味精精制廢水處理工藝

味精生產(chǎn)一般以大米、淀粉、糖蜜為主要原料，先通過發(fā)酵提取谷氨酸，再用谷氨酸精制成味精，精制過程會(huì)產(chǎn)生大量廢水。該廢水的特點(diǎn)是CODCr與TKN較高，可達(dá)1500mg/L與150mg/L，通過一步生物處理達(dá)到GB8978―2002的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，尤其是TN達(dá)標(biāo)(＜15mg/L)，存在不小難度。

AO工藝是一種已被實(shí)踐廣泛證明的簡單、經(jīng)濟(jì)、有效的廢水生物脫氮技術(shù)。本文采用AO工藝對(duì)味精精制廢水進(jìn)行處理，通過工程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了A池的完全反硝化與O池的同時(shí)硝化反硝化，提高了TN的去除率，對(duì)味精精制廢水的處理是一個(gè)新的實(shí)踐。

1、工藝設(shè)計(jì)

1．1 設(shè)計(jì)水量與水質(zhì)參數(shù)

本工程主體為山東濟(jì)寧某味精生產(chǎn)企業(yè)，其年產(chǎn)味精12萬t、雞精1萬t，主要生產(chǎn)工藝為谷氨酸直接精制味精，廢水主要來源于谷氨酸到味精經(jīng)歷的中和、脫色、濃縮和結(jié)晶等精制過程。

該污水站的設(shè)計(jì)流量為1500m3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)水CODCr為1500mg/L，TKN為130mg/L。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到GB8978―2002規(guī)定的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，直接排入附近河道，即CODCr≤50mg/L，BOD5≤15mg/L，NH3－N≤5mg/L，pH值為6～9，TN≤5mg/L，色度≤60倍。

1．2 工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1．2．1 處理工藝流程圖

該工程采用AO工藝，處理流程如圖1所示。

1．2．2 平面布置圖

該污水處理站占地1000m2，其平面布置如圖2所示。

1．2．3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

(1)進(jìn)水混合池：尺寸為8m×4m×5．5m，有效容積為140m3。

(2)A池：尺寸為8m×8m×5．5m，有效容積為320m3。池內(nèi)安裝框式攪拌機(jī)1臺(tái)(轉(zhuǎn)速為4．8r/min，功率為3．0kW)。

(3)O池：尺寸為32m×24m×5．5m，分四廊道，廊道長分別為16、20、24m和24m，廊道寬均為8m，有效水深為5．0m，有效容積為3185m3。硝化液回流比為4．0。配套離心風(fēng)機(jī)2臺(tái)，流量為50m3/min，壓力為49kPa，功率為75kW。

(4)二沉池：Φ10×5．5m，表面負(fù)荷為0．80m3/(m2?h)，污泥回流比為1。中心進(jìn)水周邊出水，池內(nèi)安裝刮泥機(jī)1臺(tái)(功率為0．55kW)。以上尺寸均為池壁尺寸中分。

(5)帶式污泥脫水機(jī)：1臺(tái)，寬為1500mm，功率為4．0kW。

1．2．4 硝化液回流與二沉池污泥回流方式

O池末端硝化液與二沉池污泥均采用氣提回流至進(jìn)水混合池，設(shè)計(jì)回流量分別為250m3/h與65m3/h。

1．3 基建費(fèi)用

該項(xiàng)目基建費(fèi)用為187萬，其中土建工程為105萬，安裝工程為82萬。

2、工程運(yùn)行情況

2．1 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果

工程自2013年5月投入運(yùn)行以來，運(yùn)行良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。圖3為其中100d運(yùn)行的進(jìn)出水監(jiān)測數(shù)據(jù)，廢水流量為1270±335m3/d，原水CODCr為1724±897mg/L，TKN為93．5±41．5mg/L，pH值為8．5±2．4。

由圖3可知，盡管進(jìn)水的水量和水質(zhì)波動(dòng)很大，水量平均波動(dòng)為26．3%，水質(zhì)平均波動(dòng)為52．0%，日COD負(fù)荷平均波動(dòng)為92%，但出水CODCr為10．4±5．1mg/L，平均去除率為99．4%，處理效果好且穩(wěn)定。由于出水氨氮很低(未檢出，＜0．2mg/L)，因此用TKN表征過程情況，圖中出水TKN為0．6±0．4mg/L，平均去除率為99．4%，出水TN為7．2±1．5mg/L，平均去除率為91．7%，說明系統(tǒng)不但對(duì)氨氮、有機(jī)氮有極高的去除(硝化)效果，而且有很高的反硝化脫氮能力。

