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乳制品废水处理技术

By www.jorsun.com.cn - 12.28,2016

1 前言

我国乳品工业是一个年轻的工业[1],起源于50年代初,经过50多年发展,乳制品年产量由50年代初的600t,增加到90年代初的31.21万t,到2004年仅液态奶的产量就已达到800万t。我国乳品工业同其它工业一样,均属能耗高、用水量大的产业, 与先进国家同类型规模乳品厂相比,单位产品能、水耗的差距很大,乳品工业废水对环境的污染也较严重,废水的处理应引起足够的重视。

2 乳品废水处理工艺

2.1 间歇式活性污泥法-混凝沉淀法[2]

废水经格栅去除大的悬浮物后,进入调节池。使废水均质均量后。由污水泵提升进入SBR反应设备进行生化处理。处理后排人中间池。再经污水提升泵至反应沉淀池(采用泵前加药)。经固液分离后外排。生化污泥与沉淀污泥静压排入污泥浓缩池。经浓缩处理后,用污泥车外运作为肥料使用。浓缩池上清液回流至调节池重新处理。其处理工艺流程见图。

2.2 厌氧(UASB)— — 好氧(TF)法:[3]

厌氧处理  来自车间的废水经下水道先进入调节池,进行水质水量的调节.在水温低时进行加温.以满足UASB的进水要求。

好氧处理  厌氧出水不能达到I级排放要求,利用好氧(TV法)进一步处理。TF池内填加无机固体活性生物填料.通过自动旋转布水器将厌氧出水均匀地洒布在TF池填料表面,利用自然通风进行供氧。TF出水部分进行回流,以保证水力负荷及布水器转速的需求。

工艺流程:

2.3水解酸化-SBR法

污水流经格栅去除较大的悬浮物后进入调节池,在调节池内进行均衡调质,并预曝气降解一部分COD,然后进入水解酸化池,通过在水解酸化池的厌氧发酵,污水进一步降解,并且污水中的大分子有机物降解为小分子有机物。经过了前面的预处理后污水流经中间池进入SBR反应池,COD被终降解,出水排放。SBR也在反应过程中产生的剩余污泥经压滤后,泥饼定期外排。

废水处理工艺流程见图:

污水→格栅调节池水解酸化池中间池SBR→出水

                                           ↓

                                  外排←污泥浓缩

3 SBR法概述

3.1 SBR产生及发展

  SBR工艺早在1914年即已开发[4],但由于当时监测手段落后,并没有得到推广应用。1979年美国的L.Irvine对SBR工艺进行了深入的研究,并于1980年在印第安那州的Culver改进并投产了一个SBR污水处理厂。此后随着计算机监控技术、各种新型不堵塞曝气器和软件技术的出现,同时也由于开发了在线溶解氧测定仪、水位计等精度高并且对过程控制比较经济的水质检测仪表,污水处理厂的运行管理逐渐实现了自动化,加之SBR具有均化水质、工艺简单,处理效果稳定,耐冲击负荷力强,出水质好,操作灵活、占地面积少等优点而成为包括美、德、日、澳、加等在内的许多工业发达国家竞相研究和开发的热门工艺。

我国在80年代中期开始对SBR法的应用研究[4]。1985年,上海吴淞肉联研制投产了我国第一座SBR法污水处理站,设计处理水量2400t/d,运行效果良好。目前在云南省昆明市已有两座采用SBR工艺的大中型污水处理厂,运行情况良好。从国内外研究情况来看,SBR法是一种高效、经济、可靠的适合我国国情的废水处理方法。

3.2 工艺流程

间歇式活性污泥法(SBR)的主要反应器,即曝气池的运行操作是由进水、反应、沉淀、排水和闲置五个工序组成[4]。污水在反应器中按序列、间歇地进入每个反应工序,每个SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列间歇运行的。

进水工序  实施前,闲置工序处理后的污水已经排放,曝气池中残存着高浓度的活性污泥混合液。当污水注入流入时,曝气池可以起到调节池的作用,如果进行曝气可以取得预曝气效果,也可使污泥再生,恢复其活性。

反应工序  是SBR工艺主要的一道工序。当污水注入达到预定容积后,可开始反应操作,如去除BOD、硝化、磷的吸收,以及反硝化等。根据反应需要达到的程度,进行短时间的微量曝气,以吹脱污泥上粘附的气泡或氮,以保证排泥顺利进行。

