于軍，陸健杰，孫洪濤
（山東省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計研究院，山東濟(jì)南 250013） 摘 要：介紹了厭氧—好氧聯(lián)合工藝在檸檬酸廢水治理工程中的成功 應(yīng)用，分析了工程的設(shè)計、運(yùn)行情況，總結(jié)了工程的經(jīng)驗和注意事項。?
關(guān)鍵詞：檸檬酸廢水；厭氧—好氧工藝；UASB反應(yīng)器；顆粒污泥
中圖分類號：X78
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C
文章編號：1000-4602(2000)08-0036-03 檸檬酸的生產(chǎn)是通過發(fā)酵工藝進(jìn)行的，其排放的廢水含有高濃度的可生物降解有機(jī)物，這些有機(jī)物多以碳水化合物及其降解產(chǎn)物為主。世界各國對于檸檬酸廢水的處理大都采用厭氧—好氧聯(lián)合處理工藝，而這一工藝的核心——厭氧處理單元，除了采用厭氧接觸工藝和厭氧濾 器外，應(yīng)用最多的還是70年代末開始用于食品發(fā)酵工業(yè)廢水處理的UASB厭氧反應(yīng)器工藝。?
1999年10月，新泰檸檬酸廠（現(xiàn)改名為新泰艾史迪生化有限公司）檸檬酸廢水治理工程通過了山東省環(huán)保局主持的工程驗收，工程驗收期間厭氧工段CODCr容積負(fù)荷Nv≥8.0kgCODCr/(m3·d)，去除率達(dá)93.2%，工程CODCr總?cè)コ蔬_(dá)98.0%。目前運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好。現(xiàn)將該工程情況做簡要介紹。 1 水質(zhì)、水量的確定 根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有排水管路，所排放的廢水主要包括濃廢水和淡廢水兩部分，濃廢水主要包括廢糖水原液和洗糖水。排放廢水處理后要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 8978—1996味精工業(yè)二級標(biāo)準(zhǔn)，廢水水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn)詳見表1。? 表1 廢水水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn) | 排放廢水 | 水量
（m3/d) | PH值 | CODcr
(mg/L) | BOD5
(mg/L) | SS
(mg/L) | 氨氮
(mg/L) | | 濃廢水 | 700 | 5-5.5 | 16000 | 6500 | 450 | 60 | | 淡廢水 | 700 | 5.5-6.0 | 1500 | 650 | 400 | 10 | | 合計 | 1400 | | 8750（均值） | 3750（均值） | 425（均值） | 35（均值） | | 標(biāo)準(zhǔn)值 | | 6-9 | 300 | 150 | 200 | 25 | 2 工程設(shè)計? 2.1 工藝流程
? 由車間排放的濃廢水自流至濃水調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)pH后由污水泵提升至UASB反應(yīng)器，出水一部分回流至濃水調(diào)節(jié)池，它與UASB反應(yīng)器形成集調(diào)節(jié)、厭氧降解為一體的處理系統(tǒng)；一部分自流至曝氣調(diào)節(jié)池與淡廢水混合，經(jīng)曝氣后由污水泵提升至沉淀池形成一級好氧系統(tǒng)；此時沉淀池出水已近達(dá)標(biāo)，再自流至接觸氧化池、氣浮池進(jìn)行好氧生化和物化處理(見圖1)。? 
2.2 設(shè)計參數(shù)的確定?
工程設(shè)計中著重強(qiáng)化厭氧處理單元，同時好氧工段采用較低的負(fù)荷，以穩(wěn)定剩余污泥，減少污泥排放量，改善污泥脫水性能，具體設(shè)計參數(shù)見表2。? 3 處理效果和處理成本? 3.1 處理效果?
