1 廢水的水質(zhì)水量
某乳品廠乳品生產(chǎn)的主要原料和資源是鮮牛奶、白糖、花生、核桃、電、水、煤等。在乳品生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生刷罐水，洗瓶水等廢水，與地面沖洗水、廁所沖洗水及少量的生活污水一并進入廠內(nèi)排水明渠，通過共同的排放口，向車間外排放。廢水中主要含有大量的可溶性有機物（糖類、脂肪酸、蛋白質(zhì)、淀粉等），可生化性很好，不含有毒有害物質(zhì)，呈現(xiàn)乳白色，COD濃度在800～1000mg/l左右，屬中低濃度有機廢水。該乳品加工廠廢水排放量為300m3/d，其廢水水質(zhì)情況見表1。
| 水量 | COD | BOD | pH | 溫度 | SS | 色度 |
| 350m3/d | 1000mg/l | 600mg/l | 5～6 | 常溫 | 100mg/l | 50倍 |
2 處理工藝流程
2.1厭氧處理
來自車間的廢水經(jīng)下水道先進入調(diào)節(jié)池，進行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，在必要時也進行蒸汽加溫，以滿足UASB的進水要求。UASB采用的是中溫厭氧，其運行參數(shù)見表2。
2.2好氧處理
厭氧出水不能達到排放要求，且含有一定的異味，同時水中含氧量較低，不能直接排放，利用好氧進一步處理。好氧采用滴濾床技術。滴濾床內(nèi)填加塊狀生物活性填料載體，通過無動力自動旋轉布水器將厭氧出水均勻地灑布在滴濾床填料表面，利用自然通風進行供氧。滴濾床出水部分進行回流,以保證水力負荷及布水器轉速的需求。滴濾床的運行參數(shù)見表3。
| 尺寸 | 6×5×9m | 接種污泥濃度 | 70gTSS/L |
| 水力停留時間 | 12 h | 空塔上流速度 | 0.6m/h |
| 有機負荷 | 2.0kg/m3.d | 運行溫度 | 37℃ |
| CODCr去除率 | 85% | 有效體積率 | 67% |
| 尺寸 | φ6×6 m | 有效容積 | 120m3 |
| 過濾速度 | 1 m/h | 布水器轉速 | 3 轉/分鐘 |
| 有機負荷 | 0.4 kg/m3.d | CODCr去除率 | 45% |
| 回流率 | 100% | 運行溫度 | 常溫 |
整個處理系統(tǒng)的運行費用只為兩臺水泵耗電、人員工資及少量分析用藥劑費，總計約為0.30元/噸廢水，每班只需一人進行簡單操作。從系統(tǒng)運行至今，沒有剩余污泥外排，厭氧出水不帶泥，好氧泥全部回到調(diào)節(jié)池進入?yún)捬醭刂羞M行消化。
3 系統(tǒng)運行情況分析
整個處理系統(tǒng)于1999年10月開始正式運行，至今有一年半的時間，經(jīng)受了停產(chǎn)無水、檢修、二次啟動、濃度及水力條件變化等的各種波動，運行一直很正常，出水水質(zhì)也很穩(wěn)定。其處理情況見表4。
表4 系統(tǒng)處理效率表
|
數(shù)值
指標 |
進水 | 總出水 | 總去除效率 |
| CODCr | 1000mg/l | 60～80mg/l | >94% |
| BOD5 | 600mg/l | 10～20mg/l | >98% |
| SS | 100mg/l | ≤20mg/l | >80% |
| PH | 5～6 | 7～8 | -- |
| 水溫 | 37℃ | 常溫 | -- |
| 色度 | 50倍 | 5倍 | 90% |
3.2厭氧運行分析
任何一種厭氧反應器要想長期穩(wěn)定運行，進反應器的水質(zhì)情況非常重要，UASB也不例外。而對于車間排放水，水質(zhì)水量一般都有所波動，乳品加工廢水更是如此，與洗瓶、沖洗設備、地面的時間、水量有關，較高濃度及大水量來水較集中。而為了保證UASB的連續(xù)運行，調(diào)節(jié)池必不可少，同時在調(diào)節(jié)池內(nèi)安裝蒸汽管，在冬季水溫低時進行適當加熱，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，減少UASB進水對厭氧細菌的沖擊負荷。
