衛(wèi)生處理廠高濃度有機(jī)廢水的處理
深圳市衛(wèi)生處理廠采用高溫殺菌工藝對(duì)進(jìn)出口檢疫不合格的動(dòng)物類產(chǎn)品進(jìn)行無害化處理，其主要處理設(shè)備為蒸煮罐。檢疫不合格的動(dòng)物類產(chǎn)品裝入蒸煮罐，向蒸煮罐內(nèi)通入1 MPa的蒸汽，加熱至145-150℃，然后保溫16-24 h，以徹底殺滅動(dòng)物類產(chǎn)品所攜帶的各類細(xì)菌、病毒。動(dòng)物類產(chǎn)品經(jīng)高溫處理后形成的渣水混合物首先進(jìn)行油水分離，然后進(jìn)行固液分離，分離出的廢水中懸浮物、氨氮、有機(jī)物濃度很高。該廠擬對(duì)此廢水進(jìn)行處理，但國內(nèi)目前還沒有類似廢水的處理工程實(shí)例，因此有必要對(duì)該廢水的處理進(jìn)行中試研究，為實(shí)際生產(chǎn)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。
1 中試處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
1.1 廢水來源
深圳市衛(wèi)生處理廠廢水的主要來源為：(1)高溫殺菌過程中向蒸煮罐內(nèi)通入蒸汽冷凝后產(chǎn)生的冷凝水。(2)從動(dòng)物類產(chǎn)品中溶出的油脂、蛋白質(zhì)、體液等。由于加熱后保溫時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)物類產(chǎn)品大部分溶于水中，蒸煮后的廢渣為動(dòng)物類產(chǎn)品原重量的1/5左右。(3)放料完畢后加入的少量清洗水。
1.2 廢水水質(zhì)
廢水水質(zhì)見表1。
廢水的水質(zhì)取決于動(dòng)物類產(chǎn)品的成分、腐敗程度、加熱時(shí)間、保溫時(shí)間等多種因素。經(jīng)調(diào)查、取樣、分析，廢水具有如下特點(diǎn)：
(1)有機(jī)物濃度高，氨氮含量高，對(duì)于某些動(dòng)物類產(chǎn)品，廢水的COD高達(dá)289 000mg/L。
(2)廢水的色度高，且有時(shí)會(huì)有惡臭。
(3)水質(zhì)、水量變化很大，廢水的產(chǎn)生量取決于動(dòng)物類產(chǎn)品的處理量，而動(dòng)物類產(chǎn)品的處理量變化極大。
(4)廢水的BOD/COD為0.5：0.6，具有較好的可生化性。衛(wèi)生處理廠的廢水最終排入深圳市濱河污水處理廠，廢水經(jīng)處理后，出水執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-96)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(參照皮革、酒精行業(yè))，主要水質(zhì)指標(biāo)為：COD
1.4 中試工藝流程
由于廢水濃度很高，且可生化性較好，因此采用厭氧-好氧處理工藝。廢水首先進(jìn)入水解酸化器，在此進(jìn)一步提高可生化性，同時(shí)又去除大部分懸浮物;水解酸化段的出水進(jìn)入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器;經(jīng)UASB反應(yīng)器處理后的廢水(懸浮物含量較低)，進(jìn)入AF工藝;由于廢水中氨氮濃度較高，好氧處理采用了具有較強(qiáng)脫氮能力的SBR工藝。中試工藝流程見圖1。
1.5 中試主要裝置
(1)水解酸化反應(yīng)器。圓筒形，底部為倒錐體，直徑0.9 m，總高2.5 m，有效容積1.2 m3。由底部進(jìn)水，經(jīng)頂部的周邊溢流堰溢流出水。
(2)UASB反應(yīng)器。圓筒形，分為反應(yīng)區(qū)與三相分離區(qū)兩部分。下部反應(yīng)區(qū)底部為倒錐體，反應(yīng)區(qū)直徑0.9 m，高4 m，有效容積2.4 m3;三相分離區(qū)直徑1.2 m，高1 m。反應(yīng)器由底部進(jìn)水，三相分離器的出水由分離器頂部的周邊溢流堰溢流出水。
(3)AF反應(yīng)器。圓筒形，底部為倒錐體，直徑0.7 m，總高2.8 m，有效容積0.7 m3。內(nèi)裝組合填料，填料高1.8 m;生物膜區(qū)上部為澄清區(qū)，高0.25m，澄清區(qū)周邊設(shè)溢流堰。
