含馬鈴薯淀粉廢水的城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)

目前，我國(guó)馬鈴薯淀粉加工企業(yè)大都未有效處理生產(chǎn)廢水。馬鈴薯淀粉企業(yè)排放的廢水中COD含量＞10 000 mg/L，而加工1 t 淀粉，一般排放廢水量為10～20 m3，有的小企業(yè)排放得更多。全國(guó)生產(chǎn)淀粉的大小企業(yè)數(shù)千家，排放廢水量超過(guò)900× 104 m3。開(kāi)發(fā)馬鈴薯淀粉生產(chǎn)廢水的處理新技術(shù)，是幫助馬鈴薯產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。

1 BC 裝置簡(jiǎn)介及在國(guó)外的應(yīng)用

網(wǎng)狀生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器(BC 裝置)是一種廢水生化處理技術(shù)。該處理工藝是在一定的溫度(15 ～45℃)和溶解氧(0．1～1．0 mg/L)條件下，在網(wǎng)狀生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器及生化曝氣池內(nèi)，利用氧氣(空氣)對(duì)COD、BOD5、NH3-N、TN 等污染物進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，使之轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2、N2和水等無(wú)害成分，并進(jìn)行除臭及殺菌消毒。日韓等國(guó)將BC 技術(shù)廣泛用于化工、養(yǎng)殖、屠宰、制糖、糞尿處理、生活垃圾處理等多種高濃度有機(jī)廢水處理中，均具有良好的適用性，而且脫臭效果明顯。

2 BC 技術(shù)裝置在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用

為了實(shí)現(xiàn)利用BC 技術(shù)解決垃圾滲濾液污染問(wèn)題的目標(biāo)，青海潔神環(huán)境能源產(chǎn)業(yè)有限公司引進(jìn)了BC 生化處理技術(shù)，并對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)化研究，設(shè)計(jì)、制造、集成建設(shè)和運(yùn)行了一套30 m3/d 的JSBC系統(tǒng)垃圾滲濾液處理應(yīng)用裝置。試驗(yàn)證明:當(dāng)COD、BOD5、NH3-N、TN 的初始濃度分別為12 000、6 000、2 000、2 500 mg/L 時(shí)，經(jīng)過(guò)JSBC 系統(tǒng)生化處理之后，相應(yīng)出水指標(biāo)分別達(dá)到600、100、20、200 mg/L，且脫臭效果明顯，曝氣池鼓風(fēng)機(jī)能耗與傳統(tǒng)工藝相比降低40%。目前，該技術(shù)裝置仍在進(jìn)一步研發(fā)完善，在市政污水、工業(yè)廢水處理等領(lǐng)域積極試驗(yàn)推廣。BC 技術(shù)裝置的核心技術(shù)有三:一是為Bacillus 菌提供工作場(chǎng)所的網(wǎng)狀生物轉(zhuǎn)盤，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的生物附著量是傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤的900 倍;二是采用一種生命力極其頑強(qiáng)的Bacillus 兼氧性菌，能去除COD、BOD5，同時(shí)去除氮和磷，有效分解甲硫醇、氨和硫化氫等臭氣成分，分泌抗生素和粘性物質(zhì)，具有殺菌滅菌的功效和很強(qiáng)的吸附過(guò)濾能力;三是添加可以抑制其他菌種生長(zhǎng)，快速激活Bacillus菌活性的Bacillus 菌營(yíng)養(yǎng)液。

3 BC 處理含馬鈴薯淀粉廢水的城鎮(zhèn)污水

為了實(shí)現(xiàn)利用BC 技術(shù)裝置解決部分高濃度有機(jī)廢水及市政污水污染問(wèn)題的目標(biāo)，設(shè)計(jì)、建設(shè)了一套200 m3/d 的BC 裝置，利用其對(duì)含馬鈴薯淀粉廢水的城鎮(zhèn)污水進(jìn)行試驗(yàn)和研究。

3. 1 基本工藝流程

系統(tǒng)處理工藝流程如圖1 所示。200 m3/d 的BC 系統(tǒng)所有設(shè)備均安裝在室內(nèi)。

3. 2 城鎮(zhèn)污水來(lái)源

我國(guó)西北部分地區(qū)在馬鈴薯淀粉生產(chǎn)季節(jié)，城區(qū)污水中馬鈴薯淀粉生產(chǎn)廢水占大部分，有時(shí)進(jìn)水COD 達(dá)到900～1 000 mg/L，氨氮達(dá)到140 mg/L，總氮達(dá)到180～190 mg/L。某縣城區(qū)污水廠進(jìn)水口檢測(cè)平均值COD 為612 mg/L、BOD5為236 mg/L、SS為712 mg/L、NH3-N 為117 mg/L、TP 為10 mg/L。

