環境論文投稿摘要：淀粉廢水產生量大,有機物濃度高,是難處理的工業廢水之一。某淀粉廠廢水處理采取的處理工藝為“UASB—生物轉化—接觸氧化”。本文以此為研究對象，重點對UASB反應器快速啟動，污泥床快速顆粒化及厭氧、好氧處理單元銜接技術開展了研究。
　　Abstract:starch waste water produced in large quantity, high concentration of organic substance, is difficult to handle one of the industrial wastewater. A starch factory wastewater treatment process for taking" UASB biotransformation - contact oxidation". This paper, as the object of study, focusing on the UASB reactor quick start, rapid granulation sludge bed and anaerobic, aerobic processing unit cohesion technology to carry out research.
　　Key word: starch wastewater; anaerobic aerobic biochemical treatment; UASB reactor; biotransformation; contact oxidation
　　中圖分類號：X703 文獻標識碼： A 文章編號：
　　一、生產過程及廢水的產生情況
　　某公司以玉米為原料生產淀粉，生產能力為10×104t/a。其生產過程為原料玉米首先經凈化除塵，通過水力輸送加入浸漬罐，加亞硫酸保溫浸漬;產生的浸漬液經三效蒸發回收玉米漿;浸漬后的玉米經破碎，分離出胚芽、纖維，精磨后離心分離出淀粉，分離淀粉后的工藝水經氣浮回收蛋白質后部分用于輸送玉米。生產過程中排放的廢水主要為玉米輸送水和設備、地面沖洗水。根據實際監測，該廢水的水質情況見表1-1。

水質指標	pH	COD/(mg•L-1)	BOD/(mg•L-1)	SS/(mg•L-1)	SO42-/(mg•L-1)
淀粉廢水	4.5～5.4	7350～8500	5900～6800	560～900	220～250

　　表1-1 廢水水質
　　綜上可見，淀粉廢水污染物成分復雜、濃度高，屬高濃度有機廢水，并含有較高濃度的硫酸鹽。處理難度較大，是治理的重點。
　　二、廢水處理工程概況
　　1.設計參數
　　(1) 設計規模
　　根據實際測量，并考慮到廢水產生的波動性，廢水處理站處理規模為800 m3·d-1，33.33 m3·h-1。
　　(2)設計水質
　　進水水質：pH=4.5，COD=8 500 mg·L-1，BOD5=6 800 mg·L-1，SS=750 mg·L-1。
　　出水水質：根據當地環保局要求，本工程廢水處理后應滿足《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)表2其他排污單位二級標準：即pH=6～9，COD=150 mg·L-1，BOD5=60 mg·L-1，SS=200 mg·L-1。
　　2.工藝流程的確定及描述
　　淀粉廢水有機物濃度高，可生化性好。目前從國內外研究及應用情況看，均采用以生化法為主的工藝進行處理。采取的具體工藝多為厭氧、厭氧—好氧的工藝技術路線。厭氧法多采用第二代厭氧反應器—UASB反應器，該反應器生物持有量大，負荷高，有機物去除率高，但反應器出水仍較高，一般情況下難以達到國家要求的排放標準。為此，為達到較好的出水水質，實際應用中多對厭氧出水再進一步進行好氧法處理，構成“厭氧—好氧”組合工藝。好氧法主要包括活性污泥法和生物膜法即生物接觸氧化法。其中接觸氧化法抗抑制能力強，無污泥膨脹現象，凈化效率高，污泥產生量小，目前應用較為廣泛。從目前應用的“厭氧—好氧”組合工藝看，實際是厭氧好氧的簡單組合，未考慮兩級處理單元微生物特性的差異和后續好氧處理對水質的要求，因此當對處理后水質要求較高時，就難以滿足處理要求。
　　為保證排水水質，廢水處理的工藝在采用厭氧—好氧工藝技術路線的基礎上，充分考慮厭氧反應器的出水水質特點和后續好氧對水質的要求，在厭氧—好氧單元間采取過渡銜接措施。采取的工藝流程見圖2-1。
　　廢水經加堿、中和后進入廢水處理站的沉淀池，沉降分離廢水中的懸浮物，上清液進入廢水調節池，進行水質均衡和水量的調節。調節后的廢水經換熱器升溫后，由污水泵從底部送入上流式厭氧污泥床(UASB)反應器，控制反應器溫度為35±1℃。在厭氧反應器中，廢水首先通過反應器底部的厭氧污泥床，厭氧微生物將廢水中的大部分有機物降解為沼氣;混合液(沼氣、污泥、廢水)向上經過三相分離器完成氣(沼氣)、固(污泥)、液(廢水)的分離;與廢水分離后的沼氣聚集在氣室內，依次經水封、氣水分離器、緩沖罐，經沼氣流量計計量后進入氣柜;在沉淀區內廢水中的污泥沉降分離返回到污泥床層，出水進入沉淀池進一步分離挾帶的污泥，上清液排入生物轉化器，控制適當的曝氣強度，增加廢水的溶解氧以提高廢水的氧化還原電位，去除廢水中的厭氧產物—硫化物。出水經沉淀后進入接觸氧化池，在好氧條件下靠微生物的生物作用，將廢水中有機物分解為CO2和H2O，出水經二沉池澄清后排放。系統的剩余污泥入濃縮罐濃縮經板框壓濾脫水后做農肥。
