植物提取废水处理工程实例分析

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摘要：介绍了植物提取废水处理工程，根据植物提取废水的浓度高、废水产生量大及成分复杂的特点，属于难处理的工业废水之一，而再生树脂柱废水及层析过程废水酸碱性强，COD浓度高的特点，废水处理采用预处理-IC厌氧塔-接触氧化池-二沉池出水工艺进行处理。由工程实际运行标明，设计处理能力为500m3/d，废水进水COD≤8500mg/l，出水≤300mg/l，CODCr、SS的去除率分别为96.5%、85.7%。出水远低于《污水综合排放标准》GB8978-1996三级排放标准要求，且此工艺具有出水稳定、去除效率高及占地面积小的优点。

关键词：植物提取废水；IC厌氧塔；接触氧化池

引言

某公司主要从事植物提取物以及其他营养成分的生产和销售，主要包括高品质红景天提取物、苹果多酚、洋甘菊提取物、针叶樱桃、咖啡豆提取物、葡萄籽提取物、竹叶提取物等。在生产过程中所产生的废水来源主要有三个主要方面：原料清洗废水、再生树脂柱废水及层析过程废水，日产废水量为500m3/d。随着企业对资源节约及环保意识的逐渐提高，对其中低浓度清洗废水进行循环使用，高浓度废水预处理后再进行生物法处理，废水处理后达到市政管网接纳标准。

1废水水质情况

本项目设计废水主要来源四个方面：原料清洗废水、再生树脂废水、层析过程废水和地面清洗水。其中，原料清洗废水主要来源于水果和药剂投产之前的清洗废水，该废水具有一定的COD和SS，其中COD大概为300mg/L，SS为200mg/L；再生树脂废水主要是源于在制作去离子过程中所产生的废水，这部分废水的水质硬度较高，但是每天水量相对较小；层析过程所产生的废水是总个废水中污染最大的，在利用层析柱提取苹果、葡萄、李子、桑葚及黑豆皮分离物时产生一些COD浓度较高的废水，该部分废水的COD达到10000mg/L，产水量也相对较大；地面清洗水主要源于对设备以及地面的清洗，这部分废水中的SS较大，大概为200mg/L。由于在生产过程是将所有过程中废水都集中一起处理，就导致了废水的成分变的复杂了，但是也稀释了部分的COD浓度，表1为调试期间的废水水质情况。废水经过处理后，与生活废水一起排入污水处理厂，废水经过处理后的出水水质情况如表2.

2废水处理工艺流程的选择

2.1废水处理工艺流程

该废水COD浓度较高，可生化性一般的；废水中难降解的悬浮物质较多，对生物处理系统产生较大的负荷冲击，对污染物的去除存在一定的难度。针对该废水特点，结合废水排放要求，采用“预处理+IC厌氧塔+接触氧化池+二沉池”的组合处理工艺，确保废水稳定达标排放。

2.2工艺流程说明

车间废水经过格栅后进入集水井，在格栅的作用下对车间废水中一些较大的杂物进行拦截去除。废水由集水井泵进入综合调节池，在调节池推流器的作用下，对废水进行水质水量调节作用；综合调节池废水在提升泵的提升作用下，废水泵入pH调节池，在pH调节池中通过投加酸碱进行pH调节，pH控制在6.8-7.2。出水进入混凝，絮凝池中，在混凝，絮凝絮凝池投加PAC，PAM；絮凝池出水进入斜板沉淀池池进行泥水分泥作用，上清液进入中间水池，为了配合IC厌氧塔进水，在斜板沉淀池和IC厌氧塔之间设置中间水池，以方便IC厌氧塔进水的提升作用；废水进入IC厌氧塔后，经过厌氧菌的作用，使得废水中COD大幅度降解，并且产生沼气；废水经过IC厌氧塔后，进入接触氧化池，在好氧菌作用下，使得废水中的COD降低至达标标准；经过生化工艺后，废水进入二沉淀池，对接触氧化池中多带出的絮状泥进行物理沉淀作用，上清液排至总排流量计达标排放。在斜板沉淀池，IC厌氧塔和二沉池中产生的污泥在污泥浓缩池中沉淀后，经过螺杆泵泵打入叠螺脱水机机进行压滤，同时压滤液和上清液重新排进集水井中。

