《水处理》课程教学资源（参考资料）柠檬酸生产废水治理工程的调试

柠檬酸生产废水治理工程的调试 1废水水质与工艺流程 山东某柠檬酸厂的废水水质见表1,废水与污泥处理流程 见图1、2。 表1柠檬酸废水水质、水量 水量 项目 COD(mg/L)pHSs(mg/)色度(倍) (m3/d) 原液 680 26500A4.82267 1000 1次洗糖 150 205404.38331 水 2次洗糖 150 53004.37494 水 3次洗糖 150 47704.50200 水 离子交换 500 4901~2200 100 废水 板框冲洗 含大量菌 182002.31 水 丝渣 其他废水150010006~8

柠檬酸生产废水治理工程的调试 1 废水水质与工艺流程 山东某柠檬酸厂的废水水质见表 1，废水与污泥处理流程 见图 1、2。 表 1 柠檬酸废水水质、水量 项 目 水量 (m3/d) COD(mg/L) pH SS(mg/L) 色度(倍) 原液 680 26500 4.82 267 1000 1 次洗糖 水 150 20540 4.38 331 2 次洗糖 水 150 5300 4.37 494 200 3 次洗糖 水 150 4770 4.50 200 离子交换 废水 500 490 1～2 200 100 板框冲洗 水 90 18200 2.31 含大量菌 丝渣 其他废水 1500 1000 6～8

离了交换废水一[中和汹 废獅水愿 他废水 三過洗豺水 于画回 板框冲流水 气 药剂 反坛浮泡一阮淀2国氧化}匾淀池 达标图1废水处理流程 污喜碰气四书泡湾国节2 沉泡 沉2 气浮} 污泥]泥机械脱水 饼外运〔含水为70% 图2污泥处理流程 在使柠檬酸处理水达标的前提下,为最大程度地回收能源 降低运行成本,要对COD≥5000mg/L的废水先进行厌氧处理 (UASB厌氧反应罐),之后与低浓度废水混合,再进入好氧处理 工段,最后再由物化处理(气浮)尽可能地去除水中的污染物和色 度 2调试 2.1UASB厌氧反应罐 UASB厌氧反应罐从启动到正常运行(满负荷)需要较长时间, 特别是生产性装置由于一些不可预见因素及管理不善(如难于取 得较好的、足量的种泥,原水的冲击负荷、反应器本身的某些缺 陷等),污泥培养及驯化所需的时间往往比计划时间要长一些。 一般分成几个阶段控制不同的运行条件,以达到尽快培养高浓度

在使柠檬酸处理水达标的前提下，为最大程度地回收能源、 降低运行成本，要对 COD≥5000mg/L 的废水先进行厌氧处理 (UASB 厌氧反应罐)，之后与低浓度废水混合，再进入好氧处理 工段，最后再由物化处理(气浮)尽可能地去除水中的污染物和色 度。 2 调试 2.1 UASB 厌氧反应罐 UASB 厌氧反应罐从启动到正常运行(满负荷)需要较长时间， 特别是生产性装置由于一些不可预见因素及管理不善(如难于取 得较好的、足量的种泥，原水的冲击负荷、反应器本身的某些缺 陷等)，污泥培养及驯化所需的时间往往比计划时间要长一些。 一般分成几个阶段控制不同的运行条件，以达到尽快培养高浓度

污泥(颗粒污泥最佳)的目的,各阶段并无严格界线,所需检测项 目基本相同,但对运行参数有不同的侧重和要求,关键是根据反 应器在启动阶段的实际情况随时进行调整以保证其正常工作。 2.1.1接种污泥活性恢复阶段(2~3周) ①接种污泥量为10gVSS/L。 ②种泥最好取其他污水厂的厌氧污泥,若无厌氧污泥或污 泥量严重不足,则根据现场情况从下水道或污水塘等处取污泥 (气泡多的地方)经筛网过滤后使用。 ③运行条件 a.控制容积负荷为0.5~1.0kgC0D/(m3·d); b.将进水稀释至COD为4000mg/L左右(可用其他废水稀释), 若进反应器的流量为160m/d(单池稀释后水量),则需COD为 21980mg/L的原水量为30m/d(单池)左右 C.出水p7.2~7.8。 操作 a.种泥投入反应器前应先测定其pH值,并用石灰(或工业 Na2CO3)调至pH=7.2~7.8; b.种泥投入反应器后,用稀释后的柠檬酸废水(COD≤3000mg/L) 浸泡(静置)1~2d(在浸泡前应先将污泥静沉1d左右并排出部分 上清液),此时反应器的低压沼气管均与大气相通 C.连续进水,同时开启内部回流泵(回流比为1:4),此时 高压沼气管接水封;

