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粉絲-蛋白生產(chǎn)廢水處理工藝

2024-08-06 14:11:39 3

在我國(guó),制取粉絲所用原料有紅薯、綠豆、豌豆等,在粉絲加工生產(chǎn)中,豌豆蛋白能被有效的利用,是制取豌豆蛋白的主要豆類產(chǎn)品之一,粉絲在加工生產(chǎn)過程中排出的廢水主要分為兩類:高濃度蛋白有機(jī)廢水及粉絲洗滌廢水,該類廢水蛋白質(zhì)含量高、CODSS、TNTP濃度高,環(huán)境污染特別嚴(yán)重,給天然水體系統(tǒng)帶來巨大的污染負(fù)荷,嚴(yán)重挑戰(zhàn)水環(huán)境的安全。因此,如何有效地解決粉絲廠廢水處理中存在的高有機(jī)物、高氮及高磷問題,減少粉絲生產(chǎn)廢水對(duì)環(huán)境的污染,成為環(huán)境領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要研究的重點(diǎn)。

山東某食品股份有限公司是一家粉絲生產(chǎn)企業(yè),年生產(chǎn)能力粉絲、粉條10萬多噸,高品質(zhì)功能蛋白0.85萬噸,其生產(chǎn)廢水量為22500m3/d。在本工程應(yīng)用中采用“預(yù)處理-水解酸化-BIC厭氧反應(yīng)器(高效的多級(jí)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器)-兩級(jí)A/O(缺氧/好氧)-深度處理”工藝處理粉絲-蛋白生產(chǎn)廢水,使其出水滿足《山東省半島流域水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(DB37/3416.5-2018)》和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)》標(biāo)準(zhǔn)。

1、設(shè)計(jì)進(jìn)水及出水水質(zhì)

本工程廢水主要包括高濃度蛋白廢水、粉絲廢水、電廠回用濃水及生活污水,具有成份復(fù)雜,有機(jī)物濃度高、懸浮物濃度高、總氮及總磷濃度高等特點(diǎn)。系統(tǒng)廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

2、廢水處理工藝流程

根據(jù)國(guó)內(nèi)外同類廢水處理的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合本項(xiàng)目工程的進(jìn)水特點(diǎn)及出水指標(biāo)要求,最終確定本工程選用以BIC厭氧反應(yīng)器、兩級(jí)A/O和深度處理為核心單元的處理工藝,具體工藝流程見圖1。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

20000m3/d高濃度廢水自生產(chǎn)車間經(jīng)泵泵入調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)水質(zhì)水量,同時(shí)通過冷卻塔提升泵進(jìn)入冷卻塔降溫(根據(jù)溫度需要調(diào)整冷卻塔的開啟),然后通過氣浮機(jī)提升泵進(jìn)入氣浮系統(tǒng),通過投加絮凝劑去除廢水中的膠體性的懸浮物,然后自流入酸化池,經(jīng)提升泵進(jìn)入BIC厭氧反應(yīng)器,同時(shí)進(jìn)入的還有部分厭氧沉淀池的回流水,在BIC內(nèi)利用厭氧菌將廢水中的有機(jī)物分解成甲烷、二氧化碳等氣體,去除廢水中的大部分有機(jī)物。

2500m/d低濃度廢水從車間通過泵提升,進(jìn)入一級(jí)A/O池處理。

厭氧沉淀池的出水經(jīng)管道自流入一級(jí)A/O生物池,在將大部分的有機(jī)物以及總氮去除,經(jīng)二沉池沉淀后自流入二級(jí)A/O生物池,再進(jìn)一步的將剩余的有機(jī)物以及總氮、總磷等去除,出水自流到三沉池,再自流入混凝反應(yīng)池及后續(xù)的絮凝沉淀池,經(jīng)混凝反應(yīng)去除SS的同時(shí)進(jìn)行化學(xué)除磷。然后廢水經(jīng)泵提升進(jìn)入砂濾池,進(jìn)一步去除廢水中的SS后出水進(jìn)入后續(xù)

清水池,最終出水達(dá)標(biāo)排放。

污泥處理系統(tǒng),污泥主要來自氣浮機(jī)浮渣、厭沉池、二沉池、三沉池的剩余污泥和絮凝沉淀池的排出污泥,污泥全部進(jìn)入污泥濃縮池,濃縮完的污泥進(jìn)入脫水機(jī)房進(jìn)行脫水,脫泥水和濃縮池的上清液回流調(diào)節(jié)池。

3、構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)