UASB內(nèi)所填加的菌種為青島海泊河污水處理廠的中溫厭氧消化污泥，含水率為75%，填加后反應器底部污泥層的污泥濃度（MLSS）為70g/【生活污水處理設備】L（MLVSS為50gVSS/L），UASB控制為中溫（35～37℃）運行。
只有污泥與污水良好的接觸，才能取得較好的處理效率。UASB反應器內(nèi)的污泥的運動受三種力的影響：污泥自重、水的沖力及所產(chǎn)沼氣的頂托力，這三種力的相互作用決定著反應器內(nèi)污泥的存在方式：沉積、懸浮或被沖走。而UASB進水的有機物含量不高（CODCr1000mg/l），反應器及污泥的有機負荷較低，所產(chǎn)沼氣量不大，因此水力負荷就成為了制約性的因素[1]。只有達到一定的水力負荷，才能使部份污泥以懸浮態(tài)存在于反應器中，保持與污水的完全接觸，同時，水力負荷又不能太高，防止將反應器內(nèi)污泥大量沖出。此系統(tǒng)UASB的有機負荷為2.0kg/m3.d，水力負荷為0.6 m3/m2.h，在此條件下運行，沒有污泥的沖出，且污泥懸浮狀較好，在UASB約6米處都有大量懸浮污泥存在，出水COD含量較低（一般低于150mg/l），處理效果穩(wěn)定。經(jīng)過一年的運行后，從離UASB反應器底部2米處取污泥樣分析，污泥濃度已達100gTSS/L，其中揮發(fā)性污泥含量（MLVSS）為80gVSS/L，污泥活性較所填加的污泥好。將污泥中的絮狀污泥用水洗去后，發(fā)現(xiàn)有大量的顆粒存在，直徑達到1mm左右，污泥的顆�；潭容^好。
3.3好氧運行分析
好氧選用的是國內(nèi)使用較少的滴濾床反應器，采取自動旋轉布水器均勻布水，充分利用厭氧出水的高差，同時不需要機械曝氣，達到了好氧微動力運行。
滴濾床有效高度為4米，填料為一種多孔、強度非常高的生物活性填料。填料的粒徑為80～100mm，孔隙率達到90%以上，比表面積為150m2/m3，其強度和掛膜性能等方面遠遠超過了常用于生物濾池填料的焦碳及其他常規(guī)填料（PVC、瓷環(huán)等），填料的性質(zhì)受外界環(huán)境的影響很小，大大延長了填料的使用期限。
因處理水量不大，對滴濾床出水進行回流，回流率根據(jù)UASB出水水質(zhì)水量調(diào)整，即保證滴濾床的進水穩(wěn)定，又使滴濾床的表面負荷平穩(wěn)，但一般情況下回流率保持在100%左右。
在滴濾床的長期運行沒有發(fā)現(xiàn)填料的堵塞情況，填料表面也沒有出現(xiàn)大塊生物膜同時膜落現(xiàn)象。在表面負荷穩(wěn)定的情況下，生物膜的生長、脫落受氣溫的變化有一定的影響，在氣候條件發(fā)生突然變化時，生物膜有大量脫落發(fā)生，滴濾床出水較渾濁，但生物膜生長較快，此時加大回流率，使死亡的生物膜盡快脫落，新的生物膜一周內(nèi)就能長出，并達到原效果。
在低有機負荷的滴濾床的運行中，有一個較為重要的運行參數(shù)：表面水力負荷，此參數(shù)與前工序來水量、回流水量有較大關系。應根據(jù)前工序來水量的多少及時調(diào)整回流量，保證滴濾床進水量穩(wěn)定，運行表明，滴濾床布水器的轉速保持在3轉/分鐘時處理效果較好且穩(wěn)定。滴濾床出水進入斜管沉淀池，水中的生物膜在斜管沉淀池中能很好地去除[2]。
4 處理后水的回用情況
為了能節(jié)約水源，計劃將處理后水進行回用，因此對處理后水進行了鍋爐用水水質(zhì)標準的檢測，結果表明，處理后水能接近自來水水質(zhì)，但用于鍋爐用水，在用離子交換樹脂進行軟化水時，對離子交換樹脂的損害較大，離子交換樹脂使用壽命縮短，因此還需對處理后水進行深度處理去除水中部分使交換樹脂中毒的有害物質(zhì)后才能利用。目前處理后水只全部用于生產(chǎn)上的冷卻循環(huán)用水。
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