污泥(颗粒污泥最佳)的目的，各阶段并无严格界线，所需检测项 目基本相同，但对运行参数有不同的侧重和要求，关键是根据反 应器在启动阶段的实际情况随时进行调整以保证其正常工作。 2.1.1 接种污泥活性恢复阶段(2～3 周) ① 接种污泥量为 10gVSS/L。 ② 种泥最好取其他污水厂的厌氧污泥，若无厌氧污泥或污 泥量严重不足，则根据现场情况从下水道或污水塘等处取污泥 (气泡多的地方)经筛网过滤后使用。 ③ 运行条件 a.控制容积负荷为 0.5～1.0kgCOD/(m3·d)； b.将进水稀释至COD为4000mg/L左右(可用其他废水稀释)， 若进反应器的流量为 160m3 /d(单池稀释后水量)，则需 COD 为 21980 mg/L 的原水量为 30m3 /d(单池)左右； c.出水 pH=7.2～7.8。 ④ 操作 a.种泥投入反应器前应先测定其 pH 值，并用石灰(或工业 Na2CO3)调至 pH=7.2～7.8； b.种泥投入反应器后，用稀释后的柠檬酸废水(COD≤3000mg/L) 浸泡(静置)1～2d(在浸泡前应先将污泥静沉 1d 左右并排出部分 上清液)，此时反应器的低压沼气管均与大气相通 ； c.连续进水，同时开启内部回流泵(回流比为 1∶4)，此时 高压沼气管接水封；

d.应注意池内的温度变化,升温不能过快; e.防止反应器酸化,当反应器出水p<6.5时应增加进水中 的碱量; f.对pH的检测要及时,用精密pH试纸即可; g.在运行中少量污泥随岀水流失是正常现象,但当大量污泥 流失时应采取措施,如停止进水、向水中加入聚铁混凝剂(投加 比例为0.Ikg/m3)并增大内循环流量等,若污泥流失较多则应补 充种泥。在此阶段去除COD不是主要目的,应使污泥尽快适应柠 檬酸废水并提高污泥活性,因此进、出水COD浓度的测定不必太 频繁,可安装沼气流量计通过产气量来辅助判断反应器的运行 情况;h.污泥活性的测定:测定接种前及培养一定时间后的污泥 活性(利用最大比产CH速率法)掌握污泥性质,最好能分析沼气 成分 2.1.2逐步提高负荷阶段(低负荷) ①运行条件 a.进水COD为5000mg/L左右; b.容积负荷从1.0kgCO0D/(m·d)逐步提高到 3.0kgCO/(m3·d)。 ②操作 提高容积负荷的操作应逐步进行[每次提高0.5kgC0D/(m3d) 左右,运行时间为10d],当运行稳定后(COD去除率稳定或提高、 不出现酸化等异常现象)再提高负荷,若提高负荷后造成运行不

d.应注意池内的温度变化，升温不能过快； e.防止反应器酸化，当反应器出水 pH＜6.5 时应增加进水中 的碱量； f.对 pH 的检测要及时，用精密 pH 试纸即可； g.在运行中少量污泥随出水流失是正常现象，但当大量污泥 流失时应采取措施，如停止进水、向水中加入聚铁混凝剂(投加 比例为 0.1kg/m3 )并增大内循环流量等，若污泥流失较多则应补 充种泥。在此阶段去除 COD 不是主要目的，应使污泥尽快适应柠 檬酸废水并提高污泥活性，因此进、出水 COD 浓度的测定不必太 频繁，可安装沼气流量计通 过产气量来辅助判断反应器的运行 情况；h.污泥活性的测定：测定接种前及培养一定时间后的污泥 活性(利用最大比产 CH4速率法) 掌握污泥性质，最好能分析沼气 成分。 2.1.2 逐步提高负荷阶段(低负荷) ① 运行条件 a.进水 COD 为 5000mg/L 左右； b. 容 积 负 荷 从 1.0kgCOD/(m3 · d) 逐 步 提 高 到 3.0kgCOD/(m3·d)。 ② 操作 提高容积负荷的操作应逐步进行［每次提高 0.5kgCOD/(m3·d) 左右，运行时间为 10d］，当运行稳定后(COD 去除率稳定或提高、 不出现酸化等异常现象)再提高负荷，若提高负荷后造成运行不

