UASB-氧化溝工藝處理(lǐ)醬油廢水

流式厭氧污泥床反應器(UASB)是近幾年發展的一種新(xīn)型厭氧反應器，具有污泥濃度高、結構簡單、運行穩定等特點。氧化溝是一種新(xīn)型活性污泥法。采用(yòng)UASB-氧化溝工藝處理(lǐ)某食品公司的醬油廢水，本文(wén)對該工程進行介紹和分(fēn)析。

1工程概況

本污水處理(lǐ)工程涉及的污水來源于廣東省某食品有限公司在醬油加工過程中排放的生産污水。該污水中含有原料所夾帶的泥沙、半成品和成品流失而形成的較高濃度的有機污染物(wù)質(zhì)。該廠廢水的最大量為(wèi)800m3/d，考慮到生産量的波動，該工程的設計水量為(wèi)1000m3/d，處理(lǐ)後出水水質(zhì)執行《廣東省污水排放标準》（DB44/26-2001）一級标準。該工程的設計進水水質(zhì)和排放标準見表1。

2廢水處理(lǐ)工藝

2.1工藝流程選擇

本工程處理(lǐ)的污水有機物(wù)濃度高,BOD5/COD為(wèi)0.6以上，可(kě)生化性很(hěn)好。一般宜采用(yòng)生化處理(lǐ)。該類廢水通常的處理(lǐ)工藝有兩種，一種是兩級或多(duō)級好氧生物(wù)處理(lǐ)工藝；另一種是厭氧-好氧生物(wù)處理(lǐ)工藝。經綜合比較這兩種生物(wù)處理(lǐ)工藝，厭氧-好氧工藝具有很(hěn)強的競争性，它是一種省電(diàn)省能(néng)、運行費用(yòng)低的工藝。所以本工程采用(yòng)UASB-氧化溝工藝。工藝流程如圖1所示。

2.2工藝流程說明

集水井進水口設細格栅機，去除一些較大的懸浮物(wù)和漂浮物(wù)。污水自流進入集水井，從集水井用(yòng)水泵提升到撇油沉澱池，進行除油和初次沉澱，并設污泥泵将沉澱污泥輸送至污泥池。廢水在調節池停留一定的時間勻質(zhì)勻量後，用(yòng)污水泵抽送到UASB反應器的底部，在UASB反應器内進行厭氧處理(lǐ)。廢水在氧化溝進行好氧處理(lǐ)，降解廢水中剩餘的有機物(wù)。在氧化溝内曝氣器的作(zuò)用(yòng)下，廢水與污泥在各槽内循環流動，處于完全混合狀态，接觸效果好，生化反應完全。廢水經UASB+氧化溝處理(lǐ)後，90%以上的有機物(wù)被去除。氧化溝的出水進入二沉池，經沉澱後，出水pH值、COD、BOD5、SS、NH3-N、色度等指标都能(néng)達到排放标準。二沉池污泥進入污泥濃縮池，經濃縮後回流到氧化溝内，剩餘污泥進入池，經污泥脫水機脫水形成泥渣後外運處置。

2.3工藝特點

(1)工藝流程簡單，構築物(wù)少、布置緊湊，占地面積小(xiǎo)，基建和運行費用(yòng)低；(2)活性污泥高，處理(lǐ)效果好，出水水質(zhì)清澈、穩定，出水懸浮物(wù)含量少；(3)厭氧段在無動力的情況下，可(kě)去除60%左右的有機物(wù)，大大降低了廢水的處理(lǐ)成本，好氧段的動力消耗少；(4)對水溫、pH值、COD的抗沖擊負荷能(néng)力強；(5)污泥産生量少，污泥性質(zhì)穩定，并可(kě)回收沼氣。

