固化微生物水体净化器处理酿酒废水实验工程技术报告Word下载.docx
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(1)、探索固化微生物与废水pH值最佳适应关系;
(2)、探索固化微生物对废水中色度、COD、氨氮等污染物的去除效率;
(3)、探索废水处理量、工艺停留时间与污染物去除、处理成本关系等。
2.4.实验时间
2012年6月14日~2012年6月29日为对原有设施改造、设备与管道安装等实验准备阶段;
2012年7月3日~2012年8月31日为实验运行阶段。
2.5.实验设施
(1)、美国BioCleaner公司固化微生物水体净化器与高效曝气装置组合设备。
(2)、利用茅台镇赖世家酒业原有污水处理站的9个污水处理池,总容积共606.4189m3。
各污水处理池的情况详见表1。
表1现有污水处理池各容积
序号
名称
单体容积m3
1
收集池
34.336
2
调节池
42.7054
3
43.7784
4
厌氧池
119.316
5
69.6969
6
曝气池
70.518
7
57.5322
8
沉淀池
83.6832
9
清水池
84.8528
合计
606.4189
2.6.实验处理进水量
自实验开始,每天处理赖世家酒业产生的高度酿酒废水55m3。
2.7.实验处理工艺流程
本实验处理工艺流程主要为:
废水进入收集池,经调节池调节pH值,进入厌氧池(停留时间约3天,常温),经厌氧池水解酸化作用后,进入BioCleaner曝气池经过微生物的降解,去除废水中的污染物,最后达标排放。
本工艺曝气方式为连续表面曝气,系统能耗低,同时利于微生物菌群铺散,进而在曝气池底部形成微生物床;
同时由于产生的微生物群中含有大量亲氧性微生物,固氧性能良好,分解去除污染物效率较高。
曝气系统运行约15天后达到正常(微生物充分繁殖并形成生物床),此时曝气池中溶解氧含量稳定在为:
4.5-7mg/L左右,是传统工艺污水溶解氧的两倍以上,系统经20天稳定运行后,排水水质的色度、COD等污染物已达标。
本工艺另一个显著特点:
不产生污泥;
因此,不需污泥处理系统。
实验处理工艺流程见图3。
酿酒废水
格栅收集池
·
固化微生物水体净化器与高效曝气装置曝气池
达标排放
图3实验处理工艺流程图
该组合微生物繁殖生存适应能力较强,在处理后排放的达标水中仍然存在很多活性微生物,为充分利用该部分微生物,该工艺与传统工艺一样也采取回流,不同的是,该工艺回流的是富含大量微生物的清水。
用水泵将溢流出的外排清水每日抽4~5m3回调节池和厌氧池,使厌氧池中的厌氧菌、好氧菌以及兼性菌更加丰富,增强厌氧消化的效率。
2.8.实验中有关图片
(1)设备运行情况见图4~图5。
图4废水经过厌氧消化作用流入曝气池,当废水高度2米即可将设备置入曝气池,设备刚放入时的运行情况(曝气效果好,气泡细密均匀)
图5设备置入曝气池后2小时运行情况
(开始有黑色泡沫产生,微生物产生以及在适应环境)
(2)水样与曝气池中设备运行情况及回流汇总情况见图6~图12
图6从左至右分别为原水水样、曝气池进口未经处理水样,曝气池出水口第7天水样,曝气池出水口第14天水样,曝气池出水口第21天水样以及添加聚合氯化铝后的水样。
图7曝气池第1天水样(COD等污染物浓度高,呈黑色)
图8第二天曝气池情况由于COD等污染物浓度较高,微生物处于适应阶段,微生物已开始工作,但其量少,效能不高,所以曝气池泡沫较多。
同时说明厌氧池功能很差,第一周情况相似
图9曝气池出水口第7天水样
(水样是黄色,不稳定,放置一晚后会变黑)
图10第7天曝气池情况(设备运行正常。
经过一周的适应期,微生物已适应高浓度有机废水环境,量增多,效能提高,泡沫减少。
)
图11曝气池出水口第14天水样
(水样颜色为黄色较深,放置一夜依旧变黑,不稳定)
图12第14天曝气池情况(曝气池中的水已经不黑没有臭味,泡沫少,说明微生物布满处理池,开始高效工作。
图13曝气池出水口第21天水样(水样呈黄色,比较稳定)
图14第21天曝气池情况
(设备正常运行,曝气池中的泡沫少,COD已经降低,微生物效能提高,处理能力增强。
图15曝气池出水口经过近两个月的处理后水样
(水样颜色变浅,已达标)
图16近两个月曝气池情况
(设备正常运行。
曝气池中的泡沫基本没有,微生物充满整个处理流程,使处理效果更佳。
图17用泵将外排清水回流至调节池和厌氧池情况
3.实验结果
3.1.实验处理前后色度变化结果
酿酒废水进入污水处理系统时其色度一般为105倍稀,经厌氧、微生物耗氧各系统处理后,其出水色度为35倍稀,色度总去除率为66.67%。
