HCR反應(yīng)器處理味精廠廢水

1、HCR反應(yīng)器處理味精廠廢水某味精廠生產(chǎn)味精15000t/a，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水具有SO42-高、COD高、氨氮高和pH值低等特點(diǎn)。如采用厭氧+好氧工藝(如UASB+SBR等)處理，因廢水中SO42-的大量存在，工藝將變得相當(dāng)復(fù)雜，一次性投資很大。為此，作者采用好氧生物處理新工藝進(jìn)行了處理味精廢水的試驗(yàn)研究。 1 試驗(yàn)方法及基本條件 1.1 工藝選擇為避免原水中SO42-的影響采用好氧生物處理工藝，并以德國(guó)Claushtal工科大學(xué)物相傳遞研究所研制開發(fā)的HCR(High Performance Compact Reactor)為核心工藝，其流程如圖1所示。 中和絮凝沉淀池、HCR、脫氣池、

2、二沉池、接觸氧化池的有效容積分別為50、15、5、40、50L，HCR、接觸氧化池的水力停留時(shí)間分別為(35)、(1216)h，污泥停留時(shí)間為68h。HCR反應(yīng)器為兩端封閉的圓柱形容器，頂部安裝射流器并開有一排氣孔。反應(yīng)器的部分出水、絮凝沉淀池出水及回流污泥通過循環(huán)泵加壓經(jīng)管道混合后進(jìn)入HCR頂部的射流器，形成高速射流，同時(shí)由于負(fù)壓作用而吸入大量空氣。射流器的兩相噴頭將吸入的空氣切割成微小氣泡，從而在其下方形成高速泵流剪切區(qū)。富含溶解氧的污水經(jīng)導(dǎo)流桶流到反應(yīng)器底部后又沿外桶壁向上反流，從而形成環(huán)流。在此過程中微氣泡和活性污泥充分接觸，獲得了很好的傳 質(zhì)效果(氧傳輸利用率高達(dá)50%)。首先用石灰

3、乳將廢水pH值中和至6.58，然后加入PAFC(聚合氯化鋁鐵)，絮凝沉淀0.5h(COD去除率為20%30%)后上清液進(jìn)入HCR。HCR出水經(jīng)脫氣池(主要脫去附著在活性污泥表面的CO2、空氣等)脫氣后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離，HCR可去除70%80%的COD。沉淀池出水經(jīng)接觸氧化池處理后出水達(dá)到進(jìn)入城市管網(wǎng)的排放要求。分析項(xiàng)目及方法如表1所示。 表1 分析項(xiàng)目及方法項(xiàng) 目分析方法項(xiàng) 目分析方法COD重鉻酸鉀快速測(cè)定法BOD5標(biāo)準(zhǔn)稀釋倍數(shù)法DO和水溫便攜式溶氧儀測(cè)定生物相顯微鏡觀察NH3-N滴定法MLSS重量法SO42-重量法pHpH試紙?jiān)囼?yàn)用水為南寧味精廠的生產(chǎn)廢水，先用該廠離交工段中產(chǎn)生的高濃

4、度有機(jī)廢水進(jìn)行試驗(yàn)，后再直接用各工段實(shí)際排放水量按比例配水進(jìn)行試驗(yàn)。其中，高濃度廢水的水質(zhì)如下：COD為25000mg/L，NH3-N為10000mg/L，BOD5為13000mg/L，SO42-為45000mg/L，pH=1.53。 2 結(jié)果及討論 以桂林市第四污水廠的活性污泥作為種泥，經(jīng)過培養(yǎng)馴化后投入HCR并啟動(dòng)處理系統(tǒng)。僅7dHCR系統(tǒng)的容積負(fù)荷就從4 kgCOD/(m3·d)升至15kgCOD(m3·d)；18d以后容積負(fù)荷達(dá)到28.74kgCOD/(m3·d)，且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。2.1 絮凝去除效果試驗(yàn)把PAFC作為絮凝劑，進(jìn)水COD濃度對(duì)其去除率的影響

