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SBR工艺处理及案例分析

随着我国啤酒工业生产规模的不断扩大,麦芽的生产量日益剧增,其废水处理量也随之增加。由于麦芽生产季节性强、生产废水均为间歇排放,因此选用间歇运行的SBR工艺来处理废水。今天我们就来了…

随着我国啤酒工业生产规模的不断扩大,麦芽的生产量日益剧增,其废水处理量也随之增加。由于麦芽生产季节性强、生产废水均为间歇排放,因此选用间歇运行的SBR工艺来处理废水。今天我们就来了解一下宁波某麦芽公司采用SBR工艺处理麦芽生产废水的案例。

一、废水量、水质及处理要求
1. 废水量
宁波某麦芽公司生产規模为10,000t/a,根据生产工艺调查,麦芽生产废水主要来源于浸麦工段,其工艺主要采用“三浸三断”的浸麦工艺,麦芽生产工艺流程如图1所示。
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浸麦过程中,第一次浸麦平均耗水2.0-2.4 t/t,以后每次换水消耗降低到2.2t/t。因此,浸麦工序总用水量为每吨麦7.0t水左右,这部分废水占废水量的90%左右。
其次是发芽工序中采用少量水喷洒大麦及冲洗芽箱,其用水量约为0.2t/t。因此,总废水量为300m3/d。年生产日为240d,设计水量按360m3/d计算。
2. 废水水质及排放标准
浸麦废水的污染物主要是有机物,即CODcr、BOD5。根据实测,麦芽生产废水的水质及排放标准如表1所示。
表1 麦芽生产废水水质
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二、处理工艺流程及装置
1. 确定处理工艺的依据
(1) 生产废水均为间歇排放,其水量及浓度波动较大,不宜采用连续式生物处理工艺,选择经济、高效、适用于中小型麦芽企业废水处理的工艺一直是各企业的追求。序列间歇反应器(SBR),是一种间歇运行的废水生物处理工艺,该法具有对水质水量适应性强、操作运行灵活、处理效果好的特点,适合于中小规模有机废水处理。
(2) 浸麦废水是一种比较单一的有机废水,除了有一定浓度的CODcr、BOD5值和较高的可生化性(BOD5/CODcr=0.56)外,其水中的悬浮物浓度较低,这样给废水的好氧生化处理创造有利条件。
但是,大麦作为一种碳水化合物为主的粮食,其浸泡过程中,所浸出的有机物主要以碳源为主,而对生化处理来说,还有必要根据废水中实际碳、氮、磷的比值要求(100:5:1),适当补充添加营养要素,否则,生化过程中因营养配比的失调而易产生污泥膨胀。
SBR生化法由于采用限制性曝气,使整个反应环境不利于丝状菌生长,曝气充氧时也正是基质浓度高时,有利于胶菌团的生长,使耐低基质浓度的丝状菌生长处于竞争劣势。当曝气停止进入沉淀时,DO浓度小,但此时也不利于丝状菌生长,因此,整个反应抑制了污泥膨胀现象发生。
(3) 在操作运行方面,SBR作为好氧生化处理过程一种方法,可采用时间程序控制而使操作实现自动化,使操作灵活、方便,可以根据麦芽废水水量、水质的变化随时调整曝气池的运行格数、工作周期以及进水、曝气,从而使出水水质稳定达标。
2. 处理工艺流程
根据对上述处理工艺的分析,麦芽废水用SBR生化处理工艺流程如图2所示。
3.jpg
以浸麦废水为主的生产废水首先进入格网池以拦截大颗粒可沉固体及漂浮物,出水进入调节池,由于浸麦废水呈弱酸性,因此在调节池中,需对废水进行必要的pH值调整,使之能满足生化处理的要求。
此外根据废水的特点可适当添加少量的磷源,然后由提升泵打入SBR反应器中进行生化处理,池中废水与菌胶团充分混合,并在充氧曝气过程中将有机物氧化降解为二氧化碳和水,使废水得到处理。SBR反应器中排放的剩余生物污泥直接流入污泥厌氧消化池,剩余污泥在池中进行浓缩和自然消化分解,以减少污泥的体积和提高污泥的稳定性。消化池中的污泥定期用吸粪车抽吸外排,上清液回流至调节池重新处理。
3. 主要建(构)筑物及设备
(1) 调节池
