以玉米為原料生產(chǎn)淀粉的中型企業(yè)UASB調(diào)試

1、北京紅星淀粉廠是一家以玉米為原料生產(chǎn)淀粉的中型企業(yè)，年產(chǎn)淀粉為 ，滿足著北京市近的淀粉需求。該廠采用亞硫酸法生產(chǎn)玉米淀粉，生產(chǎn)流程主要為：在亞硫酸溶液中浸泡玉米籽粒，然后將其破碎，從中分離胚芽，剩余物細(xì)磨碎成玉米糊，而后篩分，使粉渣與淀粉、蛋白漿分開，將淀粉、蛋白漿懸浮物分離成淀粉和麩質(zhì)，最后洗滌淀粉。經(jīng)過上述各道工序，從玉米籽粒中得到的玉米濕淀粉用作生產(chǎn)干淀粉，胚芽用作生產(chǎn)玉米油，渣用于生產(chǎn)干玉米飼料或用作牲畜的飼料，麩質(zhì)即可用作飼料，又能用作配制蛋白膏(粉)和谷氨酸的原料。 生產(chǎn)過程中廢水主要產(chǎn)生于氣浮槽排水，淀粉洗滌水和玉米浸泡水，除此之外，還有少量地面沖洗水。 水量與水質(zhì) 設(shè)計水量為

2、。原水水質(zhì)為： ： ；： ；： ；總氮： ；：；溫度：。 處理要求：采用北京市頒布的污水綜合排放二級標(biāo)準(zhǔn)，其主要排放指標(biāo)如下： ；： ；： ；氨氮： ；：.。 廢水處理工藝 根據(jù)同行業(yè)廢水治理現(xiàn)狀、技術(shù)水平，我們推薦該廠廢水采用厭氧好氧相結(jié)合的處理工藝，厭氧是該工藝的主體，選擇何種厭氧工藝又是關(guān)系到治理效果好壞的關(guān)鍵。在眾多的厭氧處理工藝中上流式厭氧污泥床()具有投資較低，容積負(fù)荷高，處理效率高的特點。因此我們選用上流式厭氧反應(yīng)器作為工藝主體構(gòu)筑物。 處理工藝流程為： 反應(yīng)器 反應(yīng)器的主要工藝參數(shù)為： 停留時間： 容積負(fù)荷：. () 有效容積： ( ) 產(chǎn)沼氣量： (沼氣純度：) 去除率 反應(yīng)

3、器的主要尺寸如圖所示。 的生產(chǎn)性調(diào)試 接種污泥 反應(yīng)器的接種污泥取自北京高碑店污水處理廠脫水后的好氧活性污泥，污泥接種量. ，體積 。污泥用水化開并經(jīng)篩網(wǎng)過濾后，泵入反應(yīng)器。 反應(yīng)器的調(diào)試 污泥馴化期：投泥完畢后立即投配淀粉廢水進行浸泡。污泥馴化期內(nèi)采用間歇進水。待出水值降至進水值的時，再增加進水時間和頻率，并逐步縮短進料的間隔時間，直至連續(xù)運行。 逐步提高負(fù)荷：逐步提高進水量，進水量分別為總水量的、九個階段進行，以出水為主要監(jiān)控指標(biāo)，當(dāng)出水在 以下并能穩(wěn)定運行 后，方可進入下一階段提高水量。 連續(xù)運行一段時間后，從反應(yīng)器底部取泥樣觀察，發(fā)現(xiàn)了緊密球狀顆粒污泥。主要由甲烷八疊球菌組成。粒徑為.

4、 ，顏色墨黑，邊緣光滑，在清水中有較好的沉降性能。此時有機物容積負(fù)荷. ()左右。 滿負(fù)荷運行期(年月日月日)：在這個階段，越來越大的水力負(fù)荷把大量的沉降性能差的絮狀污泥沖出反應(yīng)器，形成一層顆粒污泥層。雖然顆粒污泥層厚度開始較小，但顆粒污泥卻因最先得到充足的營養(yǎng)，而能夠迅速地生長，致使厚度不斷增加，最終反應(yīng)器有機負(fù)荷穩(wěn)定在. ()以上，去除率達到 .。顆粒污泥多為黑色，部分為灰色，顆粒較為均勻，屬絲菌顆粒，大部分直徑為. 。由此可見，培養(yǎng)和保持高濃度、高活性的足夠數(shù)量的顆粒污泥是反應(yīng)器發(fā)揮作用的關(guān)鍵所在。 調(diào)試期間的監(jiān)測和控制 值：值顯示了有機酸濃度，堿度和 的綜合效果，是一個重要的、不太敏感