工程屬省控污染治理項目，山東省環(huán)保局委托泰安市環(huán)保監(jiān)測站于1999年10月8日—9日進(jìn)行了為期兩天的現(xiàn)場采樣、監(jiān)測。監(jiān)測項目為pH、CODCr、BOD5、SS、NH3-N、流量共6項，監(jiān)測頻率每天采樣4次，均測單樣，監(jiān)測結(jié)果見表3。? 表２ 處理設(shè)施設(shè)計參數(shù) | 設(shè)施名稱 | 參數(shù) | 附屬設(shè)備 | 備注 | | 濃水調(diào)節(jié)池 | HRT＝８h | 簡易石灰中和篩 | 現(xiàn)石灰投加量200kg/d | | 污水泵 | N=7.5kw，一用一備 | | UASB反應(yīng)器 | NV=8.0kgCOD/(m3.d)
q=2.25-0.5m3/(m2.h) | 三相分離器均勻布水器 | 設(shè)備自制 | | 曝氣調(diào)節(jié)池 | HRT=.5h
NV=3.2kgCOD/(m3.d) | 微孔曝氣器 | 共300只 | | 污水泵 | N=7.5kw,二用一備 | | 豎流式沉淀池 | HRT=3.5h
q=1.0m3/(m2.h) | | 污泥回流比R=30%-35% | | 接觸氧化池 | HRT=20hNV=1.0kgCOD/(m3.d) | 微孔曝氣器 | 共500只 | | 組合填料 | 共800m3 | | 氣浮池 | 處理量Q=60m3/h | 溶氣系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)等 | | | 機(jī)房 | 建筑面積=200m2 | 風(fēng)機(jī) | N=55kw,利用原有建筑物 | | 污泥濃縮池 | 有效容積=200m3 | 污泥濃縮機(jī) | 因資金所限未上 | | 均質(zhì)池 | 有效容積=25m3 | 泥漿泵 | | | 污泥干化池 | 干化面積=200m2 | | | 表3 污水處理工程監(jiān)測結(jié)果 | 監(jiān)測點(diǎn)位 | 監(jiān)測指標(biāo) | | PH | CODcr
(mg/L) | BOD5
(mg/L) | SS
(mg/L) | 氨氮
（mg/L) | 流量
（m3/d） | | 濃廢水入口 | 最高值 | 5.89 | 20400 | 8164 | 472 | 69.0 | 890 | | 最低值 | 4.66 | 11000 | 4395 | 391 | 49.2 | 430 | | 平均值 | 5.43 | 16388 | 6555 | 421 | 61.0 | 675 | | 淡廢水入口 | 最高值 | 5.47 | 6385 | 2623 | 392 | 6.0 | 871 | | 最低值 | 4.34 | 182 | 66 | 89 | 3.9 | 644 | | 平均值 | 5.21 | 1481 | 519 | 153 | 5.2 | 750 | | 總排口 | 最高值 | 7.54 | 220 | 20.9 | 104 | 0.697 | 1656 | | 最低值 | 6.80 | 126 | 11.2 | 56 | 0.338 | 1124 | | 平均值 | 7.12 | 170 | 15.6 | 77 | 0.465 | 1425 | | 標(biāo)準(zhǔn)值 | 6-9 | 300 | 150 | 200 | 25 | | 監(jiān)測結(jié)果表明，治理工程設(shè)計合理，處理效果明顯，排污口廢水中的污染物達(dá)到國家規(guī)定的相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)。
? 3.2 處理成本?
工程總投資307萬元，處理成本主要包括動力費(fèi)，人員工資、福利，藥劑費(fèi)，工程折舊和設(shè)施維修費(fèi)等，其經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見表4。? 表４ 工程經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 工程規(guī)模
（m3/d) | 工程投資
（萬元） | 工程占地
（m2) | 總處理成本
（元／m3) | 直接費(fèi)用
（元／m３） | 定員
（人） | COD削減總量
（t/d） | 電耗
（kw.h/m3) | | 1400 | 307 | 3200 | 1.20 | 0.59 | 19 | 10.2 | 0.93 | 4 工程特點(diǎn)? 工程設(shè)計中結(jié)合水力澄清池和IC厭氧反應(yīng)器的特點(diǎn)對進(jìn)液布水系統(tǒng)進(jìn)行了精心的研究，采用8套均勻布水系統(tǒng)（每套服務(wù)面積36m2，可獨(dú)立操作運(yùn)行，通過人工控制可靈活調(diào)節(jié)各布水系統(tǒng)水力負(fù)荷，也可使整個系統(tǒng)形成脈沖進(jìn)水）；為提高局部進(jìn)水點(diǎn)的流速，增強(qiáng)系統(tǒng)布水均勻性，設(shè)計采用較小的開孔比（15%）以形成污泥與進(jìn)液間充分的接觸、最大限度地利 用反應(yīng)器內(nèi)的污泥和有效容積，防止反應(yīng)器內(nèi)形成溝流和死角；對于三相分離器，設(shè)計成雙層分離隔板，采用適宜的表面負(fù)荷q=0.25～0.5m3/(m2·h)和較低的出水堰負(fù)荷qL=0.08～0.16L/(m·s)，使三相分離器能保留盡可能多的污泥和排放沼氣，提高出水凈化效果。?