沉淀工序  停止曝气和搅拌,使混合液处于静止状态,活性污泥与水分离,相当于二次沉淀池的作用。传统活性污泥的二沉池是各种流向的沉降分离,而SBR的沉淀工序是静止沉淀,因而有更高的沉淀效率。

排水工序  经过沉淀后的上清液作为处理出水排放,一直排放到低水位。沉淀的污泥作为种泥留在曝气池内,起到回流污泥的作用。另外反映池中还剩下一部分处理水,可起循环水和稀释水的作用。

闲置工序  处理出水排放后,反应器处于停滞状态,等待下一个操作周期。在此期间,应间断或轻微曝气以避免污泥的腐化。经过闲置的活性污泥处于营养物的饥饿状态,因此当进入下个运行周期的流入工序时,活性污泥就可以发挥较强的吸附能力增强去除作用。闲置工序是SBR工艺中的重要内容。

3.3 工艺特点及主要问题

SBR工艺与连续式活性污泥法相比,具有如下优点[4]

(1)工艺流程简单,不需要另设二沉池及污泥回流设备,多数情况下可以省去初沉池。

(2)占地面积小、造价低;特别是小城镇的污水处理可比普通活性污泥法节省基建投资30%以上。

(3)营养物质去除效果及脱氮除磷效果好。

(4)污泥沉降性能好。

(5)适应性良好,且易于维护管理。

  SBR法存在的主要问题是:操作复杂,对自控要求高;此外其工艺流程本身决定了设备装置利用率低。

3.4 与其它水处理技术的组合应用

SBR工艺仍属于发展中的污水处理技术,在高浓度有机废水处理上,直接采用有时难以取得理想的效果,在基本的SBR工艺基础上与其它工艺相结合往往收效显著。国内见报道的有如下几种:

3.4.1 ABR――SBR[5]ABR是一种新型的厌氧折板流反应器,它具有不短流、不堵塞、无需搅拌、易启动的特点,可将其控制在水解酸化阶段与SBR联用,效果良好。中山宝盈香食品调味料有限公司是一家以生产酱油调味料的食品企业,生产车间排放的废水浓度高、水质复杂,浓度波动幅度大,属难降解污染物。在采用了以ABR—SBR为主体的组合处理工艺后,处理出水指标可达GB 8978-1996的一级标准。

3.4.2UASB――SBR—陶粒过滤工艺[6]UASB是升流式厌氧污泥床反应器的简称。UASB反应器处理工艺具有较高的处理能力和处理效率,尤其适用于各种高浓度的有机废水的处理,陶粒滤粒质轻、表面积大,有足够的机械强度、水头损失小、吸附力强,价格较活性碳便宜,适宜于脱色等处理。李学平应用该法处理湖南某厂的白酒废水,污水可达综合排放标准GB 8978-1996二级标准。

3.4.3CAF涡凹气浮――SBR[7]CFA是自吸旋流气浮装置,主要由气浮槽净水机组成,配以刮渣机和出渣机等辅助设备,对悬浮物含量高的废水处理效果明显。国内宁平等人把它与SBR联合应用于昆明市生猪食品交易市场中来处理屠宰废水的处理,其CODCr、SS、动植物油、TP、TN、色度/倍等的去除率分别为:94.49%、98.89%、99.77%、99.45%、60.91%、93.75%,效果明显。

3.5 SBR工艺展望

相对传统的活性污泥法,SBR工艺是一种尚需要不断发展、完善的新型技术,其操作方法尚不够科学,运作管理经验还欠成熟[8],还需深入研究下面的几个问题:

(1)反应器各操作周期中活性污泥中微生物活性和种群分布,以及微生物的代谢理论;

(2)生物脱氮、除磷的微生物机理的进一步深入研究;

(3)SBR操作参数的确定;

(4)SBR与其它处理工艺的联合运用处理含高浓度有毒有害物质工业废水;

4 结语

5.1 对于小规模的有机废水处理,特别是非连续排放的生产废水,采用SBR工艺是经济、有效的。

5.2 SBR工艺运行结果,出水水质好,且稳定,其CODcr平均去除率达95%以上,SS去除率为86.4%,NH3-N去除率达78.1%,污泥产量低,减少固液分离和污泥处理设施。

5.3 经改进后的排水装置是经济、有效的,在工程中可节省投资。

SBR 工艺在处理乳品加工废水中获得的成功应用,可有效解决小型高浓度污水的处理问题,适合小企业污染分散、处理难度大的情况,具有高效低能耗、投资小、建设周期短、处理效果稳定等特点,有一定的实用价值和应用前景。