2.3主要构筑物及设计参数

（1）综合废水调节池地上式钢筋混凝土结构，含玻璃钢盖板，尺寸：15.0m×6.0m×3.5m，内涂环氧树脂防腐3布5油，有效容积270m3，停留时间12H，主要作用是调节车间排放废水水质水量。配置提升泵2台（流量：30m3/h，扬程：15m，1用1备）；控制方式为手动/自控，自控时由液位计信号远程控制；泵出口设置电磁流量计1套；潜水搅拌机（叶轮直径620mm，叶轮转速480r/min、功率5.5kW、电压380V、安装系统的材质都为304不锈钢，配套安装导轨，起吊架，不锈钢钢丝绳、安装导轨按池深3.5米配）。（2）pH回调池钢结构及玻璃钢防腐，尺寸：1.5m×1.5m×2.5m，有效容积4.5m3，停留时间15分钟，主要作用投加硫酸及氢氧化钠对调节池出水进行酸碱调节。配置立式搅拌机1台（功率1.5kW、叶轮转速：80r/min、叶轮直径400mm二叶折桨二层、搅拌轴长：2000mm及搅拌机的轴,叶轮材质为钢衬塑），设置在线pH计1套，计量泵2台（流量150L/H，出口压力6kg/cm2）。（3）混凝池钢结构及玻璃钢防腐，尺寸：1.5m×1.5m×2.5m，有效容积4.5m3，停留时间15分钟，主要作用投加聚合氯化铝进行混凝反应。配置立式搅拌机1台（功率1.5kW、叶轮转速：80r/min、叶轮直径400mm二叶折桨二层、搅拌轴长：2000mm及搅拌机的轴,叶轮材质为钢衬塑），计量泵1台（流量90L/H，出口压力6kg/cm2）。（4）絮凝池钢结构及玻璃钢防腐，尺寸：1.5m×1.5m×2.5m，有效容积4.5m3，停留时间15分钟，主要作用是通过絮凝剂，使水中的这些絮体形成大颗粒絮状物。配置立式搅拌机（功率1.5kW、叶轮转速：80r/min1台、叶轮直径400mm二叶折桨二层、搅拌轴长：2000mm及搅拌机的轴,叶轮材质为钢衬塑），计量泵1台（流量90L/H，出口压力6kg/cm2）。（5）斜板沉淀池钢结构及玻璃钢防腐，尺寸：3.0m×7.5m×3.5m，有效容积45m3，停留时间2h，主要作用是絮凝池形成大颗粒“矾花”后进入斜板沉淀池，在斜板沉淀池内进行泥水分离。配置PVC斜板。（6）中间水池地下式钢筋混凝土结构，含盖板，尺寸：6.0m×3.0m×3.5m，内涂环氧树脂防腐3布5油，有效容积48m3，主要作用是收集斜板沉淀池出水。配置提升泵2台（流量25m3/h，扬程32m，1用1备）；控制方式为手动/自控，自控时由液位计信号远程控制；泵出口设置电磁流量计1套。（7）IC厌氧塔钢结构及玻璃钢防腐，含盖板，尺寸：Φ6.0m×20.0m，有效容积550m3，停留时间26h，主要作用是通过培养的厌氧颗粒污泥与废水充分接触和传质，将废水中的有机物降解。污水泵进水流量为21m3/h，配置IC厌氧塔提升泵2台（流量：10m3/h，H=30m，1用1备）；厌氧塔内循环泵2台（流量200m3/h，H=16m，1用1备）；泵出口设置电磁流量计2套；厌氧塔设置pH计1套,温度控制器1套；排泥泵（流量：20m3/h，扬程20m，1台）；三相分离器1套；厌氧塔系统布水系统1套。（8）接触氧化池钢结构及玻璃钢防腐，含盖板，尺寸：12.0m×6.0m×5.5m，有效容积360m3，停留时间17h，主要作用是池内充满填料，充氧的污水浸没填料，并以一定的流速进过填料，在填料上布满生物膜，污水与生物膜接触，通过生物膜上的微生物的新陈代谢，使得污水中的有机物去除，污水得到净化。风机2台（流量：7.55m3/min，风压63.7kpa，1用1备）；管式曝气器80套（Φ63×1000mm，通气量5m3/h充氧能力7.5kgO2/kW·h）。（9）二沉池钢结构及玻璃钢防腐，尺寸为Φ6.0m×3.5m，表面负荷1m3/（m2·h），停留时间3.5h，主要作用是使接触氧化处理后的泥水分离使经过生物处理的混合液澄清，同时对混合液中的污泥进行浓缩。配置污泥回流泵2台（流量15m3/h，扬程20m，1用1备）；泵出口设置电磁流量计1套。（10）污泥浓缩池地下式钢筋混凝土结构，含盖板，尺寸：5.0m×5.0m×4.0m，内涂环氧树脂防腐3布5油，有效容积85m3，主要作用是斜板沉淀池、IC厌氧塔及二沉池排放污泥。配置污泥泵2台（螺杆泵：流量10t/h，扬程60米），叠螺脱水机1台。

