HCR反應(yīng)器處理南寧味精廠廢水
某味精廠生產(chǎn)味精15000t/a，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水具有SO42-高,、COD高,、氨氮高和pH值低等特點(diǎn)。如采用厭氧+好氧工藝(如UASB+SBR等)處理,，因廢水中SO42-的大量存在,，工藝將變得相當(dāng)復(fù)雜，一次性投資很大,。為此,，作者采用好氧生物處理新工藝進(jìn)行了處理味精廢水的試驗(yàn)研究。
1 試驗(yàn)方法及基本條件
1.1 工藝選擇
為避免原水中SO42-的影響采用好氧生物處理工藝,，并以德國Claushtal工科大學(xué)物相傳遞研究所研制開發(fā)的HCR(High Performance Compact Reactor)為核心工藝,，其流程如圖1所示。
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中和絮凝沉淀池,、HCR,、脫氣池、二沉池,、接觸氧化池的有效容積分別為50,、15、5,、40,、50L,，HCR、接觸氧化池的水力停留時(shí)間分別為(3～5),、(12～16)h,，污泥停留時(shí)間為6～8h。
HCR反應(yīng)器為兩端封閉的圓柱形容器,，頂部安裝射流器并開有一排氣孔,。反應(yīng)器的部分出水、絮凝沉淀池出水及回流污泥通過循環(huán)泵加壓經(jīng)管道混合后進(jìn)入HCR頂部的射流器,，形成高速射流,，同時(shí)由于負(fù)壓作用而吸入大量空氣。射流器的兩相噴頭將吸入的空氣切割成微小氣泡,，從而在其下方形成高速泵流剪切區(qū),。富含溶解氧的污水經(jīng)導(dǎo)流桶流到反應(yīng)器底部后又沿外桶壁向上反流，從而形成環(huán)流,。在此過程中微氣泡和活性污泥充分接觸,，獲得了很好的傳 質(zhì)效果(氧傳輸利用率高達(dá)50%)。
首先用石灰乳將廢水pH值中和至6.5～8,，然后加入PAFC(聚合氯化鋁鐵),，絮凝沉淀0.5h(COD去除率為20%～30%)后上清液進(jìn)入HCR。HCR出水經(jīng)脫氣池(主要脫去附著在活性污泥表面的CO2,、空氣等)脫氣后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離,，HCR可去除70%～80%的COD。沉淀池出水經(jīng)接觸氧化池處理后出水達(dá)到進(jìn)入城市管網(wǎng)的排放要求,。
1.2 操作條件
1.2.1 分析項(xiàng)目及方法
分析項(xiàng)目及方法如表1所示,。
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1.2.2 試驗(yàn)用水
試驗(yàn)用水為南寧味精廠的生產(chǎn)廢水，先用該廠離交工段中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行試驗(yàn),，后再直接用各工段實(shí)際排放水量按比例配水進(jìn)行試驗(yàn)。其中,，高濃度廢水的水質(zhì)如下：COD為25000mg/L,，NH3-N為10000mg/L，BOD5為13000mg/L,，SO42-為45000mg/L,，pH=1.5～3。
2 結(jié)果及討論
以桂林市第四污水廠的活性污泥作為種泥,，經(jīng)過培養(yǎng)馴化后投入HCR并啟動(dòng)處理系統(tǒng),。僅7dHCR系統(tǒng)的容積負(fù)荷就從4 kgCOD/(m3·d)升至15kgCOD(m3·d)；18d以后容積負(fù)荷達(dá)到28.74kgCOD/(m3·d),，且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,。
2.1 絮凝去除效果
試驗(yàn)把PAFC作為絮凝劑，進(jìn)水COD濃度對(duì)其去除率的影響及絮凝前后COD的變化分別 見圖2、3,。由圖2知,，絮凝對(duì)COD的去除率相對(duì)穩(wěn)定，其值穩(wěn)定在25%～35%,。絮凝前后的COD濃度相關(guān)直線斜率為0.6,，相關(guān)系數(shù)＞0.9(圖3)。
2.2 HCR對(duì)COD的去除
2.2.1 容積負(fù)荷與去除率