酿酒废水进水和出水色度见表2。
表2酿酒废水进水和出水色度倍稀
废水
色度(倍稀)
酿酒废水进水
105
处理后出水
35
由表2可以看出,经过一段时间的处理,色度由进水的105倍稀降至35倍稀,低于国家颁布的《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》(GB27631-2011)中色度出水值为60倍稀,说明固化微生物净水器中组合微生物对废水的去除有着良好的效果。
3.2.实验处理前后污染物变化结果
酿酒废水中有机物浓度一般较高,其COD浓度一般在10000mg/L以上,进入本实验集水池的酿酒废水COD浓度为27995mg/L,经pH值调节、厌氧、微生物好氧系统处理后,其微生物好氧系统出水COD浓度为51mg/L,仅此COD总去除率为99.82%。
其COD出水值已经远低于颁布的《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》(GB27631-2011)中COD限值150mg/L的要求,如有必要还可加入絮凝沉淀等处理措施,使出水水质指标更佳。
试验点连续三天各池酿酒废水见表3,酿酒废水进水和出水氨氮量见表4,COD与NH3-N在处理前后产生量情况见表5。
表3试验点连续三天各池酿酒废水CODcr值(mg/L)
CODcr
(8月29日)
CODcr值
(8月30日)
(8月31日)
均值
酿酒废水收集池
—
27951
28039
27995
pH值调节池
553
690
629
624
厌氧出水
400
398
399
曝气池出水
145
173
169
162
沉淀池出水
67
53
51
57
表4酿酒废水进水和出水氨氮量(mg/L)
氨氮量mg/L
未经处理的废水
242.51
经过处理后出水
19.806
表5减排项目比较表
减排项目
未经处理废水
传统工艺处理出水
BioCleaner工艺处理出水
浓度
mg/L
产生量
t/d
COD
1.54
150
0.008
0.003
NH3-N
0.013
15
0.0008
0.0011
由表3可以看出,酿酒废水经过近经两个月的连续工业化应用试验,废水中COD由27995mg/L降至51mg/L(COD去除率为99.82%),使外排废水的COD优于《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》(GB27631-2011)表1中直接排放COD限值150mg/L。
由表4可以看出,也不加更多繁杂的前处理技术工艺条件下,废水中NH3-N由242.51mg/L降至19.806mg/L(NH3-N去除率91.8%),已非常接近《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》(GB27631-2011)表1中直接排放NH3-N限值15mg/L。
由表5可以看出,BioCleaner工艺相比传统工艺处理效果更加具有优势,对BioCleaner工艺比传统工艺少排COD0.005t/d、NH3-N0.0003t/d。
3.3.实验处理前后异味变化
酿酒废水在厌氧阶段后,散发着较大的异味,对空气环境有一定影响,废水进入好氧阶段,在固化微生物水体净化器中组合微生物对废水的作用下,微生物对溶解在水体中不但对污染物进行降解处理,同时污水中污泥也是微生物繁殖的食物,其产生的污泥被微生物快速“吃掉”,使好氧阶段出水基本无异味散发,在达到生物降解净化废水的目的同时,也对空气环境影响小。
同时处理后出水不用考虑悬浮固体(SS)的问题。
在对厌氧池改造初期共投入的6吨污泥,经过处理水回流后,污泥量大量减少。
4.实验处理成本估算
本实验工艺投资概算见表6,传统工艺投资概算见表7。
表6Biocleaner工艺投资概算
名称
规格
数量
单价(万元)
总价(万元)
一、处理站土建部分
12000×
9000×
4500
1座
24.3
UASB设备基础
Φ6500×
3000
2座
0.8
一体化处理系统
16000×
6000×
30.24
5000×
2000×
4.65
土建工程费
59.99
60.79
二、处理站设备部分
机械滤网
Q=7.5m3/h
1套
3.5
污水提升泵
Q=7.5m3/hH=10mN=0.75kW
2台
0.5
Q=7.5m3/hH=15mN=0.75kW
0.6
1.2
加药装置
V=200L
2套
1.8
3.6
UASB设备
Φ6000×
9000
34
68
电气控制柜
非标制作
2.6
管道阀门
1批
2.8
UASB保温材料