3. 3 污水處理結(jié)果

在運(yùn)行期間，各主體設(shè)備運(yùn)行狀況良好，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，運(yùn)行結(jié)果如表1 所示。

①系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行最佳工藝參數(shù)的確定

通過(guò)155 天(12 月26 日—5 月30 日)的調(diào)試運(yùn)行、反復(fù)試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)運(yùn)行結(jié)果及工藝參數(shù)進(jìn)行了總結(jié)，在DO 值控制在0～1．0 mg/L、營(yíng)養(yǎng)劑投加量為70～75 mL/次(每天一次)、進(jìn)水量控制在200m3/d 的條件下，BC 系統(tǒng)內(nèi)的Bacillus 菌群通過(guò)新陳代謝，逐漸形成了較好的微生物群落，各污染物的去除率也逐漸達(dá)到比較理想的水平。BC 系統(tǒng)在處理含馬鈴薯淀粉廢水的城鎮(zhèn)污水連續(xù)運(yùn)行中，具有良好的運(yùn)行穩(wěn)定性。當(dāng)污水中COD、NH3-N 的濃度發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)運(yùn)行控制，出水BOD5、NH3 －N 始終達(dá)標(biāo)排放。

②冬季低溫條件對(duì)BC 系統(tǒng)運(yùn)行的影響

在冬季低溫條件下(12 月4 日—1 月21 日)，在室內(nèi)僅運(yùn)行BC 裝置生化系統(tǒng)，后續(xù)深度處理停止運(yùn)行。

隨著溫度的逐漸降低，對(duì)COD 的去除率仍比較穩(wěn)定，無(wú)明顯變化; 但TN 去除率則逐漸下降。當(dāng)溫度＜15 ℃后，TN 去除率明顯下降，出水TN 明顯上升，在大規(guī)模運(yùn)行時(shí)要考慮到當(dāng)?shù)氐膶?shí)際溫度對(duì)BC系統(tǒng)的影響，做好相應(yīng)加溫措施，以保證處理效果。

③溫度對(duì)BC 系統(tǒng)微生物休眠及恢復(fù)的影響

為了驗(yàn)證BC 系統(tǒng)Bacillus 菌抵抗低溫惡劣環(huán)境的能力，對(duì)菌種進(jìn)行了休眠試驗(yàn)。休眠試驗(yàn)期為2013 年1 月24 日—2 月13 日，共計(jì)20 天。系統(tǒng)停止運(yùn)行期間，所有電氣設(shè)備及閥門均關(guān)閉，BC 裝置、曝氣池及生化沉淀池內(nèi)固液混合物靜止。2013 年3月13 日BC 系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行至今。試驗(yàn)表明: 隨著溫度逐漸升高且當(dāng)溫度＞25 ℃時(shí)，出水TN 明顯下降，TN 去除率逐步上升。經(jīng)過(guò)60 天的重新激活，處于休眠狀態(tài)的菌種恢復(fù)活力。說(shuō)明此菌種在停止運(yùn)行之后仍然可以存活，并能夠在一定條件下被激活。具體參見(jiàn)http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

4 結(jié)論

馬鈴薯淀粉廢水處理難度大，在國(guó)內(nèi)尚未有成熟的工藝，排放到城鎮(zhèn)、農(nóng)村河流造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，采用網(wǎng)狀生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器(BC 裝置)處理含馬鈴薯加工淀粉廢水的城鎮(zhèn)污水，確定了BC 系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的最佳工藝參數(shù)，處理后的水質(zhì)達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，可作為城市綠化用水和農(nóng)田灌溉用水。該工藝運(yùn)行穩(wěn)定，對(duì)COD、BOD5、SS、NH3-N、TP 和糞大腸桿菌數(shù)去除率分別可達(dá)92%、96．2%、98．9%、96．5%、95．8%、99．91%，而且脫臭效果明顯，Bacillus菌活力強(qiáng)，將本裝置技術(shù)進(jìn)一步研究推廣和擴(kuò)大應(yīng)用，具有較大的實(shí)際意義。