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                改進SBR運行方式強化味精生產廢水的脫氮應用

                 
                改進SBR運行方式強化味精生產廢水的脫氮應用

                囂愆≤:弘鍪翻Vl辯◇嗣糊囂弘汀

                生態環境

                某味精生產企業在淀粉及谷氨酸生產中的主要原材料為玉米和水,還消耗少量糖蜜等。筆者針對味精企業生產廢水高NH廣N、廢水處理站NH廠N出水不能達標排放的問題,提出通過改變原廢水處理站sBR運行參數的方式強化生產廢水的脫氮效果。通過改造,sBR以循環式操作方式運行,形成兩段缺氧/好氧串聯工藝,使氨氮得到較大的去除,平均去除率達90%以上。

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                一、現有廢水處理情況

                水主要來源于:淀粉生產過程中的浸泡及洗滌廢水、胚芽分離、纖維洗滌、脫水和制糖等工序產生廢水;發酵液經“冷凍等電提。x子交換”工藝提取谷氨酸后的離子交換尾液;離子交換樹脂洗滌與再生廢水;生產過程中各種設備的洗滌水,糖化、發酵等各階段的冷卻水。

                回收谷氨酸后的離交尾液為高濃度有機廢水,同時

                統。折流沉淀池污泥經干化處理后和脫水后的生化污泥一起作為復合肥底料,資源化利用。

                該公司生產系統淀粉車間、制糖車間、發酵車間產生高濃度廢水設計量為530L/d,三效冷凝水量為596.7t/d,總排污水量1126t/d,本次改造工程設計處理水量為1500m3/d。廢水處理工藝流程如圖1所示。

                二、現有SBR存在的問題及問題分析

                1.sBR存在的問題。sBR運行按照進水(2h)一曝氣(8h)一缺氧(4h)一沉淀(2h)一排水(2h)一閑置(6h)的運行方式運行。雖然該操作方式形成了好氧一缺氧的生物環境,但是出水氨氮濃度仍高達85mg/L左右,不能達到地方排放標準(BOD≤176mg/L,NH,一N≤25mg/L)要求。

                表1

                項目

                pH

                SBR進水指標

                具有酸|生強、高硫酸根、高氨氮等特點。該部分廢水經過

                濾提取菌體蛋白,經干燥加工生產蛋白飼料出售,上清液經濃縮、噴漿造粒工藝生產有機一無機復合肥,實現廢物的綜合利用。

                淀粉黃漿水、發酵廢水和制糖廢水經折流沉淀池沉淀、預加熱等處理后進入厭氧處理系統,出水和三效蒸發冷凝水一起進入預曝氣池,沉淀后流入好氧處理系

                Ss(mg/L)c0D。(mg/L)NH3_N(mg幾)堿度m嘰

                ≤150

                ≤1500

                ≤300

                ≤1800

                進水5.5—8.0

                2.問題分析。硝化反應是在好氧條件下進行,將NH+4轉化為N02_和N03_的過程。此作用是由亞硝酸菌和硝酸菌兩種菌共同完成的。硝化細菌是化能自養菌,生長率低,對環境變化比較敏感。在硝化反應過程中,有H+釋放出來,使pH值下降。為了保持適宜的pH值,在廢水中必須保持足夠的堿度以調節pH值的變化。其反應式如下。

                冷凝水

                折流

                厭氧

                沉■調淀1丁池

                土署

                UASB

                預曝池

                中沉

                好氧節池

                NH4斗1.8602+1.99HC03一趟絲塑墮。

                氣◆池■調

                ]r

                (0.0181+0.0025)C5H702N+1.04H20+0.98N03-+1.88H2C03

                (1)

                反硝化反應是指在無氧條件下,反硝化菌將硝酸鹽氮和亞硝酸鹽還原為氮氣的過程。其反應式如下。

                r了W匕

                1r

                N03一+5H(電子供體一有機物)墮絲塑墮。l/2N2+H20+

                0H一

                (2)

                ’肥車間?1脫水移l|.叫污泥收集卜I。

                上清液

                有文獻報道,當廢水堿度充足是,利用一段A/0方式操作的sBR就完全可以在好氧階段達到氨氮的徹底

                硝化,使sBR出水氨氮濃度降到可接受的水平,但是當

                圖1廢水處理工藝流程

                萬方數據 河南科技2007.1上32


                原水堿度不足時,硝化反應進行到一定的程度,便無法繼續進行,造成出水氨氮去除率不高,出水不能達到排放要求。另外,在硝化反應過程中,隨著氨氮的減少,硝態氮的積累,硝化反應的速率將越來越慢,如果及時去除積累的硝態氮,必將提高反應速率,減少反應時間。因此,當硝態氮積累到一定量時,通過反硝化去除,然后再進行硝化,形成交替硝化反硝化的運行方式。