25m3
0.15
3.75
加热系统
3.64
小计
90.09
三、处理站设备部分其他费用
安装费
设备费的10%
9.009
设计费
设备费的3%
2.7027
11.7117
以上二、三两项项合计设备工程费用
101.8017
四、运行费用
项目
费用(元/天)
电费
60
药剂费
100
人工费(只需一人)
50
210
表7传统工艺投资概算表
水解酸化池
7000×
3400
活性炭设备基础
Φ2000×
300
0.3
污泥浓缩池
3000×
1.65
水生植物塘
8000×
10.8
气浮设备基础
Φ4000×
79.24
80.4
Q=7.5m3/hH=10mN=0.75KW
Q=7.5m3/hH=15mN=0.75KW
4台
2.4
污泥泵
Q=27.3m3/h,N=2.2KW
1台
气浮设备
Φ3200×
5000
风机
2台
1.6
3套
5.4
厌氧填料
65m3
0.03
1.95
厌氧填料支架
70m3
0.02
1.4
10
活性炭过滤器
Φ1800×
4000
11
叠螺式压滤机
12
阿科曼填料
1000×
1300×
320m3
0.075
24
13
14
斜管
9㎡
0.05
0.45
曝气头
360
0.007
2.52
16
17
18
水生植物
株
158.81
三、处理站设备部分的其他费用
直接费10%
15.881
直接费3%
4.7643
调试费
直接费2%
3.1762
23.8215
182.6315
600
人工费(至少两人)
1300
经过上述两种工艺进行比选,本实验的总投资为219.0917万元,每处理每1m3酿酒废水平均处理费(含人工、药剂、水费、电费、维修等费用)为1.2元/m3(不含设备、设施折旧费)。
采用传统工艺的总投资为263.0315万元,每处理每1m3酿酒废水平均处理费(含人工、药剂、水费、电费、维修等费用)为7.2元/m3(不含设备、设施折旧费)。
可以看出,本实验从总投资和运行费用上比传统工艺相比减少43.9398万元和6元/m3。
本技术若在我省酿酒企业推广,有着技术可行、投资较少、运行费用较低的显著特点。
5.结论
本实验结果表明,高浓度有机酿酒废水经固化微生物净水器与高效曝气装置组合设备技术处理后,取得了极佳的处理效果。
第一、酿酒废水COD总去除率为99.82%,色度总去除率51.61%,废水停留时间为4.5天,比传统工艺缩短2天;
微生物开始高效工作的时间为5-7天,适应时间短,处理效率极高;
第二、该设备的能耗较低,只需传统处理工艺的1/10;
第三、工艺简单。
传统工艺处理流程通常为:
格栅--pH调节池--气浮--水解--UASB--阿科曼接触氧化--沉淀--活性炭过滤--水生植物塘--达标排放,污泥处理系统等;
BioCleaner工艺处理流程为:
格栅--pH调节池--UASB--曝气池(设备放置处)--清水池--达标排放。
相比而言,Biocleaner工艺更简单,工程投资更节约,占地更少;
第四、Biocleaner工艺运行费用低,处理1m3废水的费用只有传统工艺技术的1/4,且该工艺技术能在极短时间内形成较为稳定的生物床,废水处理效率较高,出水稳定达标,不需要经常进行调试;
第五、设备维护简单方便,不需要专业人员进行维护且可以连续使用20年(加入较少固体微生物载体)。
第六、组合微生物的兼氧性极强。
在对调节池和厌氧池进行回流后,厌氧池功能恢复极佳,去除COD的效果比传统工艺的更好,其COD可降低至350mg/L以下。
说明该组合微生物不仅在好氧阶段处理能力较强,也能更好的应用于厌氧阶段。
第七、节能与减排
节能:
固化微生物净水器(BioCleaner)整个设备的额定功率为1.795kW·
h,一天耗电量为43.08度且为民用电。
但传统工艺处理过程中,全部用电设备功率约为25kW·
h,一天耗电量为600度。
相比较而言,Biocleaner处理工艺更加节能。
减排:
固化微生物净水器能迅速、稳定工作,COD、NH3-N排放达标且去除率高,减排效果明显。
当前,全社会大力提倡“节能、减排”,国家明确并制定了“十二五”目标,为达到这一目标,各级政府均感到较大的压力和挑战。
在仁怀市,白酒是支柱产业,产量迅速增加,面临的节能减排形势严峻,该技术的科学合理利用,必将为仁怀市的经济社会发展做出巨大贡献。
综合以上各项对比结果,固化微生物净水器与高效曝气装置组合设备技术对高浓度有机酿酒废水处理是一项投资少、见效快,具有很强推广价值的实用新型工艺技术。
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