檸檬酸廢水采用以預(yù)處理、厭氧UASB為主體,三級(jí)好氧為后處理的工藝流程(見圖1)。
1.1 預(yù)處理
廢水首先通過(guò)預(yù)處理除去固體物質(zhì)、降低水溫、均化水質(zhì)。預(yù)處理構(gòu)筑物包括初沉池、調(diào)節(jié)池、冷卻塔,經(jīng)預(yù)處理后廢水水溫降至37 ℃左右,達(dá)到中溫厭氧發(fā)酵所需的要求,同時(shí)它還能保證處理系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
1.2 UASB 反應(yīng)器
建有2座UASB反應(yīng)器,總體尺寸為40 m×24 m×12.8 m,有效區(qū)高度為9.8 m。每座反應(yīng)器的總體積為6144m3(為目前我國(guó)最大的單體單室反應(yīng)器),有效體積率也高達(dá)76%。實(shí)際運(yùn)行的水力停留時(shí)間為32 h,容積負(fù)荷為8 kgCOD/(m3·d),COD去除率為92%~93%,這在我國(guó)大型的UASB反應(yīng)器中也是較高的[1、2]。
1.3 中沉池
由于厭氧出水中帶有一定的污泥,而好氧進(jìn)水要求污泥含量較低,因此在UASB反應(yīng)器后建一座中沉池用來(lái)去除大部分的厭氧污泥。
1.4 曝氣沉淀池
檸檬酸廢水中含有大量的Ca2+(厭氧出水Ca2+高達(dá)700~900 mg/L),如不去除會(huì)對(duì)好氧設(shè)備及構(gòu)筑物產(chǎn)生較大影響,曝氣沉淀池就是針對(duì)去除Ca2+而設(shè)計(jì)的。在池中Ca2+因適量曝氣形成鈣鹽沉淀或被污泥吸附最終通過(guò)排放污泥將其去除。設(shè)有兩座曝氣沉淀池,總尺寸為18 m×9 m×8 m,其對(duì)Ca2+的去除率達(dá) 到30%以上,同時(shí)對(duì)COD的去除率為40%~50%。
1.5 一體式氧化溝
一體式氧化溝由厭氧段、兼氧段、好氧段、沉淀區(qū)、污泥回流區(qū)組成,在溝內(nèi)完成廢水中剩余有機(jī)污染物的水解、氧化及污泥回流過(guò)程,降低水中的污染物含量。氧化溝尺寸為65 m×30 m×8 m,其出水COD在100 mg/L左右,COD去除率達(dá)60%以上。
1.6 滴濾床
氧化溝的出水只能接近排放要求,因此須再加一級(jí)滴濾床進(jìn)行深度生物處理以確保廢水的達(dá)標(biāo)排放。設(shè)計(jì)兩座直徑為16 m的滴濾床,經(jīng)終沉池沉淀后的出水COD為80~90 mg/L。
2 運(yùn)行情況
整個(gè)廢水處理系統(tǒng)自1999年12月投入運(yùn)行以來(lái),處理效果一直很穩(wěn)定,運(yùn)行情況見表2、圖2。
處理單元 | 原水 | 初沉池 | UASB反應(yīng)器 | 曝氣沉淀池 | 一體化氧化溝 | 滴濾床 |
COD(mg/L) | 9000 | 10000 | 700 | 400 | 120 | 90 |
pH | 4.5 | 4.5 | 7.1 | 7.8 | 8.0 | 8.0 |
SS(mg/L) | 400 | 1000 | 200 | 100 | 50 | 4. |
色度(倍) | 180 | 200 | 20 | 50 | 30 | 25 |
溫度(℃) | 65 | 70 | 34 | 30 | 30 | 25 |
幾個(gè)月的運(yùn)行表明,整個(gè)廢水處理系統(tǒng)對(duì)COD的去除率較高(99%以上),同時(shí)具有較高的耐沖擊能力。
3污泥處置
初沉池污泥主要由檸檬酸鈣、玉米渣、菌絲體等組成,厭氧污泥的產(chǎn)量很低(0.05~0.1 kgSS/kgCOD),所產(chǎn)的污泥大部分留在反應(yīng)器內(nèi),少部分在中沉池沉淀,極少部分進(jìn)入好氧系統(tǒng)中。污泥經(jīng)濃縮后用板框壓濾機(jī)脫水,干污泥可利用。厭氧污泥為均勻顆粒(粒徑為1~3 mm),脫水非常容易且不需添加絮凝劑。曝氣沉淀池的污泥含有大量的鈣鹽且污泥量較大,氧化溝的污泥量較少,滴濾床的污泥量更低,這些好氧污泥經(jīng)濃縮后用帶式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水后外運(yùn)填埋。