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UASB废水处理

案例

项目名称

广东省某食品有限公司废水处理项目

工程概况

广东省某食品公司在酱油加工过程中排放的污水中含有高浓度的有机污染物,这些污染物是由原料中的沉淀物、半成品和成品损失造成的。废水最大处理量为800m3/d,考虑生产波动,工程设计水量为1000m3/d,出水水质符合广东省污水排放标准《广东省污水排放标准》(DB44/26-2001)一级标准。

设计水质指标

UASB废水处理设计水质指标

主体工艺:UASB

工艺流程

UASB废水处理工艺流程图

集水井进水口装有细格栅机,用于去除较大的悬浮物和漂浮物。污水自流入集水井,将泵从集水井提升到撇油沉淀池进行除油和初始沉淀,并设置污泥泵将沉淀的污泥输送到污泥池。废水在调节池中停留一段时间后,经污水泵送至UASB反应器底部,在UASB反应器中进行厌氧处理。采用氧化沟好氧法处理废水,以降解废水中的残留有机物。在氧化沟曝气器的作用下,废水和污泥在各沟中循环,处于完全混合状态。接触效果良好,生化反应完全。UASB+氧化沟处理后,有机物去除率达90%以上。氧化沟出水进入二沉池。经沉淀处理后,出水pH值、COD、BOD5、SS、NH3-N、色度等指标均能达到排放标准。来自二沉池的污泥进入污泥浓缩池,浓缩后返回氧化沟。剩余污泥进入罐内,由污泥脱水机脱水,形成污泥进行处置。
本工艺(1)工艺流程简单,结构少,布局紧凑,占地面积小,基本建设及运行成本低;(2)活性污泥高,处理效果好,出水水质清澈稳定,悬浮物含量高。厌氧段可无动力去除60%左右的有机物,大大减少了废水的处理量。成本较低,好氧段能耗较低;(4)耐水温、pH值和COD冲击负荷能力强;(5)污泥产量少,污泥性质稳定,沼气回收。

构筑物选型

UASB反应器
UASB反应器分为3层,上部为气、固、液三相分离器,中部有污泥悬浮层,底部有一污泥床层。酱油废水用污水泵抽送到UASB反应池的底部,以0.5~2.0m/h的上流速度向上流过由絮状或颗粒状污泥组成的污泥床。随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应,有机物被兼性菌和厌氧菌分解成沼气,沼气引起污泥床扰动。在污泥床产生的气体中有一部分附在污泥颗粒上,自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至反应器的顶部。污泥颗粒的上升撞击到脱气挡板的底部,这引起附着的气泡释放;脱气的颗粒污泥沉淀回到污泥层的表面。自由气体和污泥颗粒释放的气体被收集在反应器顶部的集气室内。液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到沉淀室内,剩余固体和生物颗粒从液体中分离并通过反射板落回到污泥层的上面。

本工程中,UASB池共有四座,UASB的设计水力负荷为0.2m3/m2·h,水力停留时间18h;设计体积负荷为3.0kgCOD/m3·d,所需有效容积533m3,池体尺寸5.8m×5.8m×5.0m,实际有效容积672m3,实际体积负荷2.4kgCOD/m3·d,小于设计体积负荷,满足要求。产生的污泥量160kg,取污泥含水率为99.6%,污泥体积为40m3/d。

氧化沟
氧化沟是在传统活性污泥法基础上改型和发展,由于其曝气池呈封闭的沟渠形,污水和活性污泥的混合液在其中不断循环流动。它将曝气、沉淀、污泥稳定等处理过程为一体,间歇运行,COD去除率高达95%,管理方便,运行效果稳定。

本工程中,由于酱油废水浓度较高,UASB处理出水达不到排放标准,需接好氧处理。而且废水NH3-N浓度超过排放标准,因而在方案选择时需要可同时去除氨氮和有机物功能的生化处理设施。目前,国内常用的脱氮工艺为A/O系统、SBR和SBR的变种以及氧化沟等技术。其中氧化沟工艺的硝化和反硝化分开,能发挥各自功能,不需混合液内回流,因而运行费用低,是既去除有机物同时还去除NH3-N较好的生化工艺,具有耐冲击负荷和出水稳定等优点。

氧化沟分为好氧区和缺氧区。好氧区设提升式微孔曝气器,提升式微孔曝气器的特点是在运行时可进行维修,不需要停产维修;缺氧区设3台液下推流器。为了减少地基的打桩量,节省基建投资,本工程将氧化沟建在调节池的上部。设污泥浓度MLSS为4500mg/L,并取污泥负荷为0.12kgBOD5/kgVSS·d。设计体积负荷0.2kgBOD5/m3·d,所需容积900m3,池体尺寸32.9m×12.0m×6.0m,实际容积1200m3,大于所需容积,满足要求;污泥产生量72kg,取污泥含水率为99.6%,污泥体积为18m3/d;设进氧化沟的BOD5浓度200mg/L,NH3-N浓度46mg/L,所需的空气量12m3/min。

运行调试及处理效果

UASB废水处理调试监测结果
整个工艺的启动调试分4个阶段,污泥驯化培养阶段、颗粒污泥形成阶段、提高处理负荷阶段和颗粒污泥富集阶段。厌氧工段所需污泥取自某城市污水处理厂的脱水硝化污泥,好氧工段所用污泥取自城市污水处理厂的好氧脱水污泥。调试时首先将厌氧池升温至35℃左右,控制进水量在90m3/h左右,白天进水,晚上停止进水,同时清理UASB和氧化沟液面上由污泥带入的杂物,注意观察液面,不让厌氧池和氧化沟内污泥流失。如果出水中带有大量的污泥则停止进水,同时监测控制UASB反应器进水总量、进出水pH值、温度,将UASB反应器进水pH值控制在6.5~7.5之间。然后逐步加大水量,并控制挥发酸浓度在3mg/L以内。每天对COD定期监测,当COD去除率达到75%以上时,再逐步增大流量。经过3个月的调试,系统调试成功并投入正常运行

UASB-氧化沟工艺处理酱油废水,取得了非常好的效果,出水水质能够稳定达到《广东省污水排放标准》(DB44/26-2001)一级标准,而且该工艺具有占地面积小,处理效果好,运行费用低等特点,能广泛应用于酱油废水处理和发酵废水处理的实际工作中。

此工艺广范用于:食品、化工、造纸、制药等高浓度废水处理。

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