(4)SBR反應(yīng)器。共2個(gè)，每個(gè)SBR反應(yīng)器直徑0.85 m，總高1.5 m，有效容積0.7 m3，采用射流曝氣器進(jìn)行曝氣。
2 運(yùn)行情況
2.1 啟動(dòng)
中試裝置的啟動(dòng)時(shí)間為3個(gè)月，廢水的溫度為22℃-31℃。
(1)水解酸化反應(yīng)器。反應(yīng)器內(nèi)的接種污泥為深圳市濱河污水處理廠好氧濃縮污泥，接種量為5kgVSS/m3。水解酸化反應(yīng)器內(nèi)的污泥呈絮狀，在試驗(yàn)初期出現(xiàn)了部分污泥由于沉降性能差而上浮、流失的情況，但試驗(yàn)中未觀察到污泥流失對(duì)水解酸化反應(yīng)器有明顯的影響。
(2)UASB反應(yīng)器。其接種污泥取自深圳市某養(yǎng)豬場(chǎng)廢水處理站的UASB反應(yīng)器，接種污泥活性較高且沉降性能良好，接種量為15 kgVSS/m3。UASB反應(yīng)器啟動(dòng)初期，進(jìn)水稀釋至3 000-5 000 mgCOD/L，進(jìn)水量為0.5 m3/d。在啟動(dòng)初期發(fā)生過一次污泥上浮現(xiàn)象，但通過降低負(fù)荷，人工攪動(dòng)三相分離器內(nèi)的上浮污泥層，上浮問題很快得到解決，并且再未出現(xiàn)污泥上浮現(xiàn)象。
(3)厭氧濾池。厭氧濾池的接種污泥與UASB反應(yīng)器的相同，接種量為15 kgVSS/ m3。啟動(dòng)運(yùn)行30天后，發(fā)現(xiàn)生物膜的厚度大大增加，且較緊密。通過顯微鏡觀察，可發(fā)現(xiàn)大量的桿菌、球菌、絲狀菌、弧菌，濾池產(chǎn)氣量穩(wěn)定，且出水的COD隨進(jìn)水濃度的波動(dòng)較小，基本穩(wěn)定在3 000mg/L左右。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，組合填料的膜更新相對(duì)容易，可避免蜂窩填料、軟性填料等容易出現(xiàn)的阻塞問題。(4)SBR反應(yīng)器。反應(yīng)器的接種污泥為深圳市濱河污水處理廠好氧濃縮污泥，接種量為10kgVSS/m3，啟動(dòng)期間SBR反應(yīng)器的進(jìn)水COD保持在3000 mg/L左右。
2.2 系統(tǒng)運(yùn)行效果
在正常運(yùn)行中，廢水處理系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了預(yù)期效果，整套處理系統(tǒng)COD的去除率大于99%，氨氮的去除率為98%，外排廢水水質(zhì)滿足GB8978-96三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(參照皮革、酒精行業(yè))要求。
3 分析與總結(jié)
(1)該工藝根據(jù)廢水的性質(zhì)采用全生化工藝，將水解酸化，UASB，厭氧濾池，SBR等處理單元有機(jī)地結(jié)合起來，各工序取長(zhǎng)補(bǔ)短，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。本工藝厭氧段采用三級(jí)不同的厭氧工藝，較之單獨(dú)一段厭氧處理或多級(jí)相同的厭氧工藝串聯(lián)具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。好氧段采用SBR工藝，該工藝具有較好的脫氮能力，可將硝酸鹽、氨氮等對(duì)微生物的抑制作用降至最低。
(2)目前，一些關(guān)于高濃度氨氮廢水處理的研究和實(shí)際生產(chǎn)中，多采用吹脫法脫氮。吹脫工藝氨吹脫的效果良好，但吹脫成本高，一次性投資大，操作管理復(fù)雜。本系統(tǒng)采用全生化工藝，操作簡(jiǎn)單、效果也較理想。
(3)該中試處理裝置已通過相關(guān)部門的驗(yàn)收，目前生產(chǎn)規(guī)模的處理裝置已建成并在調(diào)試中，以后將對(duì)相關(guān)情況予以介紹。
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