3.1 調(diào)節(jié)池

設(shè)置鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)池1座,用來調(diào)節(jié)水質(zhì)水量,尺寸40.0mx20.0mx5.0m,HRT(水力停留時(shí)間)=8.3h。調(diào)節(jié)池配套設(shè)備有提升泵3臺(tái),21備,Q=500m3/h,H=15m,N=37kw;射流泵2臺(tái),11備,Q=1000m3/h,H=6m,N=30kw;射流曝氣器30套;冷卻塔1座,Q=1000m3/hN=45kw;冷卻塔提升泵3臺(tái),21備,Q=500m3/h,H=15m,N=37kw。由于高濃度廢水溫度較高,尤其是夏天溫度高達(dá)50℃,故設(shè)冷卻塔進(jìn)行降溫。

3.2 氣浮機(jī)

由于生產(chǎn)廢水含有大量的蛋白渣等膠體物質(zhì),膠體懸浮物對(duì)生物處理起到了抑制作用,尤其是對(duì)厭氧顆粒污泥的生長(zhǎng)、活性具有重大影響,所以廢水在進(jìn)入生物處理前需要進(jìn)行氣浮處理。利用氣浮作用將膠體物質(zhì)從廢水中去除。上刮渣下刮泥。氣浮系統(tǒng)主要包括溶氣罐、溶氣水泵、刮渣機(jī)、釋放裝置、空壓機(jī)、氣浮池體等組成。

配套設(shè)備有氣浮機(jī)主體6套,Q=150m3/h;溶氣罐6套:回流泵12臺(tái),N=15kw:空壓機(jī)6臺(tái),N=3.0kw;撇渣機(jī)6臺(tái),N=0.55kw;攪拌機(jī)12臺(tái),N=0.75kw;PAC溶解投加系統(tǒng)2套,N=6.6kw;PAM溶解投加系統(tǒng)2套,N=6.6kw;浮渣提升泵2臺(tái),11備,Q=200m3/h,H=15m,N=15kw。

3.3 水解酸化池

水解酸化池主要是將廢水中的大分子有機(jī)物水解為小分子有機(jī)物,不溶性有機(jī)物分解為溶解性有機(jī)物,提高廢水的可生物降解性。

水解酸化池1座,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸30.0mx40.0mx6.0m,有效容積6500m3,HRT=7.7h。水解酸化池配套提升泵3臺(tái),21備,Q=500m3/h,H=15m,N=37kw。

3.4 BIC厭氧反應(yīng)器

廢水從水解酸化池由泵提升至BIC厭氧反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行厭氧發(fā)酵,利用厭氧微生物在厭氧和適宜的溫度及pH條件下,分解廢水中的有機(jī)物,產(chǎn)生CH4、CO2、水和少量的其它氣體,使高濃度的有機(jī)廢水得以初步凈化。

厭氧菌中的產(chǎn)甲烷菌最適宜生長(zhǎng)的pH值在6.8~7.2之間,而該類廢水的pH值在4.5~5.5之間,因?yàn)閺U水進(jìn)入?yún)捬豕藓笥捎诠迌?nèi)廢水的稀釋作用和微生物作用,幾乎瞬間就跟厭氧罐內(nèi)的pH環(huán)境一致,而不用調(diào)節(jié)進(jìn)水的pH值。

厭氧罐9座,尺寸p13.0mx20.0m,容積負(fù)荷:8kgCOD/m3?d;BIC內(nèi)循環(huán)泵14臺(tái),95備,Q=520m3/hH=22m,N=55kw;水封罐9座,尺寸φ1.5mx3.0m;沼氣柜4座,尺寸φ10.0mx7.5m。

3.5 厭沉池

BIC出水中含有少量的懸浮物,經(jīng)厭沉池把大部分懸浮物沉淀后,能減輕后續(xù)構(gòu)筑物的負(fù)荷,同時(shí)保證進(jìn)入BIC厭氧反應(yīng)器的回流水中的懸浮物含量。

鋼混結(jié)構(gòu)厭沉池4座,尺寸p32.0mx5.0m;刮吸泥機(jī)4套,N=0.75kwx2

3.6 一級(jí)A/O

一級(jí)A/O好氧活性污泥法通過硝化反硝化的過程將有機(jī)物及含氮化合物降解,即廢水中的氨氮在好氧狀態(tài)下被轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮,然后通過污泥的回流在缺氧條件下將硝態(tài)氮還原為氮?dú)馀湃氪髿庵?,曝氣方式采用射流曝氣方式。一?jí)A池鋼混結(jié)構(gòu)1座,尺寸42.0mx21.0mx8.0m,有效容積6615m3,HRT=7.0h;一級(jí)A射流泵3臺(tái),21備,Q=600m3/hH=6m,N=18.5kw;射流曝氣器36套。