試驗(yàn)表明,，當(dāng)容積負(fù)荷為 9.7～72.4kgCOD/(m3·d)時(shí)HCR出水并沒有隨進(jìn)水COD值的升高而上升,，其對(duì)COD的去除率一直為75%～80%。這說明HCR去除COD的性能很穩(wěn)定,、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),、COD負(fù)荷率高(最后階段高達(dá)72.4kgCOD/(m3·d)且運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)有保證,。
2.2.2 SO42-對(duì)COD去除率的影響
當(dāng)進(jìn)水COD維持在8000～10000mg/L,、SO42-為16000～26118mg/L時(shí)，HCR對(duì)COD去除率始終為76.98%～82.34%,，說明 SO42-的存在并不影響系統(tǒng)對(duì)COD的去除,。
2.3 其他因素影響分析
2.3.1 溶解氧
當(dāng)HCR中溶解氧濃度為2～3.3mg/L時(shí)，COD去除率較低(60%),，隨著溶解氧(DO)濃度的上升,，COD去除率也上升，當(dāng)溶解氧濃度＞6mg/L時(shí),，COD去除率可達(dá)到85%,。由試驗(yàn)也知，當(dāng)溶解氧濃度＞4mg/L后,，COD去除率的增長趨勢(shì)不十分明顯,。因此，HCR中溶解氧濃度維持在3.3～4.5mg/L即可,，進(jìn)水COD濃度高,，溶解氧濃度可適當(dāng)高一點(diǎn)。
2.3.2 污泥濃度
污泥濃度與COD去除率關(guān)系見表2,。
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由表2可知,，當(dāng)HCR進(jìn)水COD在5710～13800mg/L、活性污泥濃度在13～20g/L時(shí),，污泥濃度與容積負(fù)荷呈一定的正相關(guān)關(guān)系,。此時(shí)微生物降解COD速度較快，對(duì)COD去除率較高,。當(dāng)污泥濃度＜13g/L時(shí),，如果進(jìn)水COD濃度高,，由于微生物量太少，水中的COD不能被有效降解,，使HCR去除COD的能力降低,；而當(dāng)污泥濃度＞20g/L時(shí)，由于微生物量多,，消耗氧氣量大,，此時(shí)要防止溶氧量不足而導(dǎo)致好氧生物死亡。因此,，反應(yīng)器內(nèi)活性污泥濃度保持在13～20g/L為宜,。
2.4 接觸氧化池處理效果
試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)HCR處理后的廢水可生化性仍較好,，接觸氧化池對(duì)COD的去除率達(dá)65%～80%,，平均為71.46%。一般出水COD＜450mg/L能滿足進(jìn)入城市管網(wǎng)的排放要求,。
2.5 整個(gè)系統(tǒng)對(duì)COD的去除
經(jīng)整個(gè)工藝處理后味精廢水中的COD可降至400mg/L左右,，總?cè)コ蕿?3%～98%(平均為95%以上)，具有良好的去除效果,。對(duì)于中濃度的味精廢水可以直接處理達(dá)標(biāo)排放,，對(duì)10000mg/L以上的高濃度味精廢水經(jīng)處理后也可達(dá)到進(jìn)入南寧城市管網(wǎng)的排放要求。
3 結(jié)論
① 味精廠廢水可采用以HCR為核心的好氧生物方法進(jìn)行處理,。該工藝不需對(duì)其中的SO42-進(jìn)行預(yù)處理,，且容積負(fù)荷和污泥負(fù)荷都很高，COD去除率達(dá)93%以上,，出水能達(dá)到進(jìn)入城市管網(wǎng)的排放要求,。
② HCR處理南寧味精廠廢水所產(chǎn)生的剩余污泥中蛋白質(zhì)含量較高，可回收作飼料蛋白,，在治理污染的同時(shí)獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益,。
③ 該工藝技術(shù)上可行、設(shè)計(jì)緊湊,、結(jié)構(gòu)合理,、占地面積少、水力停留時(shí)間較短,。
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