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        DAT-IAT工藝處理豆制品廢水的應用設計及運行研究

        2015-04-29 12:24:00李興美陳建軍李明明賈秀菊
        河北建筑工程學院學報 2015年2期
        關鍵詞:豆制品硝態(tài)間歇

        李興美 陳建軍 李明明 賈秀菊

        (1.嘉誠環(huán)保股份有限公司;2.中國冶金地質總局地球物理勘查院工作;3.中國人民解放軍92676部隊;4.河北捷揚置業(yè)房地產(chǎn)開發(fā)有限公司)

        0 前 言

        豆制品廢水主要由泡豆水、黃泔水、原料清洗廢水及洗滌器具的廢水組成.豆制品廢水的特點是廢水的有機物成分復雜且濃度高.其中黃泔水COD最高,約為20 000~30 000mg/L;泡豆水COD約為4 000~8 000mg/L,原料清洗廢水及洗滌沖洗廢水COD約為500~1 500mg/L.豆制品廢水的成分主要是大分子蛋白、小分子瓜糖、有機酸、色素類物質和鹽類等污染物,BOD5/COD一般為0.6~0.7,極易生物降解[1].豆制品廢水N,P含量高,pH較低,未經(jīng)處理直接排放到受納水體,會造成嚴重的污染[2].因此豆制品廢水的處理一方面是降低COD,一方面要脫氮.廢水適宜用生物法處理,也有采用物化方法進行處理的[3].

        1 廢水水質

        該豆制品生產(chǎn)企業(yè)是規(guī)模較大的生產(chǎn)經(jīng)營豆制品的食品企業(yè),廢水產(chǎn)生總量為約100m3/d,根據(jù)企業(yè)要求排放污水水質必須達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996).設計進水及出水水質見表1.

        表1 設計進出水水質

        2 處理工藝設計

        本處理方案采用“預處理+厭氧生物處理+好氧生物處理”聯(lián)合工藝對項目廢水進行處理.圖1為該廢水處理工藝流程圖.

        圖1 工程廢水處理工藝流程圖

        3 工藝說明及主要處理單元與設計參數(shù)

        3.1 工藝說明

        3.1.1 預處理單元

        預處理單元包括細隔柵、沉砂池、調節(jié)池.細格柵安放在污水處理工藝的前端,用以去除豆制品廢水中較大的豆渣等雜質;沉砂池可以沉淀該廢水中比較大的懸浮固體物質,沉砂池出水進入調節(jié)池;調節(jié)池要調節(jié)原廢水的pH并調節(jié)水量.

        3.1.2 二級處理單元

        二級處理單元包括UASB及DAT-IAT好氧處理工藝.

        UASB工藝,全稱為升流式厭氧污泥床反應器,廢水從反應器下部引入,向上通過包含高濃度高活性顆粒污泥的污泥床,廢水中的有機物經(jīng)厭氧發(fā)酵降解為甲烷和二氧化碳等穩(wěn)定的無機產(chǎn)物.生產(chǎn)運行時,水力停留時間控制為48h,溫度30~32℃,容積負荷率可達到6kg/(m3·d),COD的總去除率可達97%.

        DAT-IAT工藝是在SBR工藝的基礎上改進的,由DAT和IAT串聯(lián)組成.DAT為連續(xù)曝氣池,IAT為間歇曝氣池.UASB的出水首先進入DAT池,在此進行連續(xù)的曝氣,DAT出水經(jīng)導流進入IAT池,在此進行間歇曝氣處理.

        3.2 主要處理單元與設計參數(shù)

        格柵池:采用機械細格柵,柵條間距為5mm,格柵池設計尺寸為1.5m×0.75m×1.0m,鋼筋混凝土結構.

        沉砂池:沉砂池設計尺寸為:4.0m×3.0m×4.0m,鋼筋混凝土結構.