好(如COD去除率大幅下降等)则放缓提高负荷的速度。pH值及 出水悬浮物的变化应严格检测,若异常应采取措施。当处理效率 达85%以上时可加快提高负荷。应定期取泥观察,测定VSS/TSS 比值(TSS指混合液中总悬浮固体的浓度)。 2.1.3提高进水浓度及负荷阶段(较高负荷) ①运行条件 容积负荷从3.0kgOD/(m3·d)逐步提高到满负荷[按单池进 水量为160m/d左右、进水CO为21980mg/L算,则负荷为8.0 kgCOD/(m3·d)]。 ②操作 a.将容积负荷从3.0 kgCoD/(m3t)提高到4.0 kgCoD/(m3t), 进水COD为11250mg/L,进水量为160m/d,内循环量为640m/d, 稳定运行10d; b.容积负荷从4.0kgC0D/(m3·d)提高到5.5kgOD/(m·d), 进水COD为15469mg/L,进水量为160m/d,内循环量为640m3/d, 稳定运行10d; c.容积负荷从5.5 kgCOD/(m3·d)提高到7.0 kgCOD/(m3·d), 进水COD为19688mg/L,进水量为160m/d,内循环量为640m/d 稳定运行10d d.若出水pH降低,应加大投碱量,并保证碱度为1500mg/L; e.若调整负荷后反应器发生异常应采取降低负荷或暂时停

好(如 COD 去除率大幅下降等)则放缓提高负荷的速度。pH 值及 出水悬浮物的变化应严格检测，若异常应采取措施。当处理效率 达 85%以上时可加快提高负荷。应定期取泥观察，测定 VSS/TSS 比值(TSS 指混合液中总悬浮固体的浓度)。 2.1.3 提高进水浓度及负荷阶段(较高负荷) ① 运行条件 容积负荷从 3.0kgCOD/(m3·d)逐步提高到满负荷［按单池进 水量为 160m3 /d 左右、进水 COD 为 21980mg/L 算，则负荷为 8.0 kgCOD/(m3·d)］。 ② 操作 a.将容积负荷从 3.0kgCOD/(m3·d)提高到 4.0 kgCOD/(m3·d)， 进水 COD 为 11250mg/L，进水量为 160m3 /d，内循环量为 640m3 /d， 稳定运行 10d； b.容积负荷从 4.0kgCOD/(m3·d)提高到 5.5kgCOD/(m3·d)， 进水 COD 为 15469mg/L，进水量为 160m3 /d，内循环量为 640m3 /d， 稳定运行 10d； c.容积负荷从 5.5kgCOD/(m3·d)提高到 7.0kgCOD/(m3·d)， 进水 COD 为 19688mg/L，进水量为 160m3 /d，内循环量为 640m3 /d， 稳定运行 10d； d.若出水 pH 降低，应加大投碱量，并保证碱度为 1500mg/L； e.若调整负荷后反应器发生异常应采取降低负荷或暂时停

止进水等措施; f.定期取污泥观察,若已形成颗粒污泥则可加快负荷的提 高,同时加大内循环量 2.1.4满负荷运行阶段 ①运行条件 a.进水CO从19688ng/L逐渐提高至原水浓度,直接进反应器; b.容积负荷按满负荷运行 ②操作 a.在满负荷下进水浓度提高至原水浓度,直接进水,稳定运 行10d,内循环量可以保持在400m/d左右 b.原水直接进池后,内循环量可根据具体情况调整: C.pH值等其他运行参数同前。 2.1.5注意事项 ①沼气管路水封中的水位应符合要求 ②观察反应器顶部进水管水位以判断各进水管是否正常, 否则可能造成布水不匀 ③应按规定进行正常的检测、分析。 ④应配置沼气流量计并进行产气量记录。 ⑤处理厂应准备一定量的石灰、聚铁、工业Na2CO3等药品。 ⑥厌氧反应罐调试所用的时间比预计的安排可能要长 些,一些操作步骤也会因现场实际情况而与计划不符,要灵活

