漿粕黑液處理工程的設計與運行
曾科1，買文寧1，張軍峰2，李如海2
（1.鄭州大學 工學院，河南 鄭州450002；2.鄭州市自來水總公司，河南鄭州 450007）
摘 要：某廠漿粕黑液600t／h，CODcr6500mg／L、BOD52200mg／L、SS2300mg/L，采用以厭氧-好氧生物處理為主，結合物化處理的工藝，處理后出水CODcr240mg／L、BOD570mg／L、SS120mg/L。每噸水處理費用為1.55元。
關鍵詞：漿粕黑液；廢水處理；生化處理；設計與運行
中圖分類號：X791
文獻標識碼：B
文章編號：1009－2455（2002）03－0048－03
1 工藝技術方案
利用棉短絨制取漿粕的過程，會產生大量黑液，其水質與麥草蒸煮黑液類似，但也有區別，主要是漿粕黑液中沒有大量泥沙、麥桿及分離出的木質素。但有大量的棉短絨，以及在150℃高溫與堿性條件下分離的纖維素、半纖維素、蠟質、油酯與果膠等，還有這些物質的分解產物，如各種低聚糖、脂肪酸鹽、脂肪醇等。工藝技術方案經試驗研究及在原有完全混合活性污泥法的基礎上，采用了厭氧、好氧生物處理，結合物化處理的技術方案，具體工藝流程見圖1。
2 運行效果
工程于1999年底竣工，2000年元月生化處理系統啟動，2000年7月全流程試運行，2001年2月環保達標驗收，至今運行正常，達到了設計排放標準：CODCr250mg／L，BOD5102mg／L，SS158mg／L，PH6～9，色度50倍，詳見表1。
3 主要處理構筑物
該工程設計處理濃黑液6500m3／d，加上其它廢水全系統處理水量為14400m3／d。實際處理水量分別為約6000m3/d和13000m3／d。
污水污泥主要處理構筑物、相關設備及實際運行參數見表2，表2中T為停留時間，Ho為有效水深。
4 技術經濟指標
4.1 工程投資
土建工程投資1434萬元，計1103元／m3污水；設備（含安裝）工程投資928萬元，計714元／m3污水；工程總投資2362萬元，計1817元／m3污水。
4.2 運行成本分析
污水處理水量按13000m3/d，污泥處理量按200m3/d計算。
電費：用電設備裝機負荷420kw，每日用電量9750kw·h，每日電費4680元，計0.36元／m3污水。
藥劑費：污水混凝沉淀投加聚合氯化鋁0.05％，PAM0.02％（按水量計）。污泥處理投加PAM2％（按干重計）。聚鋁、PAM單價為1800元/t，2萬元/t。每日藥劑費合計13820元，計1.06元／m3污水。
化驗費：每日消耗化學試劑等共計143元，計0.011元／m3污水。
人工工資福利：職工24人，21元／(人·日），合計每日504元，計0.039元／m3污水。
其它費用：計0.08元／m3污水。
合計運行成本：每日費用20147元，1.55元／m3污水。
5 主要處理構筑物和設備運行分析
5.1 水解池
水解他為完全混合式，由隔墻分為兩廊道，內設6臺7.5kw的潛水攪拌機，混合液于水解沉淀池沉淀后，污泥回流。水解池啟動時，投入干污泥使混合液保持14000mg／L的濃度。6個月時，池底污泥濃度達到18000～24000mg／L，距池底0.5m以上污泥濃度達到2300～7400mg／L，水解池對CODcr去除率為30％～41％，BOD5去除率為27％～36％，混合液堿度由2600降至1800mg／L左右，pH值由11～9降至8～7左右，VFA達到490～600mg／L左右，VFA與堿度比值為0.26～0.32左右。這表明厭氧水解發揮了去除有機質和將大分子復雜有機物酸化分解的作用。低聚糖、脂肪酸鹽、醇可水解為各種簡單有機酸[1]。厭氧水解池設計有待研究。例如：按污泥負荷還是按水力停留時間設計，構造形式（懸浮型與固著型、平流與豎流）與適用性。筆者認為，水解池的負荷可以達到后續厭氧處理負荷的4～6倍；水解池宜選豎流式，依靠配水口的強烈攪動保證水與泥的混合，可利用泵的能量，并且形式簡單；采用平流式池體構造簡單，但沒有很強的混合措施，難免局部沉淀。