一級(jí)O池鋼混結(jié)構(gòu)2座,尺寸54.0mx18.0mx8.0m+42.0mx10.0mx8.0m,有效容積20880m3,HRT=22.2h;一級(jí)O內(nèi)循環(huán)泵3臺(tái),21備,Q=1300m3/h,H=6mN=37kw;一級(jí)O磁懸浮風(fēng)機(jī)3臺(tái),Q=100m3/h,P=80KPaN=150kw;一級(jí)O備用羅茨風(fēng)機(jī)2臺(tái),Q=42.3m3/h,P=73.5KPaN=90kw;一級(jí)O射流泵9臺(tái),63備,Q=1300m3/hH=6m,N=37kw;射流曝氣器240套。

3.7 二沉池

因活性污泥池出水中含有大量的活性污泥,利用沉淀池將大部分污泥沉淀分離出來,上清液自流至二級(jí)缺氧池。二沉池鋼混結(jié)構(gòu)2座,尺寸p28.0mx4.5m;刮吸泥機(jī)2套,N=0.75kwx2;污泥回流泵2臺(tái),11備,Q=1000m3/h,H=6m,N=30kw。

3.8 二級(jí)A/O

通過適當(dāng)補(bǔ)充碳源,提高廢水反硝化能力,進(jìn)一步降解廢水中的總氮及有機(jī)物。

二級(jí)A池鋼混結(jié)構(gòu)1座,尺寸42.0mx21.0mx8.0m,有效容積6615m3HRT=7.0h;二級(jí)A射流泵3臺(tái),21備,Q=600m3/h,H=6mN=18.5kw;射流曝氣器36套;碳源投加裝置1套,20PE2個(gè),碳源加藥泵2臺(tái),11備,Q=2m3/h,N=1.5kw。

二級(jí)O池鋼混結(jié)構(gòu)1座,尺寸42.0mx9.0mx8.0m+37.0mx11.0mx8.0m+19.0mx38.0mx8.0m,有效容積11300m3HRT=12.0h;二級(jí)O內(nèi)循環(huán)泵3臺(tái),21備,Q=1300m3/h,H=6m,N=37kw;二級(jí)O磁懸浮風(fēng)機(jī)3臺(tái),Q=100m3/h,P=80KPa,N=150kw;二級(jí)O備用羅茨風(fēng)機(jī)2臺(tái),Q=42.3m3/hP=73.5KPa,N=90kw;二級(jí)O射流泵6臺(tái),42備,Q=1300m3/h,H=6m,N=37kw;射流曝氣器150套。

3.9 三沉池

二級(jí)O池出水中含有大量的活性污泥,利用三沉池將大部分污泥沉淀分離出來,上清液自流至深度處理系統(tǒng)。沉淀的污泥一部分回流到二級(jí)A/O好氧池中保持池內(nèi)的生物量,剩余污泥排到污泥處理流程中。

三沉池鋼混結(jié)構(gòu)2座,尺寸p34.0mx4.5m;刮吸泥機(jī)2套,N=0.75kwx2;污泥回流泵2臺(tái),11備,Q=1000m3/h,H=6m,N=30kw。

3.10 反應(yīng)池及終沉池

在三沉池出水中加入絮凝劑,把廢水中的細(xì)小的懸浮性物質(zhì)和膠體物質(zhì)凝結(jié)成較大的顆粒,沉淀分離出來,進(jìn)一步降低水中懸浮物以及去除總磷,保證廢水達(dá)標(biāo)排放。

反應(yīng)池鋼混結(jié)構(gòu)1(4),尺寸11.0mx9.0mx5.0m,反應(yīng)池?cái)嚢铏C(jī)2臺(tái),N=7.5kw;聚合硫酸鐵(PFS)投加裝置2套,20PE2個(gè),PFS加藥泵3臺(tái),21備,Q=2m3/hN=1.5kw:聚丙烯酰胺陰離子(PAM)投加裝置2套,5PE2個(gè),攪拌機(jī)2臺(tái),N=2.2kwPAM加藥泵3臺(tái),21備,Q=2m3/hN=1.5kw。

終沉池鋼混結(jié)構(gòu)2座,尺寸p34.0mx4.5m;刮吸泥機(jī)2套,N=0.75kwx2;液堿加藥系統(tǒng)2套,20噸的玻璃鋼罐2套,液堿卸料泵1臺(tái),Q=25m3/hH=8m,N=1.5kw;液堿投加泵2臺(tái),11備,Q=170L/h,P=5bar,N=0.37kw。

3.11 中間水池

終沉池出水水位已很低,要進(jìn)行后續(xù)處理,需進(jìn)一步提升,中間水池起到水泵集水井的作用。中間水池鋼混結(jié)構(gòu)1座,尺寸11.0mx9.0mx5.0m;中間水池提升泵3臺(tái),21備,Q=500m3/h,H=15m,N=37kw。

3.12 砂濾池

終沉池出水后還會(huì)含有少量懸浮物,經(jīng)砂濾后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。過濾后的出水進(jìn)入清水池。