止进水等措施； f.定期取污泥观察，若已形成颗粒污泥则可加快负荷的提 高，同时加大内循环量。 2.1.4 满负荷运行阶段 ① 运行条件 a.进水 COD 从 19688mg/L 逐渐提高至原水浓度，直接进反应器； b.容积负荷按满负荷运行。 ② 操作 a.在满负荷下进水浓度提高至原水浓度，直接进水，稳定运 行 10d，内循环量可以保持在 400m3 /d 左右； b.原水直接进池后，内循环量可根据具体情况调整； c.pH 值等其他运行参数同前。 2.1.5 注意事项 ① 沼气管路水封中的水位应符合要求。 ② 观察反应器顶部进水管水位以判断各进水管是否正常， 否则可能造成布水不匀。 ③ 应按规定进行正常的检测、分析。 ④ 应配置沼气流量计并进行产气量记录。 ⑤ 处理厂应准备一定量的石灰、聚铁、工业 Na2CO3等药品。 ⑥ 厌氧反应罐调试所用的时间比预计的安排可能要长一 些，一些操作步骤也会因现场实际情况而与计划不符，要灵活

随机应变。 ⑦应测定出水有机酸(VFA)浓度,当VFA<500mg/L时才能 增加负荷。 2.2生物接触氧化 生物接触氧化池的培菌需从同类生产工艺的工厂引进活性 污泥(含水率为96%~98%,泥量为池容的0.01~0.05),如果活 性污泥量多则可加快挂膜速度。首先,将污泥投入接触氧化池, 然后把约为1/3池容的废水泵入池中,再加满自来水,控制此时 水中的pH值为7、BOD为200mg/L左右(若BOD较低,可加入1~ 3kg工业葡萄糖,同时加入0.1~0.3kg的尿素;若离食堂较近, 可加入适量的淘米水、面汤等以增加碳源)。在满足上述条件后, 启动鼓风机连续曝气&h后再补充工业废水。在曝气过程中要控 制池中溶解氧含量在2~4mgL之间,并需测试污泥沉降比,若 发现该值逐渐减少,说明这些污泥已粘附在填料上。闷曝1d且 每隔8h加入适量的葡萄糖和尿素、更换1/3池容的工业废水。 对微生物进行镜检时若发现水中游离细菌增多或豆形虫等原生 动物逐步增加r说明培颈护作眨S堤炜伎山辛耸敝灰扑隆妗H 为6~8、BOD为150~250mg/L、COD为600~800mg/L、水量为 设计水量的1/5。若发现其他条件都满足,但进水BOD较低则可 投入少量工业葡萄糖,此阶段BOD:N:P值可略髙100:5:1。 由于驯化与培菌同时进行,其挂膜速度很快,一般3~5d后在 填料表面上就可以开始看到有很薄的一层膜,把它刮下来后进

随机应变。 ⑦ 应测定出水有机酸(VFA)浓度，当 VFA＜500mg/L 时才能 增加负荷。 2.2 生物接触氧化 生物接触氧化池的培菌需从同类生产工艺的工厂引进活性 污泥(含水率为 96%～98%，泥量为池容的 0.01～0.05)，如果活 性污泥量多则可加快挂膜速度。首先，将污泥投入接触氧化池， 然后把约为 1/3 池容的废水泵入池中，再加满自来水，控制此时 水中的 pH 值为 7、BOD 为 200mg/L 左右(若 BOD 较低，可加入 1～ 3kg 工业葡萄糖，同时加入 0.1～0.3kg 的尿素；若离食堂较近， 可加入适量的淘米水、面汤等以增加碳源)。在满足上述条件后， 启动鼓风机连续曝气 8h 后再补充工业废水。在曝气过程中要控 制池中溶解氧含量在 2～4 mg/L 之间，并需测试污泥沉降比，若 发现该值逐渐减少，说明这些污泥已粘附在填料上。闷曝 1d 且 每隔 8h 加入适量的葡萄糖和尿素、更换 1/3 池容的工业废水。 对微生物进行镜检时若发现水中游离细菌增多或豆形虫等原生 动物逐步增加ｒ说明培颈护作眨Ｓ堤炜伎山辛耸敝灰扑隆妗 H 为 6～8、BOD 为 150～250mg/L、COD 为 600～800mg/L、水量为 设计水量的 1/5。若发现其他条件都满足，但进水 BOD 较低则可 投入少量工业葡萄糖，此阶段 BOD∶N∶P 值可略高 100∶5∶1。 由于驯化与培菌同时进行，其挂膜速度很快，一般 3～5 d 后在 填料表面上 就可以开始看到有很薄的一层膜，把它刮下来后进