调节池兼作提升泵集水井,HRT=5.0h,内设穿孔曝气管,进行定期曝气以防污泥在池内沉淀。调节池尺寸为6.0m×5.0m×3.0m,有效水深为2.5m。采用钢筋混凝土结构,池内设WQK80-10-4型潜水排污泵2台,1用1备。
(2) SBR反应器
SBR反应器为尺寸相同的2格,并联运行,2格每天运行4个周期,每个SBR反应器总体积115m3,池深4m,池面积30m2。2格连成一体,超高取0.5m,则总尺寸为10.0m×6.0m×4.5m。SBR主要工艺参数:BOD负荷0.39kg/(m3·d);污泥负荷0.3kg·BOD5/(kg·MLVSS·d);控制MLSS在3,500-4,500mg/L。SVI值在100以下。
(3) 化泥池
化泥池HRT=7d,污泥在化泥池清泥周期为3个月。有效容积V=45m3,有效水深取2.5m,总深为3.0m,平面为6.0m×3.0m×3.0m。
(4) 风机房
风机房设R221罗茨鼓风机2台,压力为49.0kPa,Q=5.9m3/min,N=11kW,门、窗采用隔声门窗,风机进出口均装消声器。尺寸为3.0m×3.0m×3.9m,砖混结构。
三、运行程序与结果
1. 运行程序
SBR反应器的运行包含5个阶段,即进水、曝气、沉淀、排水(排泥)及闲置阶段,工作周期设计为12h,2池采用人工配水,进水采用限制曝气方式(即进水期间不曝气),排水采用固定式多点排水,为人工控制,通过加强管理来保证系统正常运行。SBR反应器设计运行程序如表2所示。
表2 SBR反应器设计运行程序
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2. 运行结果
本工程建成并开始进行SBR生化系统调试,连续运行近一年半后,由环保监测部门连续2d采样监测,每天按SBR运行周期采样2次,其监测结果如表3所示。
表3 麦芽废水验收检测结果
5.jpg
由表3结果可见,SBR反应器在进水pH6.57-6.64,平均SS131.1mg/L、COD1,317mg/L、BOD925mg/L的情况下,出水pH7.6~8.24,平均SS去除率为45.75%,COD去除率为92.9%,BOD去除率99.25%,各项指标均达到了国标二缓标准,接近国标一级,优于设计指标。从本系统运行两年多的情况表明以下几点。
(1) 整个处理系统操作方便,易于管理,稳定可靠,系统出水一直稳定在国标二级标准以内。
(2) 本工艺对中小型麦芽企业废水的水量水质随季节和日历大幅度变化适应能力强,设计处理能力为360m3/d。而实际处理高峰时达500m3/d,量少时小于100m3/d。水不足时反应闲置1周后,无需接种,曝气3~5h后恢复正常。
(3) 运行情况还表明本系统处理麦芽废水时,SBR排出的剩余生物污泥量较少,污泥经厌氧消化后可缩减体积30%~40%,消化池剩余污泥抽吸时间从设计的30d左右延长至100d左右。
四、技术经济分析
SBR法的主体工艺设备是SBR反应池。它与普通活性污泥法工艺相比,不需要二沉池、回流污泥及其设备,工艺简单,占地面积小。
本废水处理站设计处理能力为360m3/d,占地面积仅为170m2,单位造价为0.47m2/(m3·d);工程总造价28.77万元,单位造价822.00元/(m3·d);运行费用较低,主要为耗电,总装机功率为30.0kW,常开功率为15.0kW,耗电量为0.49kW·h/(m3·d);单位处理成本为0.52元/(m3·d)(不包括折旧费)。
SBR法与普通活性污泥法相比,可节省用地30%-40%,运行费用可降低10%-20%,由此可见,SBR法是一种处理麦芽废水的较为经济的方法。
五、结语
(1) 采用SBR法处理麦芽废水具有工艺简单、操作方便、占地面积小、投资省和运行费用低的优点。
(2) 本系统对废水的排放量及有机负荷冲击有很好的缓冲能力,按设计的运行程序运行,不会出现污泥膨胀现象,系统工作稳定性良好。
(3) 该系统经过两年的运行,废水处理效果较好,COD、BOD去除率稳定在90%以上。
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