活性砂濾池鋼混結(jié)構(gòu)3(單座分4),尺寸17.4mx4.5mx5.0m,過濾速度:5m/m2?h;空壓機(jī)3臺(tái),21備,Q=2.58m3/min,P=7bar,N=15kw;儲(chǔ)氣罐1套,V=3m2,P=1.0MPa。

3.13 清水池

過濾后的出水進(jìn)入清水池,為回用提供緩沖作用。

清水池鋼混結(jié)構(gòu)1座,尺寸11.0mx9.0mx5.0m

3.14 污泥濃縮池

污泥經(jīng)過濃縮、脫水等一系列處理,把濃度低的污泥壓濾成含水率75%左右的泥餅后貯存外運(yùn)作有機(jī)肥。

污泥濃縮池鋼混結(jié)構(gòu)2座,尺寸φ16.0mx5.0m;污泥濃縮機(jī)2套,N=1.5kw;污泥提升泵3臺(tái),21備,Q=700m3/h,H=6m,N=22kw;污泥調(diào)理池鋼混結(jié)構(gòu)1座,尺寸14.0mx7.0mx7.0m,調(diào)理池?cái)嚢铏C(jī)2臺(tái),N=22kw;污泥進(jìn)料泵6臺(tái),42備,Q=50m3/h,H=80mN=30kw;全自動(dòng)隔膜廂式壓濾機(jī)4套,過濾面積400m2,N=22kw;聚丙烯酰胺陽離子(PAM)投加裝置2套,5噸的PE2個(gè),攪拌機(jī)2臺(tái)N=2.2kw,PAM加藥泵2臺(tái),11備,Q=2m3/hN=1.5kw。

4、運(yùn)行效果

污水處理站采用“氣浮機(jī)-水解酸化-BIC厭氧反應(yīng)器-厭沉池-一級(jí)A/O-二沉池-二級(jí)A/O-三沉池-反應(yīng)池-終沉池-中間水池-砂濾池-清水池”處理工藝,該工藝采用射流曝氣,可實(shí)現(xiàn)不停產(chǎn)檢修,保證生產(chǎn)正常運(yùn)轉(zhuǎn),BIC厭氧反應(yīng)器,兩級(jí)A/O和深度處理工藝的使用,不僅有效去除廢水中的有機(jī)物,產(chǎn)生沼氣可用于電廠發(fā)電,污泥作有機(jī)肥,而且能保證氨氮、總氮、總磷、懸浮物穩(wěn)定達(dá)標(biāo),工程投資少,運(yùn)行穩(wěn)定高效。通過6個(gè)多月的連續(xù)調(diào)試運(yùn)行,整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,出水連續(xù)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)污水處理項(xiàng)目經(jīng)過1年多的工藝運(yùn)行,廢水處理效果見表2。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

5、經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析

該污水站工程總投資10960.00萬元,其中土建費(fèi)用投資4280.00萬元,設(shè)備投資6680.00萬元。運(yùn)行費(fèi)用5.615/m3污水,其中電費(fèi)1.862/m3污水,人工費(fèi)0.21/m3污水,藥劑費(fèi)2.8/m3污水,還包括企業(yè)管理費(fèi)、利潤(rùn)、稅金等。

污水站每天產(chǎn)生沼氣量約50000m3,用于沼氣發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量約為1.6/m3沼氣,則每天的發(fā)電量為80000kwh,按0.5/kwh計(jì),每年(350)的收益為1400.00萬元。

6、結(jié)論

本工程采用“氣浮機(jī)-水解酸化-BIC厭氧反應(yīng)器-厭沉池-一級(jí)A/O-二沉池-二級(jí)A/O-三沉池-反應(yīng)池-終沉池-中間水池-砂濾池-清水池”處理工藝處理粉絲-蛋白生產(chǎn)廢水,出水可達(dá)到并優(yōu)于《山東省半島流域水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(DB37/3416.5-2018)》和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)》標(biāo)準(zhǔn),即COD40mg/L、BOD510mg/L、NH3-N2mg/LTN15mg/L、TP0.4mg/LSS10mg/L、pH6.0~9.0

采用該工藝處理粉絲-蛋白生產(chǎn)廢水,工程投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、出水水質(zhì)好、運(yùn)行效果穩(wěn)定。在去除大量有機(jī)污染物的同時(shí),能產(chǎn)生沼氣進(jìn)行發(fā)電,產(chǎn)生的污泥作有機(jī)肥,出水可用于灌溉,實(shí)現(xiàn)了資源的綜合循環(huán)應(yīng)用,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益,這為粉絲-蛋白生產(chǎn)廢水處理提供一定的參考依據(jù)。(來源:煙臺(tái)云灃生態(tài)環(huán)境產(chǎn)業(yè)發(fā)展股份有限公司)

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