5、的指標(biāo)。在啟動過程中，反應(yīng)器內(nèi)值控制在.之間，偶爾值達到.，對處理效果沒有明顯地影響。進水值在.的范圍內(nèi)都可以接受的，因為反應(yīng)器內(nèi)具有較大的緩沖能力，只要酸性和堿性水不是大量、連續(xù)地進入反應(yīng)器，就不會影響厭氧消化過程。生產(chǎn)過程中，事故排放時酸性增強，此時應(yīng)加 調(diào)節(jié)。 堿度：反應(yīng)器之所以能使值維持在一個近似中性的條件下，應(yīng)歸結(jié)于堿度的緩沖作用，由于在調(diào)試過程中，反應(yīng)器緩沖能力小，所以加 或 進行調(diào)節(jié)考慮到價格問題，采用 ，進水堿度維持在 以上，反應(yīng)器便可有足夠的緩沖能力。 出水和去除率：調(diào)試初期用溶解性作為監(jiān)控指標(biāo)，以避免污泥流失時對去除效果的干擾，而在滿負(fù)荷運行期轉(zhuǎn)而用混合控制出水水質(zhì)。去除率

6、是作為提高負(fù)荷的依據(jù)，只有去除率達到以上，并能穩(wěn)定在這個水平時，提高負(fù)荷才是安全的。 運行后：因水力沖刷和沼氣攪拌，使污泥床很快膨脹而造成污泥流失，這種流失形式稱為“膨脹流失”。因接種污泥中那些沉降性能不良的污泥被沖出反應(yīng)器，而此時污泥床仍存留在反應(yīng)器內(nèi)，這種流失形式被稱為“沖刷流失”。 膨脹流失對污泥的沉降性能并沒有選擇性，流失持續(xù)時間短，往往是高濃度，大流量地流失。流失的污泥和在反應(yīng)器內(nèi)的污泥在理化性能、微生物組成方面沒有明顯的差異。沖刷流失的污泥結(jié)構(gòu)松散，有機成分高、產(chǎn)甲烷活性差，和反應(yīng)器內(nèi)的污泥有顯著區(qū)別，沒有必要回流到反應(yīng)器。沖刷流失是一種有選擇性的污泥流失，能夠保留住沉降性能好的污

7、泥，以承受高負(fù)荷的沖擊，這實際上是一個選優(yōu)汰劣的主動過程。 膨脹流失和沖刷流失在提高有機負(fù)荷時表現(xiàn)尤為突出，所以在調(diào)試初期提高有機負(fù)荷應(yīng)該慎重，以免造成過多的厭氧菌流失。在調(diào)試后期，則有意采取高的水力負(fù)荷和產(chǎn)氣負(fù)荷運轉(zhuǎn)，以期去除絮狀污泥，為顆粒污泥爭奪營養(yǎng)提供條件，從而更有利于顆粒污泥的生長。 影響處理效果的因素 懸浮固體物：淀粉廢水中有時含有大量的玉米粒等固體懸浮物，一些不能生物降解的進入反應(yīng)器會形成浮渣或占據(jù)一部分有效容積，并會導(dǎo)致顆粒污泥的解體，使懸浮物質(zhì)與厭氧微生物混合，將厭氧微生物擠出厭氧反應(yīng)器，從而降低了厭氧污泥的活性與反應(yīng)器中的活性厭氧污泥含量。嚴(yán)重時浮渣還會結(jié)成硬殼，在三相分離