行镜检,发现其透光性好,有原生动物如纤毛虫、累枝虫、钟虫 等出现,此时系统对COD的去除率可达30%~50%。若微生物增 殖正常,可加大水量至池容的1/3~1/2,大约10d后可按设计 水量进行处理,这时挂膜基本完成,微生物开始大量繁殖,COD 去除率为50%~70%。若在此去除率情况下能稳定运行1个月左 右,则当水量逐步加大时可不必再添加外源营养物。随着时间的 延长,生物膜开始新陈代谢,老膜开始剥落,出水中出现悬浮物, 标志着挂膜阶段结束,可进入正常运转。 2.3气浮 废水经过厌氧一好氧处理后,大多数可溶性有机物基本被去 除。对水中大多数细小悬浮固体、胶体以及大分子难生物降解的 有机物采用加药气浮反应池进行处理 试验结果见表2。 表2气浮加药量试验结果mg/L 项目 2 345678 PAC 50 100150200150200250300 PAM 5 1010 进 550 556543547531567580525 SS水 317 27916780319267170130

行镜检，发现其透光性好，有原生动物如纤毛虫、累枝虫、钟虫 等出现，此时系统对 COD 的去除率可达 30%～50%。若微生物增 殖正常，可加大水量至池容的 1/3～1/2，大约 10d 后可按设计 水量进行处理，这时挂膜基本完成，微生物开始大量繁殖，COD 去除率为 50%～70%。若在此去除率情况下能稳定运行 1 个月左 右，则当水量逐步加大时可不必再添加外源营养物。随着时间的 延长，生物膜开始新陈代谢，老膜开始剥落，出水中出现悬浮物， 标志着挂膜阶段结束，可进入正常运转。 2.3 气浮 废水经过厌氧—好氧处理后，大多数可溶性有机物基本被去 除。对水中大多数细小悬浮固体、胶体以及大分子难生物降解的 有机物采用加药气浮反应池进行处理。 试验结果见表 2。 表 2 气浮加药量试验结果 mg/L 项 目 1 2 3 4 5 6 7 8 PAC 50 100 150 200 150 200 250 300 PAM 5 5 10 10 SS 进 水 550 556 543 547 531 567 580 525 出 317 279 167 80 319 267 170 130

水进水出水 760 770765759765748730758 COD // 415 380290245390310289240 从表2可以看出,将PAC和PAM按15:1的剂量投加可使 SS的去除率(80%)明显高于单独使用PAC的处理效果且水的透明 度也较好,呈淡黄色。由于PAM的价格较高(为PAC的3倍以上) 因此在工业化试验中直接采用PAC去除水中的悬浮物,当药量达 到250mg/L时出水已能达到国家《污水综合排放标准》 3结语 高浓度柠檬酸废水经过厌氧处理后,与低浓度有机废水混合 进入接触氧化池,再进入气浮系统,最终出水COD在250~ 300ng/L之间,可满足《污水综合排放标准》中新扩改企业发酵 行业二级标准(COD≤300mg/L、SS≤200mg/L、p6~9)

水 COD 进 水 760 770 765 759 765 748 730 758 出 水 415 380 290 245 390 310 289 240 从表 2 可以看出，将 PAC 和 PAM 按 15∶1 的剂量投加可使 SS 的去除率(80%)明显高于单独使用 PAC 的处理效果且水的透明 度也较好，呈淡黄色。由于 PAM 的价格较高(为 PAC 的 3 倍以上)， 因此在工业化试验中直接采用 PAC 去除水中的悬浮物，当药量达 到 250mg/L 时出水已能达到国家《污水综合排放标准》。 3 结语 高浓度柠檬酸废水经过厌氧处理后，与低浓度有机废水混合 进入接触氧化池，再进入气浮系统，最终出水 COD 在 250～ 300mg/L 之间，可满足《污水综合排放标准》中新扩改企业发 酵 行业二级标准(COD≤300mg/L、SS≤200mg/L、pH=6～9)