3工程调试及运行分析

3.1接种培养

此类废水处理工程调试主要集中在IC厌氧塔及接触氧化池两个处理阶段，为了缩短污泥培养时间，厌氧菌群的培养采用接种成熟颗粒污泥。IC厌氧塔的厌氧菌取山东柠檬酸厂的成熟的厌氧颗粒污泥。成熟颗粒污泥为其粒度分布较均匀，大小在2-3mm，表面光滑，呈现灰黑色；颗粒的密度较大，沉降性能非常好，几乎几秒钟的时间，颗粒就与水分离，且水色清澈，没有浑浊现象。颗粒污泥驯化时间为20天分三阶段增加负荷，每次增加负荷为设计负荷的30%。IC厌氧塔调试期间温度控制在35度，采用蒸汽混合器进行加热；VFA控制在300mg/l以下；pH控制在6.8-7.2之间；在当废水中N、P等营养元素不足时，不易于形成颗粒，对于已经形成的颗粒污泥会发生细胞自溶，导致颗粒破碎，因此要适当加以补充。接触氧化池污泥取自市污水处理厂的二沉池，接种污泥量为曝气池有效容积的30%，培驯期间，先对进水进行稀释，并加适量生活污水，经混合配制后（混合液COD在500mg/L左右）进行闷曝,每天排走过量上清液,补充好氧微生物繁殖生长所需要的其它营养元素，等菌胶团和固着型纤毛虫（钟虫、累枝虫）大量出现时，说明活性污泥絮体已经形成、有较好活性，并在以后的一段时间内稳定在2000～4000mg/L。活性污泥性能的好坏，可根据所含菌胶团多少、大小及结构的紧密程度来确定，规则的菌胶团是活性污泥系统稳定运行的指示生物。

3.2系统运行情况

工程调试从2017年开始，进过2个月的运行调试期达到设计负荷，原水COD为8500mg/l，进预处理、IC厌氧塔、接触氧化池及二沉池，COD总去除效率达98%。系统COD出水远低于当地污水处理厂接纳的排放标准。

4运行费用分析

该废水处理系统主要包括：人工费、消耗电费、药剂费用。本废水处理工程中设备每班设置1人二班制,每月按4000元工资计算。日污水处理量按500m3计算，折合每m3污水消耗人工费费为0.53元。污水站按每天实际用电700kW/d，电价0.8元/度计算，则每天消耗的电费总价为560元，日污水处理量按500m3计算，折合每m3污水消耗电费为1.12元。污水处理过程中的药剂使用主要为氢氧化钠污水检测药剂费用等，日污水处理量按500m3计算，折合每m3污水消耗药剂费用为0.30元/m3。综上所述，该废水运行费用成本：1.95元/m

3.结语

该工程采取IC厌氧塔，接触氧化工艺，是针对该公司的废水特点设计的，利用IC厌氧塔的高去除率、低运行成本及占地面积小的特点。此工艺对土地资源节约，系统稳定运行，起到很好的作用。该废水处理系统产生的污泥排放至污泥浓缩池，浓缩后的污泥量大大减少，降低了污泥处理成本，并减少了污泥的排放量。该系统大大减轻了对周围环境的污染，并为企业的可持续发展创造了良好的条件。

参考文献

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作者：唐胜 单位：苏州市鹏月环保工程有限公司