5.2 厭氧復合床反應器（UBF）
采用12個Φ11m的鋼結構厭氧復合床反應器（UBF），啟動時投70×10t干泥（含水率約70％），啟動時CODcr3000－4000mg／L。進水量為設計值的25％，隨著時間推移和污泥濃度變化逐漸增加試運行負荷。8個月時，UBF達到比較穩定的處理效果，CODcr和BOD5，去除率分別有51％～62％和75％～80％。各罐均有持續的厭氧氣產生，因未加熱，運行負荷不高，一般在1.0～1.5kg／（m3.d）。厭氧罐大，因制作不精，出水溢流不均；出氣管超高太小，初期常導致虹吸排水；罐底大，排泥不能均勻；孔板式流量計易被污泥堵塞；各罐之間負荷不均，出水、泡沫、浮渣的差異亦較大。
新型的厭氧反應器，內設布水器、污泥床、填料床、三相分離器，具有穩定高效的厭氧處理作用[2]。各厭氧反應器是否應保證一致的負荷呢？只要單個反應器的負荷變化不大，各反應器之間存在一定的差異是可以允許的。但各反應器的出水與出氣宜獨立設置，否則會因出水、出氣負荷不同，導致排水系統和集氣系統的問題，如：出水少之處泡沫多并漏出，無法判斷各罐產氣量差異等。厭氧罐是圓形還是方形，是鋼結構還是鋼筋混凝土結構，決定于許多因素，例如：防腐與保溫、有效容積比與單池容積、三相分離器形式數量與高度，施工技術與時間。若單池容積太大，面積大、高度又受限制，為降低三相分離器高度，要設多個集氣罩時，宜采用方形鋼筋砼形式，也利于整體與三相分離器的設計、制作與安裝。
5.3 SBR池與混凝沉淀池
SBR池4座，配SL－600散流式曝氣頭1152個，潛水器16個。SBR池啟動時，引入原曝氣池污泥，至4個月時，投入含75％左右的干泥20×10t。至7個月時，CODcr去除率為46％～57％，BOD5去除率為55％～70％。SBR池出水再混凝沉淀處理，出水CODcr為240～270mg／L，已能達到排放要求。
SBR法與混凝沉淀比較，就本工程而言在去除污染負荷上，SBR法占44％左右，混凝沉淀法占56％左右；在工程投資上，SBR法是混凝沉淀法的8.3倍；在運行費用上，SBR法0.25元／m3左右，混凝沉淀為1.0元／m3左右，為SBR法的4倍左右。本工程采用SBR與混凝沉淀結合，發揮了各自的優勢。
SBR池采用先進的SB－250伸縮式潷水器，構造簡單，無電氣部件與旋轉接頭，自動隨水升降，排水能力大且可調節。但曝氣池中泡沫多時，氣體切換管易被沫渣堵塞，要經常維修。
5.4 浮渣與泡沫清除系統
厭氧罐、水解沉淀池與厭氧沉淀池有浮渣，設刮除裝置時，須設浮渣清除系統（集渣井、濾渣箱、潛污泵）。
漿粕黑液含果膠、蠟和油脂，及其分解產生的高、低級糖、脂肪酸鹽、脂肪醇等起泡物，粘性大，易起泡。泡沫的存在對工藝和設備運行、水質監測均有影響，例如：影響曝氣池DO污泥檢測，影響厭氧罐污泥測試，堵塞潷水器的氣體切換管，影響環境衛生。這種泡沫只有靠去除起泡物來消除[3]，本工程運行9個月后，水解沉淀池、厭氧罐、厭氧沉淀池、SBR池的泡沫已減少了60％～70％，經混凝處理后，廠總排水口（有跌水落差）已無泡沫。
參考文獻：
[1] 薛茂杰.纖維廢物再資源化與新蛋白源的開發[J].環境化學. （專輯），1985，（3）：61－66，
[2]錢易.現代廢水處理新技術［M］.北京：中國科學技術出版社，1993.
[3]曾科，等.漿粕黑液處理中泡沫的產生與去除[J].環境工程，2001，19（4）：26－27.
作者簡介：曾科（1963－），男，湖南岳陽人，工程師，現從事污水處理技術研究、設計和教學工作，已主持完成（或參與完成）三項省科技攻關項目，已完成酒糟、農藥、造紙、木糖等多項工業廢水治理項目，電話（0371）3886370。
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