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高浓度废水处理)

第一节高浓度有机废水的处理高浓度有机废水的处理技术取决于废水的性质,根据高浓度有机废水的性质和来源可分为三类,每一类再选择适宜的处理方法。

1.易于生物降解的高浓度有机废水,它一般来自以农牧产品为原料的工业废水,如食品工业废水,它们是一种宝贵的资源,可用来生产细胞蛋白和或用厌氧消化回收能源。

2.高浓度有机废水中有机物是可以生物降解的,但废水中含有有害物质,这类废水主要来自制药工业和化学工业等。

它们可以采取适当的预处理控制和去除废水中的有害物质后再采用微生物处理,这样做比物化方法处理经济。

3.难于生物降解的和有害的高浓度有机废水,它主要来自有机合成化学工业和某些农药厂等,这类废水首先通过焚烧或湿法氧化等理化手段处理,再进行补充的生物处理。

一、酒糟废液生产饲料酵母1.糖蜜和淀粉原料酒糟的化学成分酒糟的化学组成随原料的品种、质量和酒精生产工艺的不同而有较大的变化。

下列组成(表9-1,表9-2)只是参考值。

2.糖蜜酒糟生产干饲料酵母工艺流程见图9-1。

3.淀粉原料酒糟生产干饲料酵母工艺流程见图9-2。

干燥以下的工艺同糖蜜酒糟生产干饲料酵母工艺流程。

4.酒糟生产饲料酵母工艺过程说明(1)菌种应采用繁殖迅速,无毒和营养成分好的菌株,常用的有:产朊假丝酵母(Candida utilis)、热带假丝酵母(C.tropicalis)和球拟酵母(Torulopsis pinus)等。

(2)培养液制备①糖蜜酒糟制备培养液的工艺流程见图9-3。

②淀粉原料酒糟制备培养液的工艺流程见图9-4。

③有关操作条件酒糟浓度在6.8%~7.2%之间,冷却温度25℃左右,酵母增殖罐温度在33℃~35℃,酵母培养最适pH在4.0~4.2。

培养液中投入营养盐的数量为磷酸0.9kg/m3~1.0kg/m3、尿素1.0kg/m3~1.1kg/m3或者磷酸二氢铵1.3kg/m3、尿素0.5kg/m3。

(3)酵母种子纯培养试管斜面→茄形瓶斜面→一级纯培养种子罐0.06m3→二级培养种子罐0.6m3→种子罐6m3→酵母增殖罐20m3~25m3有关培养工艺条件见表9-3。

淀粉质原料酒糟粗滤液培养饲料酵母常采用连续培养法。

在一级纯培养罐中连续流加培养12h,二级纯培养罐中流加10h~12h,通气量60m3/m3·h(V/V=1/1)。

(4)商品酵母培养采用连续培养法常用的培养罐是中心升液空气分配和扩散式培养罐,容积为320m3~600m3(有效容积85m3~170m3)。

连续培养的稀释比为0.143h-1,相当于停留时间7h。

(5)酵母分离、洗涤酵母培养液中有三分之二是泡沫,分离前要消泡。

常用的消泡剂有植物油、皂脚和硅酮油等。

糖蜜酒糟酵母培养液分离、洗涤流程:酵母培养液→消泡→三级离心和洗涤→酵母乳(含酵母450g/L~500g/L)。

淀粉质原料酒糟酵母培养液的分离过程:酵母培养液→消泡→振动筛(筛孔直径0.22mm~0.25mm)→二级离心和洗涤→酵母乳(含酶母450g/L)。

乳(含酵母450g/L)。

酵母分离、洗涤过程损失不大于7%。

(6)酵母自溶酵母自溶的目的是杀死酵母和杂菌,以增加可同化率、防止病害和减少酵母生命活动带来的损失。

此外,自溶使酵母乳粘度降低,消除泡沫和排除空气及二氧化碳,有利于干燥的进行。

酵母乳→加热至75℃→保持45min→送去干燥。

</PGN0201A.TXT/PGN>(7)酵母干燥生产规模小的工厂用滚筒干燥(蒸发量不大于1t/h),规模大的工厂用喷雾干燥。

滚筒干燥器的蒸发能力为1t/h~1.2t/h,当酵母乳浓度为500g/L时,生产能力为250kg/h 10%水分的干酵母。

喷雾干燥器用的加热气体温度为280℃~300℃,出口温度为85℃~95℃。

3.5t /h、5.5t/h和7t/h蒸发能力的喷雾干燥器,其相应的酵母产量为520kg/h~640kg/h、820kg/h~980kg/h和1060kg/h~1270kg/h。

