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淀粉废水处理工艺
点击次数:4682 更新时间:2011-06-29

一、废水的初级处理

  废水的初级处理主要是去除废水中呈悬浮状态的固体污染物,大多采用物理方法。当用筛子去除大的固形物(悬浮物和沉淀物)后,废水可以进入初级处理系统。初级处理系统实质上是一个长方形和圆形的澄清设备。它设有一个刮板机,用来去除固形物。刮板机安在底部或浮在顶部。澄清池中通常设有一个溢流堰。

  1.格栅

  格栅是由一组平行的金属或其它栅条制成的框架,斜置在废水流经的渠道上或泵站集水池的处,用以截留悬浮状态的杂物。在废水处理流程中,格栅是一种对后处理装置或水泵机组具有保护作用的处理设备。随着我国废水处理行业的不断完善,格栅的作用日益受到人们的重视,各地相继开发应用了一些新型格栅,比较成功的有圆条型回转细格栅、回转式固液分离机、曲面格栅。

  2.重力分离

  重力分离法是依据废水中悬浮物与废水的相对密度不同这一特点,除去废水中悬浮物质的一种方法。当悬浮物的相对密度大于废水相对密度时,在重力作用下,悬浮物下沉形成沉淀物;当悬浮物的相对密度小于废水相对密度时,悬浮物上升到水面。通过收集沉淀物与上浮物,可使废水净化。重力沉淀法可以去除废水中的沙粒、化学沉淀物、化学混凝处理所形成的化学絮凝体和生物处理形成的生物污泥,也可以用于污泥浓缩。重力上浮法主要用于去除废水中的油分及相对密度小于废水的成分(如苯等)。重力沉淀法与重力上浮法的基本原理和特性是相同的。

  3.气浮

  气浮法是利用高度分散的微小气泡作为载体除去废水中的悬浮物,使其密度小于水而上浮到水面以实现固液分离的过程。在水处理中,气浮法广泛应用于:①分离地面水中的细小悬浮物、藻类及微小絮凝体。②回收工业废水中的有用物质,如造纸厂废水中的纸浆纤维及填料等。③代替二次沉淀池,分离和浓缩活性污泥。④分离回收含油废水中的悬浮油和乳化油。⑤分离回收以分子或离子状态存在的物质,如表面活性物质和金属离子。

  4.均和调节

  化工废水具有水质、水量多变化的特点,在一日内或一个班内都可能有很大变化,尤其是当操作不正常或设备、管道泄漏而使物料流入废水中时更为显著。废水水质、水量的这种变化对排水设施及废水处理设备,特别是生物处理设备正常发挥其净化功能是不利的,甚至还可能造成破坏。在这种情况下,经常采取的措施是在废水处理系统之前设调节池,用以进行水量的调节(均量池)和水质的均和(均质池),以保证废水处理的正常进行。此外,均量池还可以起到临时贮存事故排水的作用。

  5.离心分离

  离心分离治理废水是利用快速旋转所产生的离心力将废水中悬浮颗粒进行分离。当含悬浮颗粒的废水发生快速旋转运动时,质量大的固体颗粒被甩到外围,质量小的则留在内圈,从而使废水与悬浮颗粒得到分离,废水获得净化。

  二、废水的后处理

  1.好氧塘

  好氧塘是利用天然或人工修造的池塘,使废水在塘内长时间停留,通过生物和微生物的作用使水得到净化。在处理马铃薯副产品时,为了增加溶解氧量可以用液压,如果马铃薯加工厂废水中BOD为6500mg/L,经好氧处理后BOD降为6mg/L,*达到排放标准,所用工艺为间歇曝气工艺,10min给氧,20min沉淀。并且好氧二级处理中能使BOD降低90%,去除96%的大肠菌群。在废水加入沉淀剂,几乎可以100%地去除悬浮固体。经一级、二级处理后废水中没有检测到粪便大肠杆菌。

  2.活性污泥工艺

  活性污泥法处理废水,就是让生物絮凝体悬浮在废水中形成混合液,使废水中的有机物同活性污泥微生物充分接触,溶解性的有机物将被细胞所吸附和吸取,进入细胞原生质内,并在细胞内酶的作用下进行氧化分解。废水中悬浮状态和胶态有机污染物被吸附后,先在微生物的细胞外酶作用下,分解为溶解性的低分子有机物,再进入细胞内部。通过这样一种转移和微生物的新陈代谢作用,使有机物分解,废水得到净化。同时,新的细胞物质不断合成,活性污泥的数量也不断增加。在将悬浮于废水中的活性污泥进行分离后,排出的即为净化后的废水。

  用这种方法可以至少去除90%的BOD。从马铃薯皮和马铃薯淀粉厂出来的蛋白质废水中含有悬浮物820mg/L、总氮830 mg/L、COD3300 mg/L、BOD6000 mg/L。如果用5%活性污泥,有机负荷为1.3kgCOD/(m3?d)时,则可使COD和BOD去除率分别为96.2%和98.8%。尽管马铃薯加工厂和城市废水的有机负荷高,但用活性污泥法处理还是可行的。在一个长方形*混合连续活性污泥反应器中,5d后马铃薯加工厂废水COD的去除率为90%,氨的去除效果也较好。