2.4主要工藝單元

2.4.1UASB反應器

UASB反應器分(fēn)為(wèi)3層，上部為(wèi)氣、固、液三相分(fēn)離器，中部有污泥懸浮層，底部有一污泥床層。醬油廢水用(yòng)污水泵抽送到UASB反應池的底部，以0.5～2.0m/h的上流速度向上流過由絮狀或顆粒狀污泥組成的污泥床。随着污水與污泥相接觸而發生厭氧反應，有機物(wù)被兼性菌和厭氧菌分(fēn)解成沼氣，沼氣引起污泥床擾動。在污泥床産生的氣體(tǐ)中有一部分(fēn)附在污泥顆粒上，自由氣泡和附着在污泥顆粒上的氣泡上升至反應器的頂部。污泥顆粒的上升撞擊到脫氣擋闆的底部，這引起附着的氣泡釋放；脫氣的顆粒污泥沉澱回到污泥層的表面。自由氣體(tǐ)和污泥顆粒釋放的氣體(tǐ)被收集在反應器頂部的集氣室内。液體(tǐ)中包含一些剩餘的固體(tǐ)物(wù)和生物(wù)顆粒進入到沉澱室内，剩餘固體(tǐ)和生物(wù)顆粒從液體(tǐ)中分(fēn)離并通過反射闆落回到污泥層的上面。

UASB反應器的主要特點是集厭氧消化與三相分(fēn)離（沼氣、污水和顆粒物(wù)的分(fēn)離）于一體(tǐ)，結構緊湊；将接種的厭氧或好氧絮狀污泥培養成沉降性能(néng)好、活性高的厭氧顆粒污泥；反應器的污泥層中微生物(wù)濃度高，容積負荷率大，水力停留時間短，耐沖擊負荷能(néng)力強，運行穩定性好；既發揮了厭氧消化不需供氧的優點，又克服了傳統厭氧消化反應器效率低、體(tǐ)積龐大以及中溫厭氧消化反應器投資與運行費用(yòng)高、操作(zuò)管理(lǐ)複雜的缺點。

本工程中，UASB池共有四座，UASB的設計水力負荷為(wèi)0.2m3/m2·h，水力停留時間18h；設計體(tǐ)積負荷為(wèi)3.0kgCOD/m3·d，所需有效容積533m3，池體(tǐ)尺寸5.8m×5.8m×5.0m，實際有效容積672m3，實際體(tǐ)積負荷2.4kgCOD/m3·d，小(xiǎo)于設計體(tǐ)積負荷，滿足要求。産生的污泥量160kg，取污泥含水率為(wèi)99.6%，污泥體(tǐ)積為(wèi)40m3/d。

2.4.2氧化溝

氧化溝是在傳統活性污泥法基礎上改型和發展，由于其曝氣池呈封閉的溝渠形，污水和活性污泥的混合液在其中不斷循環流動。它将曝氣、沉澱、污泥穩定等處理(lǐ)過程為(wèi)一體(tǐ)，間歇運行，COD去除率高達95%，管理(lǐ)方便，運行效果穩定。

本工程中，由于醬油廢水濃度較高，UASB處理(lǐ)出水達不到排放标準，需接好氧處理(lǐ)。而且廢水NH3-N濃度超過排放标準，因而在方案選擇時需要可(kě)同時去除氨氮和有機物(wù)功能(néng)的生化處理(lǐ)設施。目前，國(guó)内常用(yòng)的脫氮工藝為(wèi)A/O系統、SBR和SBR的變種以及氧化溝等技(jì )術。其中氧化溝工藝的硝化和反硝化分(fēn)開，能(néng)發揮各自功能(néng)，不需混合液内回流，因而運行費用(yòng)低，是既去除有機物(wù)同時還去除NH3-N較好的生化工藝，具有耐沖擊負荷和出水穩定等優點。

氧化溝分(fēn)為(wèi)好氧區(qū)和缺氧區(qū)。好氧區(qū)設提升式微孔曝氣器，提升式微孔曝氣器的特點是在運行時可(kě)進行維修，不需要停産維修；缺氧區(qū)設3台液下推流器。為(wèi)了減少地基的打樁量，節省基建投資，本工程将氧化溝建在調節池的上部。設污泥濃度MLSS為(wèi)4500mg/L，并取污泥負荷為(wèi)0.12kgBOD5/kgVSS·d。設計體(tǐ)積負荷0.2kgBOD5/m3·d，所需容積900m3，池體(tǐ)尺寸32.9m×12.0m×6.0m，實際容積1200m3，大于所需容積，滿足要求；污泥産生量72kg，取污泥含水率為(wèi)99.6%，污泥體(tǐ)積為(wèi)18m3/d；設進氧化溝的BOD5濃度200mg/L，NH3-N濃度46mg/L，所需的空氣量12m3/min。