5、及絮凝前后COD的變化分別 見圖2、3。由圖2知，絮凝對(duì)COD的去除率相對(duì)穩(wěn)定，其值穩(wěn)定在25%35%。絮凝前后的COD濃度相關(guān)直線斜率為0.6，相關(guān)系數(shù)0.9(圖3)。 試驗(yàn)表明，當(dāng)容積負(fù)荷為 9.772.4kgCOD/(m3·d)時(shí)HCR出水并沒有隨進(jìn)水COD值的升高而上升，其對(duì)COD的去除率一直為75%80%。這說明HCR去除COD的性能很穩(wěn)定、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、COD負(fù)荷率高(最后階段高達(dá)72.4kgCOD/(m3·d)且運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)有保證。 SO42-對(duì)COD去除率的影響當(dāng)進(jìn)水COD維持在800010000mg/L、SO42-為1600026118mg/L時(shí)

6、，HCR對(duì)COD去除率始終為76.98%82.34%，說明 SO42-的存在并不影響系統(tǒng)對(duì)COD的去除。當(dāng)HCR中溶解氧濃度為23.3mg/L時(shí)，COD去除率較低(60%)，隨著溶解氧(DO)濃度的上升，COD去除率也上升，當(dāng)溶解氧濃度6mg/L時(shí)，COD去除率可達(dá)到85%。由試驗(yàn)也知，當(dāng)溶解氧濃度4mg/L后，COD去除率的增長(zhǎng)趨勢(shì)不十分明顯。因此，HCR中溶解氧濃度維持在3.34.5mg/L即可，進(jìn)水COD濃度高，溶解氧濃度可適當(dāng)高一點(diǎn)。污泥濃度與COD去除率關(guān)系見表2。由表2可知，當(dāng)HCR進(jìn)水COD在571013800mg/L、活性污泥濃度在1320g/L時(shí)，污泥濃度與容積負(fù)荷呈一定的正

7、相關(guān)關(guān)系。此時(shí)微生物降解COD速度較快，對(duì)COD去除率較高。當(dāng)污泥濃度13g/L時(shí)，如果進(jìn)水COD濃度高，由于微生物量太少，水中的COD不能被有效降解，使HCR去除COD的能力降低；而當(dāng)污泥濃度20g/L時(shí)，由于微生物量多，消耗氧氣量大，此時(shí)要防止溶氧量不足而導(dǎo)致好氧生物死亡。因此，反應(yīng)器內(nèi)活性污泥濃度保持在1320g/L為宜。 表2 污泥濃度與COD去除率的關(guān)系樣 號(hào)123456789HCR進(jìn)水COD濃度(mg/L)280048005710638467937517838793578452污泥濃度(g/L)10.23480012.1214.6515.4716.6316.9417.0117.22

8、COD去除率(%)85.2681.6683.6881.3979.3977.4875.3773.1376.17樣號(hào)101112131415161718HCR進(jìn)水COD濃度(mg/L)99.8099.591024483741105413054116241200013800污泥濃度(g/L)17.4517.8418.118.7120.121.0121.523.8324.3COD去除率(%)79.2378.1376.9870.7773.3873.2470.3767.3966.22.4 接觸氧化池處理效果試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)HCR處理后的廢水可生化性仍較好，接觸氧化池對(duì)COD的去除率達(dá)65%80%，平均為71.46%。一般出水COD450mg/L能滿足進(jìn)入城市管網(wǎng)的排放要求。 2.5 整個(gè)系統(tǒng)對(duì)COD的去除經(jīng)整個(gè)工藝處理后味精廢水中的COD可降至400mg/L左右，總?cè)コ蕿?3%98%(平均為95%以上)，具有良好的去除效果。對(duì)于中濃度的味精廢水可以直接處理達(dá)標(biāo)排放，對(duì)10000mg/L以上的高濃度味精廢水經(jīng)處理后也可達(dá)到進(jìn)入南寧城市管網(wǎng)的排放要求。 3 結(jié)論 味精廠廢水可采用以HCR為核心的好氧生物方法進(jìn)行處理。該工藝不需對(duì)其中的SO42-進(jìn)行預(yù)處理