  3.厌氧处理

  废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物(包括兼性微生物)的作用,将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程,也称为厌氧消化。它与好氧过程的根本区别在于不以分子态氧作为受氢体,而以化合态氧、碳、氮等作为受氢体。

  厌氧生物处理是一个复杂的生物化学过程,依靠三大主要类群的细菌,即水解产酸细菌,产氢、产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用*,因而可粗略地将厌氧消化过程划分为三个连续的阶段,即水解酸化阶段、产氢乙酸阶段、产甲烷阶段。

  厌氧法处理废水是在密闭池或开放池的底部进行,不要求供氧、维修费用低,所以是处理废水简单的方法。有些有机物对好氧生物处理法来说是难降解的,但对厌氧生物处理法来说是可降解的,并能产生甲烷气。高温和高生物量能加快生物降解速度。甲烷发酵时间长容易导致固体物质的停留和积累。产甲烷菌对有机负荷、有毒物质及环境条件变化是非常敏感的。厌氧工艺可以在短时间内处理大量废水,厌氧消化工艺的大负荷由反应器的污泥停留时间(SRT)决定。过去使用厌氧接触工艺和过滤器来提高SRT,现在采用上流式厌氧污泥床(UASB)工艺。UASB工艺广泛应用于处理含可溶性碳水化合物、蛋白质废水。这些废水来自马铃薯食品厂、马铃薯淀粉厂、小麦淀粉厂、甜菜糖厂、制糖厂、啤酒厂、酵母厂、糖浆厂和发酵厂,化工厂废水也可用UASB工艺处理。

  在众多的厌氧处理工艺中上流式厌氧污泥床(UASB)具有投资较低、容积负荷高、处理效率高的特点,因而被广泛应用。以生产马铃薯淀粉废水处理为例,其生产工艺流程如图所示。

  图  UASB处理马铃薯淀粉加工废水流程

  三、厌氧-好氧生物处理

  根据马铃薯加工厂废水含高浓度的有机物、可生化性能良好的特点,将厌氧生物转盘与好氧生物转盘串联起来,用于马铃薯废水处理,取得了良好的处理效果,排水水质可以达到国家规定的污水综合排放标准。该工艺中厌氧、好氧各有污泥分离与回流装置,整个系统的剩余污泥全部回流到厌氧生物转盘,一是为了提高生物量,因而也缩短总的水力停留时间;二是为了将多余的活性污泥消化在系统内部。该工艺流程也是兼具固着生长和悬浮生长的特点。还可通过转盘投加絮凝剂进一步提高COD去除率和脱色率。该流程对COD、色度等的去除率均达到70%以上。进一步提高厌氧池中的悬浮污泥浓度也可以提高脱色率和COD去除率。

  四、其它处理方法

  1.化学方法

  为适应不同的要求可用化学方法处理废水,这些化学方法有中和、沉淀、氧化还原、分解和离子交换。在处理过程中应严格控制pH。如果同时处理城市污水和工业废水,PH控制是一个关键因素。在处理洗马铃薯废水时,膨润土是有效的助凝剂。经化学处理的马铃薯废水,COD明显降低,然后进入城市污水处理系统或其它污水处理系统,进一步处理以至达到水质排放标准。

  2.活性炭处理

  活性炭是一种非极性吸附剂,具有较大的吸附表面及其具有多孔性,吸附污染物的效率高。它可以吸附色素、BOD、COD、TSS、气味、泡沫和食品加工厂废水中的细菌菌团。活性炭处理费用高,且不能吸附弱极性化合物,由于对废水排放的要求越来越高,而活性炭吸附是除生物处理有机污染物以外的惟一处理方法,所以越来越受到人们的关注。活性炭处理马铃薯加工厂废水已经作为活性污泥处理后的第三级处理过程。三级处理是一种净化要求较高的处理,主要是去除二级处理所未能除去的污染物,其中包括微生物未能降解的有机物和磷、氮等,能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。三级处理后,BOD5可从20~30mg/L降至5mg/L以下,还能够去除大部分的氮、磷。

  3.过滤和膜分离

  处理废水所用的过滤和膜分离方法有电渗析、反渗透、超滤、沙滤和生物膜。在利用生物膜法时,废水通过栖着大量细菌的生物膜时,有机废物即被细菌分解。在利用生物膜法处理废水时,有机负荷过高会影响出水水质,主要表现为BOD的去除率低。因此降低有机负荷可以使BOD的去除率达到5kg/(m3?d),可以去除谷物和马铃薯片废水70%~90%的BOD,利用超滤和反渗透法处理马铃薯加工厂废水时能阻止泡沫的产生。

  4.农田灌溉

  工业废水被稀释后,可用于土壤的灌溉。生物固体、滤饼、泥浆都可回填到土壤中。利用废水进行灌溉可用洒水车或其它灌溉技术。在灌溉时应控制给水速度,使水在土壤中有足够时间进行生物降解。在利用废水进行灌溉时应严格控制土壤的土质、pH和钠离子的浓度

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