乏的狀況。倡議在今后的設(shè)計中設(shè)一級接觸氧化即可,不過容積負荷的設(shè)計值應(yīng)恰當降低。
(2)由于UASB池的停留時間較長,因而可將好氧污泥排入其中實施厭氧消化,可儉省污泥處置的投資費用。
(3)在本項目中能耗最高的是曝氣系統(tǒng),因而合理地選擇高效節(jié)能的曝氣器,是本項目節(jié)能的關(guān)鍵。選用射流曝氣器,其氧轉(zhuǎn)移效率可達30%~35%以上,可降低能耗,而且消弭采用的微孔曝氣器易于梗塞的問題,確保運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、牢靠。