8、器內(nèi)阻礙沼氣的釋放和收集，甚至?xí)枞託夤苈?。由此可見，廢水中懸浮固體物的含量對整個厭氧過程會有很大影響。所以廢水中的應(yīng)先經(jīng)預(yù)沉池去除。 營養(yǎng)：良好的營養(yǎng)條件是產(chǎn)甲烷菌和有關(guān)菌群代謝、生長的前提，淀粉廢水中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，在整個調(diào)試和正常運行的一年多來，基本上不需加營養(yǎng)物質(zhì)。 溫度：該工程在調(diào)試期間正值冬天，反應(yīng)器的抗緩沖能力比較弱，廢水在調(diào)節(jié)池中加熱至左右，再進入反應(yīng)器，確保反應(yīng)器的溫度維持在；在正常運行時，溫度的變化對的運行影響不大，產(chǎn)氣量的變化也比較小。 結(jié)論與建議 該工程成功地運用常溫生產(chǎn)工藝處理淀粉廢水，并在常溫條件下實現(xiàn)了反應(yīng)器接種活性污泥的顆粒化，在國內(nèi)淀粉行業(yè)尚屬首次。厭氧

9、處理提供的沼氣使整個污水處理廠能做到能量自給有余。 調(diào)試完成之后的滿負(fù)荷運行，單池反應(yīng)器的有機物容積負(fù)荷滿足甚至超過設(shè)計負(fù)荷，的去除率大于，加上后續(xù)工藝的處理，可滿足廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。 采用好氧活性污泥接種在反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)出厭氧顆粒污泥。 當(dāng)反應(yīng)器緩沖能力比較弱時，污泥流失比較嚴(yán)重，這對反應(yīng)器和后續(xù)的好氧處理工藝都會帶來不良的影響，建議在反應(yīng)器后加一沉淀池，以防反應(yīng)器污泥的過分流失和加重后續(xù)工藝的負(fù)擔(dān)，并去除出水懸浮物，提高出水水質(zhì)。另外，污泥返回反應(yīng)器作進一步分解后，還可減少污泥排放量，加速反應(yīng)器的污泥積累。特別是在反應(yīng)器啟動初期，能進行污泥回流，縮短啟動時間。 從沉淀池排出、部分回流至調(diào)節(jié)罐的污

10、泥，隨廢水再進入反應(yīng)器時，容易造成反應(yīng)器進水管的堵塞，建議污泥回流直接至反應(yīng)器，這樣既可減少進水管的堵塞，又可減少為解決堵塞從進水管放泥的做法，保持污泥床的穩(wěn)定。 作者簡介： 胡威夷()男，工程師，學(xué)士。uasb 1.1 uasb厭氧反應(yīng)罐 uasb厭氧反應(yīng)罐從啟動到正常運行(滿負(fù)荷)需要較長時間，特別是生產(chǎn)性裝置由于一些不可預(yù)見因素及管理不善(如難于取得較好的、足量的種泥，原水的沖擊負(fù)荷、反應(yīng)器身的某些缺陷等)，污泥培養(yǎng)及馴化所需的時間往往比計劃時間要長一些。一般分成幾個階段控制不同的運行條件，以達到盡快培養(yǎng)高濃度污泥(顆粒污泥最佳)的目的，各階段并無嚴(yán)格界線，所需檢測項目基本相同，但對運行

11、參數(shù)有不同的側(cè)重和要求，關(guān)鍵是根據(jù)反應(yīng)器在啟動階段的實際情況隨時進行調(diào)整以保證其正常工作。1.2 接種污泥活性恢復(fù)階段(23周) 接種污泥量為10gvssl。 種泥最好取其他污水廠的厭氧污泥，若無厭氧污泥或污泥量嚴(yán)重不足，則根據(jù)現(xiàn)場情況從下水道或污水塘等處取污泥(氣泡多的地方)經(jīng)篩網(wǎng)過濾后使用。 運行條件a 控制容積負(fù)荷為0.51.0kgcod(m3.d)；b 將進水稀釋至cod為4 000 mgl左右(可用其他廢水稀釋)，若進反應(yīng)器的流量為160 m3d(單池稀釋后水量)，則需cod為21，980mgl的原水量為30m3d(單池)左右；c 出水ph=7.27.8。 操作 a種泥投入反應(yīng)器前應(yīng)