3運行調試及處理(lǐ)效果

整個工藝的啓動調試分(fēn)4個階段，污泥馴化培養階段、顆粒污泥形成階段、提高處理(lǐ)負荷階段和顆粒污泥富集階段。厭氧工段所需污泥取自某城市污水處理(lǐ)廠的脫水硝化污泥，好氧工段所用(yòng)污泥取自城市污水處理(lǐ)廠的好氧脫水污泥。調試時首先将厭氧池升溫至35℃左右，控制進水量在90m3/h左右，白天進水，晚上停止進水，同時清理(lǐ)UASB和氧化溝液面上由污泥帶入的雜物(wù)，注意觀察液面，不讓厭氧池和氧化溝内污泥流失。如果出水中帶有大量的污泥則停止進水，同時監測控制UASB反應器進水總量、進出水pH值、溫度，将UASB反應器進水pH值控制在6.5～7.5之間。然後逐步加大水量，并控制揮發酸濃度在3mg/L以内。每天對COD定期監測，當COD去除率達到75%以上時，再逐步增大流量。經過3個月的調試，系統調試成功并投入正常運行。正常運行後連續7d監測結果見表2。

4.1處理(lǐ)效果4讨論

UASB-氧化溝工藝可(kě)以有效處理(lǐ)醬油廢水，醬油廢水在進水COD為(wèi)1648mg/L、BOD5為(wèi)1035mg/L、SS為(wèi)366mg/L，pH為(wèi)6.9、色度為(wèi)64倍、NH3-N為(wèi)70mg/L的條件下，經UASB-氧化溝工藝處理(lǐ)後，外排廢水COD為(wèi)79mg/L、BOD5為(wèi)16mg/L、SS為(wèi)38mg/L、pH為(wèi)7.5、色度為(wèi)8倍、NH3-N為(wèi)7mg/L，相應的COD去除率為(wèi)95.2%、BOD5去除率為(wèi)98.5%、SS去除率為(wèi)89.6%、色度脫除率為(wèi)87.5%、NH3-N去除率為(wèi)90%。醬油廢水經過UASB-氧化溝工藝處理(lǐ)後，能(néng)夠達标排放。

4.2抗負荷沖擊能(néng)力

COD去除率随進水COD濃度的變化如圖2所示。結果表明，UASB反應器處理(lǐ)效率受外界影響較大，達到穩定，COD去除效率約為(wèi)60%。氧化溝具有耐負荷沖擊性能(néng)，保持較高的COD去除率，約為(wèi)90%。而對于整個UASB-氧化溝系統，盡管進水COD的水質(zhì)變化較大，但由于氧化溝抗沖擊負荷能(néng)力強，所以出水水質(zhì)穩定、波動不大。

4.3對溫度的适應性

該工程從開始啓動至今，池内溫度在15～35℃變化，但廢水水質(zhì)始終維持在較高的處理(lǐ)水平，出水濃度不受影響。該工藝在不同的溫度範圍内都能(néng)取得較好的處理(lǐ)效果，是由于反應池截留污泥量多(duō)，不同種類的微生物(wù)聚集在一起，在不同的溫度範圍内不同的菌種大量生長(cháng)繁殖，起主導淨化效果的緣故。

5結論

UASB-氧化溝工藝處理(lǐ)醬油廢水，取得了非常好的效果，出水水質(zhì)能(néng)夠穩定達到《廣東省污水排放标準》（DB44/26-2001）一級标準，而且該工藝具有占地面積小(xiǎo)，處理(lǐ)效果好，運行費用(yòng)低等特點，能(néng)廣泛應用(yòng)于醬油廢水處理(lǐ)和發酵廢水處理(lǐ)的實際工作(zuò)中。

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