皂素废水处理工程的设计与调试运行_但锦锋

皂素废水处理工程的设计与调试运行但锦锋袁松虎刘礼祥吴晓辉解清杰章北平陆晓华(华中科技大学环境科学研究所,武汉430074)摘要介绍了内电解-UASB-厌氧-好氧-深度处理组合工艺处理皂素生产废水的工程实例,废水处理后出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准。结合工程实际,对整个系统的调试运行进行了介绍。关键词内电解UASB厌氧好氧皂素废水0引言皂素是以黄姜或穿地龙为原料生产的工业产品,是合成甾体激素药物的主要原料,生产过程废水主要来源于泡料、发酵、过滤和洗酸4个生产环节。黄姜水解加工过程产生的废水中主要污染物是硫酸、糖类、淀粉等有机物。由于皂素生产废水酸性强、溶解性有机物浓度高、硫酸根(或氯离子)浓度高、色度大,难以用常规的生化技术处理。因此皂素废水是极难处理的高浓度有机废水。1废水来源和水质中国黄姜之乡———湖北郧西某黄姜水解物加工厂以黄姜或穿地龙为原料,采用发酵-水解工艺生产黄姜水解物,在生产过程中产生一定量的废水。废水主要由泡料水、发酵废水、过滤废水和洗酸废水组成,由于泡料废水主要含有一些泥沙,简单处理后可以直接排放。洗酸水又分一次洗酸水和二、三次洗酸水,一次洗酸水CODCr浓度高达80000～100000mgL,但与大量发酵废水和二、三次洗酸水混合后,CODCr浓度下降很多。全部流入污水处理系统的总水量为100m3d,废水水质如表1。表1废水水质及排放标准mgL(pH除外)项目CODCrBOD5色度倍SSpH废水水质(GB8978-1996)22000～30000660025002600.8一级标准1003050706～92工艺设计由于皂素生产废水CODCr浓度很高,不能直接用好氧法处理,同时,由于此类废水酸度大,硫酸根浓度高,也不能直接用厌氧法处理。但通过物化预处理,提高废水pH值,降低硫酸根浓度后可以用UASB(上流式厌氧污泥床)等厌氧工艺处理高浓度有机废水。经过UASB处理后的废水CODCr浓度仍较高,用好氧处理仍有较大的难度,因而考虑在好氧处理之前再接一级厌氧处理,最后用深度处理保证出水达到排放标准。处理单元中产生的污泥全部进入污泥干化池进行干化。整个废水处理主体工艺如图1。图1工艺流程图3主体工艺说明3.1稳定池稳定池由4个串联的池子组成,砖混结构,尺寸为2.5m×2.5m×2.56m(L×B×H)。稳定池的目的一方面在于提高原水的pH值,另一方面大大降低原水硫酸根的浓度,以免对后续UASB处理单元造成不利影响。在此处理单元中,原水pH值提高到4～5,硫酸根浓度降低到1000mgL以下。3.2内电解反应器内电解反应器为钢结构,内部作防腐处理。它利用反应器内形成的无数原电池,发生氧化还原反应,去除色度和部分有机物同时提高废水的可生化性。皂素生产原废水的BC为0.3,经该单元处理后BC提高到0.5左右。3.3UASB厌氧处理采用中温UASB,钢混结构,有效容积120m3,三相分离器设置在反应器的上部沉淀区内,在三相分离器下面是生化反应区,从上到下依次为絮状污泥层和颗粒污泥层。3.4厌氧池厌氧反应池为砖混结构,有效容积98m3,内设隐吸双喷激波传质器,内植高密微粒优势厌氧微生物。通过低压流体激波强化和加速底物的传质,大大提高20环境工程2006年8月第24卷第4期DOI:10.13205/j.hjgc.2006.04.006参加反应的有效微生物量,大幅度提高厌氧微生物的反应速率。3.5好氧池好氧池为钢混结构,有效容积120m3,池内采用射流曝气充氧,使池内好氧菌群大量繁殖,维持较高的活性污泥浓度,污水与活性污泥相接触,在好氧微生物的作用下,污水得到进一步净化。3.6深度处理深度处理单元采用微滤池和土地处理系统,土地处理系统底部及四壁作防渗处理,内部有不同级配的填料,表层覆以泥土,并种植当地根系比较长的水燕麦,通过植物的吸收来进一步降低废水的CODCr,并且达到降低氨氮和总磷的目的。4调试运行4.1UASB启动为加快调试进度,UASB的接种污泥采用某污水处理厂UASB正常运行产生的颗粒污泥,同时投入一定量的消化污泥。废水进入UASB之前,由前面的稳定池、内电解反应器预处理单元严格控制进水的pH为7左右,预热池内通入厂方多余蒸汽,控制水温在38～40℃之间。开始进水负荷不太高,CODCr容积负荷略高于0.2kg(m3·d),CODCr浓度为1000mgL左右,水力停留时间>24h。为避免絮状污泥在反应器内大量生长而妨碍颗粒污泥的形成,此过程同时也洗出反应器中的絮状污泥和分散的细小污泥。在上述负荷下连续运转,每2d检查1次出水VFA浓度,当环境因素正常时,出水VFA若高于8mmolL,则停止进液,直到反应器内VFA低于3mmolL后,再继续以原浓度、原负荷进液,直到连续进液多日,出水VFA始