每蒸发1kg水消耗的天然气或重油分别为0.117m3~0.130m3和0.110kg~0.123kg。

酵母损失不应大于2%。

(8)酵母干燥、造粒和贮藏工艺流程酵母干燥、造粒和贮藏工艺流程见图9-6。

(9)成品干酵母指标干酵母外型为粉状或颗粒状,色泽为淡黄色或浅咖啡色,无杂味,湿度不大于10%。

糠蜜酒糟酵母灰分不大于14%(干基),淀粉原料酒糟酵母灰分不大于10%。

干酵母粗蛋白优质不小于56%、Ⅰ级不小于51%、Ⅱ级不小于46%和Ⅲ级不小于43%。

</PGN0201B.TXT/PGN>二、豆制品废水的厌氧好氧处理1.在生产豆制品的过程中,产生高浓度有机废水——黄泔水,其水质约为COD13000mg/L,BOD56000mg/L。

2.废水处理工艺废水处理采用厌氧好氧生物处理工艺,其处理工艺流程如图9-7所示。

在实际处理过程中,黄泔水首先流入集水池,然后泵入加热器加热,加热后的废水进入两组厌氧塔底部的布水器进行厌氧处理,产生甲烷和二氧化碳。

甲烷被从厌氧塔顶部引出经气水分离器和脱硫装置进行气水分离和除硫,然后送入甲烷相贮存供用户使用。

厌氧处理后的废水含有大量污泥,被引入污泥分离罐进行泥水分离,分离出的水称为溢流液,被贮入地下集水池和其他低浓度废水混合。

污泥含有厌氧菌,进入污泥贮罐,其中一部分被送回厌氧塔进行厌氧处理。

其他低浓度有机废水和厌氧处理后的溢流液进行好氧处理,废水首先从地下集水井泵入高位槽,然后进入一组串联的充氧生物转盘进行好氧分解,处理后的废水进入二次沉淀池,上清液被引入煤渣过滤层进行过滤,然后排放。

污泥进入板框压滤机脱去水分外运。

厌氧处理部分:好氧生物处理部分:3.废水处理工艺设计参数(1)厌氧处理系统黄泔水量为60m3/d,进水COD小于20000mg/L,温度在32℃~35℃之间。

废水在厌氧塔中停留时间48h,COD去除率大于80%,厌氧塔体积负荷为10kg(BOD)/m3·d,甲烷产率4m3/m3·d,溢流液COD小于400mg /L。

(2)好氧处理系统好氧系统处理水量180m3/d,进水COD小于800mg/L,BOD 小于300mg/L,水力停留时间为1.1h,COD去除率大于60%,BOD去除率大于85%,转盘面积负荷为45g(COD)/m2·d或16.9g(BOD)/m2·d,出水BOD 为45mg/L。