COD和TKN的平均容積負(fù)荷分別為0．626kg/(m3?d)和0．034kg/(m3?d)。期間，系統(tǒng)活性污泥濃度(MLSS)保持在5．0～5．6g/L，計(jì)算污泥負(fù)荷為0．118kgCOD/(kgMLSS)，平均剩余污泥排放量為228kg/d，污泥產(chǎn)率為0．11kgSS/(kgCOD)，計(jì)算污泥齡為81d。就C/N較低的廢水處理系統(tǒng)而言，該活性污泥濃度還是比較高的，間接說明系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及有機(jī)物去除與脫氮的高效率與污泥負(fù)荷低、污泥齡高有關(guān)。系統(tǒng)污泥齡長也有利于微生物的生長和富集，可對(duì)污染物進(jìn)行更充分的降解，而AO工藝構(gòu)筑少、控制管理簡單，也便于系統(tǒng)操作并保持長期穩(wěn)定運(yùn)行。

2．2 日常運(yùn)行費(fèi)用

(1)動(dòng)力費(fèi)：每日用電量約1963kW?h，電價(jià)按0．65元/(kW?h)計(jì)算，為1276元/d。

(2)設(shè)備維護(hù)費(fèi)：按30000元/a計(jì)算，82元/d。

(3)人員費(fèi)：2人，按400元/d計(jì)算。

(4)污泥處置費(fèi)：脫水后污泥量為1．5t/d(含水率為83%～85%)，免費(fèi)由用戶運(yùn)走，作為有機(jī)肥。

(5)污水站運(yùn)行成本：1758元/d，噸水處理費(fèi)用為1．38元。

3、技術(shù)與設(shè)計(jì)特點(diǎn)

3．1 技術(shù)特點(diǎn)

(1)從運(yùn)行結(jié)果看，出水CODCr約為10mg/L，TKN約為0．6mg/L(其中氨氮為未檢出，＜0．2mg/L)，說明系統(tǒng)對(duì)COD的降解幾乎達(dá)到了極限水平。TN去除率為91．7%，高于一般教科書或設(shè)計(jì)手冊(cè)所提出的AO反硝化脫氮的計(jì)算，如式(1)。

其中：η―反硝化脫氮率;

Ｒ―硝化液回流比;

r―二沉池污泥回流比。

(2)能夠?qū)⒍脸嘏懦龅氖Ｓ辔勰嗖唤?jīng)過污泥濃縮池而直接進(jìn)?』?脫水，說明該生物污泥易脫水，這與系統(tǒng)的長泥齡有關(guān)。

(3)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡便。

(4)工程的投資費(fèi)用低，這從圖2及其說明也可以看出。

3．2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

以上技術(shù)特點(diǎn)，以及看似簡單的處理流程與平面布置，得益于以下主要的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

(1)進(jìn)水混合池：其功能相當(dāng)于CASS工藝的前兩格。

(2)A池：水流下進(jìn)上出，使得其污泥濃度高于系統(tǒng)平均污泥濃度;采用框式攪拌，能夠在保證絮體質(zhì)量的同時(shí)使所有污泥處于懸浮狀態(tài)，且過程能耗僅為約5W/m3。

(3)二沉池：采用了輻流式沉降池設(shè)計(jì)，這是系統(tǒng)高污泥濃度的保障，且這樣的設(shè)計(jì)造價(jià)較低。

(4)圖2可見，O池(包括廊道劃分)、A池、前端進(jìn)水混合池三者之間巧妙組合，不僅使基建費(fèi)用降低，管道或設(shè)備等連接可能引起的故障也得到減少。

4、結(jié)論

通過提高生物處理水平、降低生物降解極限值，使生物處理出水的水質(zhì)(COD、氨氮與TN等)滿足日益提高的排放標(biāo)準(zhǔn)，正是目前我國環(huán)境技術(shù)研究者與工程師努力追求的。本文所述工程的運(yùn)行結(jié)果，體現(xiàn)了該工程簡單高效與經(jīng)濟(jì)節(jié)約等特點(diǎn)，對(duì)同類中小型企業(yè)的污水治理具有實(shí)際的參考意義。（來源：上海博華環(huán)境科技有限公司，華東理工大學(xué)環(huán)境工程研究所）