                根據式(1)(2)可以知道,在硝化反應過程中,每氧化1mg/L的氨氮為硝態氮,需要消耗7.07m∥L的堿度;在反硝化過程中,還原1mg/L的硝態氮能產生3.57mg/L堿度。本工程uAsB出水堿度≤1800mg/L,不足以使sBR好氧運行期間氧化全部氨氮,導致硝化不能完全進行,出水氨氮超標。11q

                三、現有廢水處理系統改造方案

                1.兼具生物脫氮功能的SBR操作方式四。sBR生物脫氮的操作方式主要有直列式、循環式和A/0

                SBR式3種。

                (1)直列式。直列式操作,按照硝化一反硝化方式(1)或反硝化一硝化方式(2)順序進行。

                陟墮塵竺蘭塑些蛩[p圜咂

                (1)(2)

                (2)循環式。直列式處理高氨氮廢水的效率不高,因此,人們借鑒多釜串聯的原理,提出了循環式操作方式(3)!矩

                (3)

                (3)A/0sBR式。A/0sBR式操作方式(4)兼有

                AB法與sBR法兩者的優點,運行穩定,污泥產量少,除氮效率較高。

                消化液回流

                (4)

                2.sBR改造方案。在硝化反應過程中,隨著氨氮的減少,硝態氮的積累和堿度的消耗,硝化反應的速率將越來越慢。因此,當硝態氮積累到一定量時,通過反硝化去除,然后再進行硝化,形成交替硝化反硝化的運行方式。同時,在硝化反應進行到一定的程度,污水中堿度降

                萬 

                方數據萎愆◇一蓮糊V》辯◇糊猢菱}耆下

                生態環境

                低,硝化反應速度減慢時,進行缺氧攪拌,發生反硝化反應,一方面時積累的硝態氮反硝化轉化為氮氣,另一方面反硝化反應產生一定量的堿度來支持下一階段的硝化反應。

                基于企業現有情況利用現有sBR有效容積較大的優勢,在現有sBR設施的基礎上,同時利用sBR操作運行的靈活性,通過改變其運行參數,使其成為兩段A/0工藝,提高有機物和氨氮的去除效率,使出水滿足地方排放標準。在本工藝中為提高脫氮效果,運行周期按24h計,具體時間分配為:

                進水一缺氧一曝氣一缺氧一曝氣一沉淀一排水一閑置

                2h

                2h

                6h

                4h

                4h

                1h

                1h

                2h

                在一個運行周期內,污水處理過程相當于兩個缺

                氧好氧工藝串聯運行,脫氮效果較好,同時具有較高

                的cOD去除效率。為保證缺氧階段廢水和污泥的充分混合,每座sBR反應器安裝推流器,以利于反硝化去除氨氮。第二階段的曝氣不僅使cOD去除率進一步提

                高,而且還能改善污泥的沉降陛能,縮短沉淀時問。

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                四、工程運行結果

                sBR工藝運行參數改造后,經過一段時間穩定運行,其各項處理出水指標如圖2示。sBR出水基本達到

                地方標準要求:c0D≤176m舡,NH3一N≤25mg/L。由于

                曝氣時間比原有sBR運行工藝有所增加,c0D去除率

                也較之改造前有所提高,氨氮去除效率達到90%以上。

                五、結論

                通過對企業廢水處理站運行參數進行優化改造,并經過污水處理站的運行證明,味精廢水經過厭氧一好氧的處理工藝進行處理是可以達標排放的。

                參考文獻

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                河南科技2007.1上

                33


                改進SBR運行方式強化味精生產廢水的脫氮應用

                作者:

                作者單位:

                刊名:

                英文刊名:

                年,卷(期):

                被引用次數:趙雅光, 買文寧, 劉廣亮鄭州大學河南科技HENAN KEJI2007(1)1次

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                2. 朱鴻飆 味精廢水治理[會議論文]-2001

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                4. 謝娟.艾翠玲.XIE Juan.AI Cui-ling 光合細菌對味精廢水處理效果的影響研究[期刊論文]-工業安全與環保2006,32(4)

                5. 周旭.王竟.周集體.朱曉兵 利用廢棄物生產生物絮凝劑研究[期刊論文]-化工裝備技術2003,24(4)

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                引證文獻(1條)

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