4.主要设备规格型号厌氧塔两个,每个直径3.2m,高8.4m。

生物转盘两只,每只表面积1600m2,生物转盘氧化槽6.5m3。

好氧高位槽直径为1.2m,高为1.4m。

污泥贮罐直径1m,高为1.8m。

污泥池长2m,宽2.5m,高1m。

5.处理效果废水处理实际效果如表9-4。

实测结果表明,厌氧处理系统的COD 去除率大于90%,符合设计要求。

生物转盘处理效果平均为COD去除率60%,BOD去除率70%,出水平均水质为COD200mg/L。

第二节造纸废水的处理在制浆和造纸生产过程中主要产生三类废水:黑液、中段废水和纸机白水。

各类废水的处理方法根据其水质特征来决定。

黑液的主要成分是木质素、纤维素、半纤维素、单糖、有机酸及氢氧化钠等,可以综合利用,回收有用物质,例如乙醇、纤维素、木质素、甲烷、氢氧化钠等。

中段废水一般采用好氧的微生物处理方法来治理,例如氧化塘、活性污泥法和生物膜法等。

纸机白水采用沉淀或气浮的方法实现白水回用,固体渣也可再制浆。

一、亚硫酸盐纸浆废液生产酒精1.亚硫酸盐纸浆废液的组成亚硫酸盐纸浆废液是以木材为原料,用亚硫酸盐法制造纸浆时,从蒸煮锅回收的废液。

它是一种黄色至淡褐色的酸性溶液。

每生产一吨纤维素,要产生7m3~11m3废液。

亚硫酸盐纸浆废液中含有较多木质素磺酸盐和相当数量的糖类。

总固形物约9%~17%,其中有机物占总固形物量的85%~90%,无机物占10%~15%。

2.亚硫酸盐纸浆废液的预处理为了亚硫酸盐纸浆废液能用于酒精发酵,废液必须经过以下预处理过程:(1)热的废液通过空气吹脱,以排除挥发性有害物质SO2。

(2)用石灰水等碱性溶液中和废液中的酸,直至pH为5.4~5.5。

(3)中和过程中产生的硫酸钙和亚硫酸钙采用沉降倾析法去除。

(4)在澄清液中添加氮源和磷源。

常用的氮源有硫铵(450g/m3)、氨水、尿素等;常用的磷源为过磷酸钙(250g/m3)。

有时,还可加一些米糠温水浸出液(米糠250g/m3)。

废液预处理工艺流程见图9-8。

热的亚硫酸盐纸浆废液进入位于室外的贮罐1,通空气鼓吹,也可在具有20块塔板的塔中用蒸汽吹,当蒸汽耗量为60kg~80kg时,废液的pH可达4.5~4.8,中和所需的石灰用量将减少6~7倍。

空气吹过的废液用泵打入高位槽2,再自流进入中和罐3,在高速搅拌下废液在40sec~60sec时间内被石灰水中和。

石灰水进入贮罐4,再用泵压入高位槽5,自流进入加料器6,并由此以宽而薄的液流进入中和罐。

中和罐中形成的不溶性盐类晶体很小,为此设一个后熟器7,在此设备内废液停留40min,以便晶体长大,后熟器可用搅拌器或通空气的方法来保持晶体不下沉。

营养盐在后熟器中加入。

废液由此进入多层连续澄清器8,澄清液送去冷却。

3.亚硫酸盐纸浆废液的酒精发酵因为废液中含糖量低,又不怕染菌,一般都采用经过驯化的酵母,并实行酵母回收式连续发酵。

由于废液中存在抑制酵母代谢的物质(二氧化硫等),酵母发酵废液的速度较慢,1t酵母每昼夜仅发酵4t~4.5t糖。

酵母回用连续发酵工艺流程见图9-9。

处理后的废液不断进入首罐1,同时加入絮状酵母。

罐1装有鼓泡器2,送入空气进行搅拌。

发酵液从罐1经溢流管进入澄清器3,该器装带刮刀的搅拌器,将沉淀的酵母刮到澄清器底部中心区,并由此导出絮状沉淀酵母,再经泵回入罐1。

澄清器内有隔板6,它将澄清器分成两部分,前半部为后发酵区,后半部分为酵母沉淀区,隔板离器底有1m。

发酵成熟醪由澄清器流入贮罐7,并送去蒸馏,蒸馏工艺见有关手册。

罐1中酵母密度保持在40g/L~50g/L,而从澄清器出来的回用酵母乳中达90g /L~100g/L,30℃发酵时间约为15h(间歇发酵可长达20h)。

二、生物—物理化学法处理制浆黑液1.废水试验用的制浆黑液取自某糖厂的蔗渣烧碱法蒸煮工段。

2.制浆黑液的处理流程制浆黑液的处理流程见图9-10。

3.菌种及污泥驯化试验用的厌氧接种污泥取自某垃圾填埋场的厌氧消化池的污泥。

将取回的厌氧污泥混合液去除杂质后静置沉淀,弃去上清液,以软性填料作为填料进行挂膜,将挂膜后的填料装入厌氧反应器中。

按CODcr∶N∶P=2000∶3.5∶1加入尿素及磷酸二氢钾于黑液中,然后将黑液泵入厌氧反应器中进行厌氧生物膜的驯化,驯化过程中逐渐增加黑液流量到满负荷运行,大约35d完成驯化培养厌氧生物膜的工作。

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