　　
三、厭氧反應器的快速啟動及污泥顆粒化技術研究
　　厭氧反應器處理淀粉廢水時，采用低濃度、高水力負荷、間歇進水的方式對反應器進行啟動，每臺反應器的污泥接種量約為23.9 gVSS/L，控制進水COD濃度為4 000～5 000 mg·L-1，進水負荷為1.0 kgCOD/ (m3·d)，水溫為34℃～36℃，30天后完成啟動。在負荷提高階段，進水COD濃度由4 500 mg·L-1逐步增至7 500 mg·L-1左右，進水負荷相應地由2.24 kgCOD/(m3·d)逐漸增加至4.03 kgCOD/(m3·d)，經40天運行，反應器對COD的平均去除率達到94.8%。穩定運行期間，進水COD濃度在6 700～8300 mg·L-1之間波動，平均負荷3.67 kgCOD/(m3·d)，出水COD為290～430 mg·L-1，COD平均去除率為94.9%。可見，反應器啟動周期短，負荷提高快，有機物去除率高，運行穩定。
　　通過對厭氧反應器中的污泥特性變化情況的觀測可知：啟動后，經50天運行，進水COD濃度為4 200～6 200 mg·L-1，運行負荷達到3.0 kgCOD/m3·d左右時，形成絮體污泥;又經過50天的運行，進水COD濃度由6 000 mg·L-1提高到7 500 mg·L-1左右，容積負荷達到約3.75 kgCOD/(m3·d)，開始出現顆粒污泥;此后加大4#反應器進水量，以提高反應器運行負荷，經過35天運行，生成大量沉降性好的顆粒污泥，實現污泥顆粒化。
　　對顆粒污泥的形成條件的研究結果表明：試驗采用的城市污水處理廠消化污泥為主的接種污泥，菌種厭氧微生物含量高，活性好，有機、無機營養豐富，采用高濃度接種，加快了反應器的啟動速度;污泥負荷達到0.287 kgCOD/(kgVSS·d)時，污泥流失現象明顯減輕;水力負荷增加造成的水力分級現象對顆粒污泥生長是有利;較大的氣體負荷在改善反應器混合狀態和實現污泥顆粒化的過程中起到了重要作用;厭氧反應器應在中性或略偏堿性狀態下運行;硫酸鹽的存在未能影響反應器的運行效果及顆粒污泥的形成過程;廢水中鈣離子存在在一定程度上促進了污泥顆粒化的進程。
　　經15天對4#反應器進行的負荷提高試驗表明：進水量由200 m3·d-1逐步提高到480 m3·d-1，反應器水力停留時間由48 h減少到20 h。相應反應器運行負荷由3.85 kgCOD/(m3·d)提高到10.02 kgCOD/(m3·d)，COD去除率分別為94.5%和89.4%。可見，
　　負荷的提高對反應器的運行效果未產生明顯的影響。較長時間的穩定運行結果表明：厭氧反應器可能達到更高的運行負荷。
　　厭氧反應器重新啟動及對不利條件的承受情況研究結果表明，厭氧反應器優良的特性，除表現在較高的運行效果情況下，可達到較高的運行負荷外，還有較快的啟動速度和較好的承受沖擊的能力。
　　四、厭氧—好氧單元銜接技術研究
　　通過研究與實驗，結果表明：
　　(1)通過分析確定厭氧處理出水溫度、pH值不會對后續好氧生物處理產生影響。但溶解氧和抑制物-硫化物濃度高，必須進行處理。從運行效果看，當控制溶解氧為1.4～1.6 mg·L-1運行時，COD去除率一直穩定在15%左右。
　　(2) 生物轉化器接種啟動后，逐步增加曝氣強度，經過21天實現穩定運行，處理原出水中的硫化物濃度平均達到2.6 mg·L-1，去除率為95.2%。并在混合液及沉淀的污泥中可明顯發現懸浮物和沉淀出的硫顆粒。
　　(3) 本研究反應器進水pH均值為7.6，出水為7.8，分析其原因是廢水中的硫化物(HS-、S2-)呈堿性，在好氧條件下，無色硫細菌將廢水中的硫化物氧化成S，廢水中H2S、HS- 堿度轉變成HCO3- 和CO32-堿度而導致體系pH升高，但堿度不變。
　　(4) 厭氧反應器出水直接進生物接觸氧化池，采用悶曝式啟動，控制接觸氧化池內溶解氧2～4 mg·L-1，水力停留時間在20 h以上時，COD的去除率變化不大，穩定在66%左右，出水COD為125～130 mg·L-1。水力停留時間為11 h時即接觸氧化池滿負荷運行時，COD去除率為40.1%，出水COD為227 mg·L-1。
　　(5) 投入穩定運行的生物轉化器出水進入已成功啟動的接觸氧化池，控制接觸氧化池水力停留時間11 h，混合液溶解氧濃度為2.5～3.0 mg·L-1。經過7天運行，接觸氧化池投入穩定運行，COD去除率為71.3%，出水COD達到100 mg·L-1。
　　(6) 對比試驗研究結果表明：生物轉化器的設置使系統具有針對性強，水力停留時間短，凈化效果好等優點，出水水質可達到設計要求。
　　五、結論
　　通過以上對某公司淀粉廢水所進行的試驗研究，初步可得出以下主要結論：
　　通過對處理高濃度有機廢水不同工藝形式的研究、比較和選擇，依據對該企業淀粉廢水的水質水量的實際監測結果，提出了“UASB—生物轉化器—接觸氧化”這一技術路線并分析了其技術、經濟可行性，整體工藝具有占地面積小、效率高、運行穩定、抗沖擊負荷能力強等特點。
　　從實施的工程運行結果看，“綜合技術”工藝路線合理，針對強，應用范圍廣;單元設備高效、穩定可靠;先進的整體工藝及單元處理控制技術保證了處理系統的高效運行。
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