        調節(jié)池:設計停留時間10h,總容積48m3,設計尺寸為4.0m×3.0m×4.0m,鋼筋混凝土結構.共設置2臺水泵(一用一備),型號:WQ6-15-0.75.

        UASB反應池:總容積為240m3,設計尺寸為8.0m×5.0m×6.0m,鋼筋混凝土結構.需要的設備包括三相分離器、水封脫臭罐、布水器等;共設置2臺水泵(一用一備),型號:WG5-15-0.75.

        DAT-IAT反應池:總容積:240m3,設計尺寸為8.0m×5.0m×6.0m,鋼筋混凝土結構.其中設備包括一臺潷水器,一臺回流泵,兩臺鼓風機(一用一備),曝氣軟管70m.

        污泥池:總容積13.5m3,設計尺寸為1.5m×1.5m×6.0m,鋼筋混凝土結構.

        4 運行研究

        4.1 運行模式

        本項目采用間歇曝氣脫氮模式,即曝氣1h—缺氧攪拌0.5h,曝氣1h—缺氧攪拌0.5h,曝氣1h—缺氧攪拌0.5h,然后沉降0.5h之后排水.考查該模式下的DAT-IAT脫氮效果.

        由圖2,圖3分析可知采用間歇曝氣操作模式,出水氨氮濃度平均為0.2mg/L,去除率將近100%;出水中的硝態(tài)氮濃度平均為8mg/L;總氮去除率高達80%.

        4.2 不同DO濃度對同步硝化反硝化產(chǎn)生的影響

        在三種DO濃度(0.5,2,4mg/L)下,曝氣,考量不同DO濃度對同步硝化反硝化的影響.該操作模式下的運行結果見圖4-圖9及表2:

        表2 不同DO濃度下進出水水質及去除率

        圖2 間歇曝氣COD變化圖

        圖3 間歇曝氣氨氮、硝態(tài)氮變化圖

        圖4 DO=4mg/L時COD變化圖

        圖5 DO=2mg/L時COD變化圖

        圖6 DO=0.5mg/L時COD變化圖

        圖7 DO=4mg/L氨氮、硝態(tài)氮變化圖

        圖8 DO=2mg/L氨氮、硝態(tài)氮變化圖

        圖9 DO=0.5mg/L氨氮、硝態(tài)氮變化圖

        當溶解氧濃度分別為4,2,0.5mg/L時,經(jīng)過曝氣,均實現(xiàn)了良好的硝化反應.氨氮去除率達100%,TN去除率依次為61.3%,68.2%,79.1%,COD去除率依次為97.5%,97.2%,96.9%.COD去除率受DO濃度變化影響較小,總氮去除率隨DO濃度的降低反而提高,即反應器內溶解氧濃度越低,好氧反硝化效果越顯著.

        5 結 論

        UASB—DAT-IAT聯(lián)合工藝,當采用間歇曝氣操作模式,溶解氧濃度為0.5mg/L時,氨氮幾乎全部去除,出水硝態(tài)氮濃度平均為8mg/L,而總氮去除率平均可達到80%.DAT-IAT單級脫氮系統(tǒng)以污水中有機物為碳源,不需要額外加入碳源,降低了反應器中有機物氧化和硝化所需要的溶解氧量;反硝化過程會產(chǎn)生1/2硝化過程所需的堿度,減少了因補充堿度而增加的運行費用.所以DAT-IAT單級活性污泥脫氮系統(tǒng)總體費用較低.

        [1]曹建平,許婷,等.氣?。牧蓟钚晕勰喾ㄌ幚矶怪破窂U水.給水排水,2013,VOL(39):62~65

        [2]孫凱,陸曉峰,等.EGSB反應器處理高濃度豆制品廢水的研究.水處理技術,2010,VOL(36)No(8):108~112

        [3]王宗華,石智慧,等.豆制品廢水處理工程.水處理技術,2010,VOL(36)No(10):125~127

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