12、先測定其ph值，并用石灰(或工業(yè)na2co3)調(diào)至ph=7.27.8； b種泥投入反應(yīng)器后，用稀釋后的檸檬酸廢水(cod3 000mgl)浸泡(靜置)12d(在浸泡前應(yīng)先將污泥靜沉1 d左右并排出部分上清液)，此時反應(yīng)器的低壓沼氣管均與大氣相通； c連續(xù)進水，同時開啟內(nèi)部回流泵(回流比為1:4)，此時高壓沼氣管接水封； d應(yīng)注意池內(nèi)的溫度變化，升溫不能過快； e防止反應(yīng)器酸化，當(dāng)反應(yīng)器出水ph6.5時應(yīng)增加進水中的堿量； f對ph的檢測要及時，用精密ph試紙即可； g在運行中少量污泥隨出水流失是正?，F(xiàn)象， 但當(dāng)大量污泥流失時應(yīng)采取措施，如停止進水、向水中加入聚鐵混凝劑(投加比例為0.1 kgm

13、3)并增大內(nèi)循環(huán)流量等，若污泥流失較多則應(yīng)補充種泥。在此階段去除cod不是主要目的，應(yīng)使污泥盡快適應(yīng)檸檬酸廢水并提高污泥活性，因此進、出水cod濃度的測定不必太頻繁，可安裝沼氣流量計通過產(chǎn)氣量來輔助判斷反應(yīng)器的運行情況； h污泥活性的測定：測定接種前及培養(yǎng)一定時間后的污泥活性(利用最大比產(chǎn)ch4速率法)掌握污泥性質(zhì)，最好能分析沼氣成分。1.3 逐步提高負(fù)荷階段(低負(fù)荷) 運行條件 a進水cod為5 000mgl左右； b容積負(fù)荷從1.0 kgcod(m3.d)逐步提高到3.0kgcod(m3.d)。 操作 提高容積負(fù)荷的操作應(yīng)逐步進行每次提高0.5kgc01(m3.d)左右，運行時間為10d)

14、，當(dāng)運行穩(wěn)定后(cod去除率穩(wěn)定或提高、不出現(xiàn)酸化等異?，F(xiàn)象)再提高負(fù)荷，若提高負(fù)荷后造成運行不好(如c0d去除率大幅下降等)則放緩提高負(fù)荷的速度。ph值及出水懸浮物的變化應(yīng)嚴(yán)格檢測，若異常應(yīng)采取措施。當(dāng)處理效率達85以上時可加快提高負(fù)荷；應(yīng)定期取泥觀察，測定vsstss比值(tss指混合液中總懸浮固體的濃度)。 1.4 提高進水濃度及負(fù)荷階段(較高負(fù)荷) 運行條件 容積負(fù)荷從3.0 kgcod(m3.d)逐步提高到滿負(fù)荷按單池進水量為160m3d左右、進水cod為21,980mgl算，則負(fù)荷為8.0kgc0d(m3.d)。 操作 a將容積負(fù)荷從3.0kgcod(m3.d)提高到4.0kgco

15、d/(m3.d)，進水cod為11,250mgl，進水量為160m3d，內(nèi)循環(huán)量為640m3d，穩(wěn)定運行10d； b容積負(fù)荷從4.0 kgcod(m3.d)提高到55 kgcod(m3.d)，進水cod為15,469mgi，進水量為160m3d，內(nèi)循環(huán)量為640m3d，穩(wěn)定運行10d； c容積負(fù)荷從5.5 kgcod(m3.d)提高到7.0kgcod(m3.d)，進水cod為19,688mgl，進水量為160m3d，內(nèi)循環(huán)量為640m3d，穩(wěn)定運行10d； d若出水ph降低，應(yīng)加大投堿量，并保證堿度為1,500mgl； e若調(diào)整負(fù)荷后反應(yīng)器發(fā)生異常應(yīng)采取降低負(fù)荷或暫時停止進水等措施； f定期取污泥觀察，若已形成顆粒污泥則可加快負(fù)荷的提高，同時加大內(nèi)循環(huán)量。1.5 滿負(fù)荷運行階段 運行條件 a進水cod從19 688 mgl逐漸提高至原水濃度，直接進反應(yīng)器； b容積負(fù)荷按滿負(fù)荷運行。 操作 a在滿負(fù)荷下進水濃度提高至原水濃度，直接進水，穩(wěn)定運行10d，內(nèi)循環(huán)量可以保持在400m3d左右； b原水直接進池后，內(nèi)循環(huán)量可