柠檬酸综合废水的处理工艺

马三剑1， 王江权¹， 刘 锋¹， 蒋京东¹， 金 海²， 林云明³
(1.苏州科技学院 环保系， 江苏 苏州 21 5011； 2.上虞市环保局， 浙江 上虞 312300；
3.杭州天宇环保公司， 浙江 杭州 310012)

　　摘　要：柠檬酸综合废水经预处理—UASB—曝气沉淀池—氧化沟工艺处理后，排放水可达到国家第二类污染物一级排放标准，厌氧所产生沼气的回收价值可与整个系统的运行费用持平。
　　关键词： 柠檬酸废水；厌氧；氧化沟；沼气
　　中图分类号： X703.1
　　文献标识码： C
　　文章编号：1000-4602(2002)09-0069-02

1 废水水质与水量

　　某柠檬酸厂生产过程中排放多股废水(浓糖水、洗糖水、洗滤布水等)，主要含有大量的可溶性有机物(糖类、脂肪酸、蛋白质、淀粉等)，其可生化性很好、不含有毒有害物质、呈现黄色。该厂柠檬酸产量为6×10⁴ t/a，其废水水质、水量见表1。

表1 柠檬酸综合废水水质、 水量 水量(m³/d) COD(mg/L) BOD(mg/L) pH 温度(℃) SS(mg/L) 色度(倍) 7 000 10 000 6 000 3～5 60～70 1 000 250

2 工艺流程

　　柠檬酸废水采用以预处理、厌氧UASB为主体，三级好氧为后处理的工艺流程(见图1)。

2.1 预处理
　　废水首先通过预处理除去固体物质、降低水温、均化水质。预处理构筑物包括初沉池、调节池、冷却塔，经预处理后废水水温降至37 ℃左右，达到中温厌氧发酵所需的要求，同时它还能保证处理系统运行的稳定性。
2.2 UASB 反应器
　　建有2座UASB反应器，总体尺寸为40 m×24 m×12.8 m，有效区高度为9.8 m。每座反应器的总体积为6144m³(为目前我国最大的单体单室反应器)，有效体积率也高达76%。实际运行的水力停留时间为32 h，容积负荷为8 kgCOD/(m³·d)，COD去除率为92%～93%，这在我国大型的UASB反应器中也是较高的^［1、2］。?
2.3 中沉池
　　由于厌氧出水中带有一定的污泥，而好氧进水要求污泥含量较低，因此在UASB反应器后建一座中沉池用来去除大部分的厌氧污泥。
2.4 曝气沉淀池
　　柠檬酸废水中含有大量的Ca²⁺(厌氧出水Ca²⁺高达700～900 mg/L)，如不去除会对好氧设备及构筑物产生较大影响，曝气沉淀池就是针对去除Ca²⁺而设计的。在池中Ca²⁺因适量曝气形成钙盐沉淀或被污泥吸附最终通过排放污泥将其去除。设有两座曝气沉淀池，总尺寸为18 m×9 m×8 m，其对Ca²⁺的去除率达 到30%以上，同时对COD的去除率为40%～50%。
2.5 一体式氧化沟
　　一体式氧化沟由厌氧段、兼氧段、好氧段、沉淀区、污泥回流区组成，在沟内完成废水中剩余有机污染物的水解、氧化及污泥回流过程，降低水中的污染物含量。氧化沟尺寸为65 m×30 m×8 m，其出水COD在100 mg/L左右，COD去除率达60%以上。
2.6 滴滤床
　　氧化沟的出水只能接近排放要求，因此须再加一级滴滤床进行深度生物处理以确保废水的达标排放。设计两座直径为16 m的滴滤床，经终沉池沉淀后的出水COD为80～90 mg/L。?

3 运行情况

　　整个废水处理系统自1999年12月投入运行以来，处理效果一直很稳定，运行情况见表2、图2。

表2 废水处理系统运行情况 处理单元 原水 初沉池 UASB反应器 曝气沉淀池 一体化氧化沟 滴滤床 COD(mg/L) 9000 10000 700 400 120 90 pH 4.5 4.5 7.1 7.8 8.0 8.0 SS(mg/L) 400 1000 200 100 50 4. 色度(倍) 180 200 20 50 30 25 温度(℃) 65 70 34 30 30 25

　　几个月的运行表明，整个废水处理系统对COD的去除率较高(99%以上)，同时具有较高的耐冲击能力。

4 污泥处置

　　初沉池污泥主要由柠檬酸钙、玉米渣、菌丝体等组成，厌氧污泥的产量很低(0.05～0.1 kgSS/kgCOD)，所产的污泥大部分留在反应器内，少部分在中沉池沉淀，极少部分进入好氧系统中。污泥经浓缩后用板框压滤机脱水，干污泥可利用。厌氧污泥为均匀颗粒(粒径为1～3 mm)，脱水非常容易且不需添加絮凝剂。曝气沉淀池的污泥含有大量的钙盐且污泥量较大，氧化沟的污泥量较少，滴滤床的污泥量更低，这些好氧污泥经浓缩后用带式压滤机进行脱水后外运填埋。

5 经济分析

　　整个污水处理系统的总运行功率约为400 kW，运行费用约为0.8元/m³。厌氧过程中沼气的产率为0.6m³/kgCOD，满负荷运行时沼气产量为29000～34000 m³/d(1m³废水产4～5m³沼气)，沼气的热值在35MJ/m³以上。目前设计了一台4 t/h的燃气锅炉(蒸汽用于生产上加热)和一台1.68×10⁷ kJ/h的直燃机(用于生产上溴化锂制冷)专门对沼气进行利用，由其回收价值每年可达200余万元，超过了废 水处理系统的电耗费用。另外，还有部分沼气供给食堂替代燃煤。锅炉及溴化锂直燃机不运行期间(或用气量小于产气量时)安全自动燃烧系统自动启动进行高空焚烧。

参考文献：

　　［1］ 蒋京东，刘锋.蚌埠柠檬酸厂综合废水的UASB法处理［J］.苏州城建环保学院学报，1998，1 2(1)：33-38.
　　［2］张自杰.环境工程手册(水污染防治卷)［M］.北京:高等教育出版社,1996.

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　　收稿日期：2002-02-04