由于工程在設(shè)計中較好地解決了均勻布水、三相分離等問題，UASB反應(yīng)器的出水水質(zhì)澄清、呈青灰色（感官與城市生活污水相似），COD去除率高（平均去除率達(dá)94.9%）,啟動周期短、調(diào)試迅速（三個月），污泥床內(nèi)形成了顆粒污泥（質(zhì)軟、有韌性，粒徑在0.5～1.5mm之間），污泥沉降性能好。整個工程具備以下特點(diǎn)：?
①生化處理（厭氧、好氧單元）始終處于較高的處理水平，固液分離效果明顯，總排口CODCr去除率達(dá)98.5%，BOD5去除率達(dá)99.6%，SS去除率達(dá)97.3%，氨氮去除率達(dá)99.0%。?
②工程厭氧處理系統(tǒng)對溫度變化適應(yīng)性強(qiáng)。整個調(diào)試期間水溫在25～55 ℃間變化，厭氧處理單元都能達(dá)到滿意的處理效果。由于生產(chǎn)過程中排放的廢水水溫較高（80 ℃），根據(jù)氣溫變化，可通過調(diào)節(jié)淡廢水水量將厭氧反應(yīng)池內(nèi)的水溫控制在適宜的范圍內(nèi)，設(shè)計中不需另考慮 熱交換設(shè)施。?
③工程厭氧處理系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。生產(chǎn)過程中排放的廢水量大、呈周期性變化，濃廢水CODCr濃度從40000mg/L到5000mg/L不等，每班（8h）為一變化周期，瞬時COD容積負(fù)荷從3kgCOD/(m3·d)到35 kgCOD/(m3·d)變化，但只要日平均容積負(fù)荷約為8 kgCODCr/(m3·d)，厭氧出水水質(zhì)就能穩(wěn)定在1 000 mg/L左右，因此，總排口出水水質(zhì)波動不大。
④接觸氧化池出水中有機(jī)污染物多以溶解狀態(tài)存在，經(jīng)氣浮處理COD去除率不高（≤15%），故企業(yè)實際運(yùn)行中氣浮設(shè)施基本不開，只有當(dāng)接觸氧化池出水COD≥200mg/L時才啟動氣浮設(shè)施，實際運(yùn)行費(fèi)用較表4所列數(shù)據(jù)低。?
⑤由于進(jìn)水COD以溶解狀態(tài)存在，且絕大多數(shù)COD是通過厭氧反應(yīng)去除的，而好氧工段采用 較低的負(fù)荷，雖然調(diào)節(jié)曝氣池容積負(fù)荷較高［3.2 kgCOD/（m3·d）］,但因活性污泥濃度較高M(jìn)LSS=6500mg/L），其污泥負(fù)荷并不高［0.49 kgCOD/（kgMLSS·d）］，故剩余污泥排放量較低，沉淀池每天排放污泥20m3，厭氧剩余污泥自調(diào)試以來(半年)共排放80m3。 5 經(jīng)驗與總結(jié) ① 檸檬酸廢水濃度高，厭氧反應(yīng)池處理效果的好壞是整個工程造價和運(yùn)行成本高低的關(guān)鍵，為此本工程采用并強(qiáng)化了運(yùn)行穩(wěn)定、效果優(yōu)良的UASB厭氧處理技術(shù)，以最大程度 地提高厭氧處理元的CODCr去除率。?
②以瓜干為原料的發(fā)酵廢水通過生化處理可以達(dá)到較高的COD去除率，但廢水中的色度很難解決，最終出水經(jīng)混凝氣浮也難以達(dá)到滿意的效果，物化工段色度去除率≤30%，氯氧化或臭氧氧化因成本過高未采用，因此工程最終出水澄清但呈黃色，與淡茶水相似。
③檸檬酸廢水pH較低、呈酸性，在進(jìn)入UASB前（特別是調(diào)試初期）應(yīng)對其進(jìn)行調(diào)節(jié)，使廢水呈中性。原設(shè)計采用變速中和濾塔調(diào)節(jié)來水pH，由于企業(yè)資金緊張，故嘗試在濃水調(diào)節(jié)池上改用簡易石灰篩網(wǎng)。實踐表明，該設(shè)施運(yùn)行簡單、效果穩(wěn)定、成本較低，宜于在中、小型廢水治理工程中使用。?? 參考文獻(xiàn)：
［1］Kato M T.The Anaerobic Treatment of Low Strength Soluble Wastewaters［M］.The Nether lands:WAU,1994.
電 話：(0531)6955042×3025 6026820?
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收稿日期：2000-03-20 | 
