改进SBR运行方式强化味精生产废水的脱氮应用

改进SBR运行方式强化味精生产废水的脱氮应用

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生态环境

某味精生产企业在淀粉及谷氨酸生产中的主要原材料为玉米和水，还消耗少量糖蜜等。笔者针对味精企业生产废水高ＮＨ广Ｎ、废水处理站ＮＨ厂Ｎ出水不能达标排放的问题，提出通过改变原废水处理站ｓＢＲ运行参数的方式强化生产废水的脱氮效果。通过改造，ｓＢＲ以循环式操作方式运行，形成两段缺氧／好氧串联工艺，使氨氮得到较大的去除，平均去除率达９０％以上。

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一、现有废水处理情况

水主要来源于：淀粉生产过程中的浸泡及洗涤废水、胚芽分离、纤维洗涤、脱水和制糖等工序产生废水；发酵液经“冷冻等电提取＋离子交换”工艺提取谷氨酸后的离子交换尾液；离子交换树脂洗涤与再生废水；生产过程中各种设备的洗涤水，糖化、发酵等各阶段的冷却水。

回收谷氨酸后的离交尾液为高浓度有机废水，同时

统。折流沉淀池污泥经干化处理后和脱水后的生化污泥一起作为复合肥底料，资源化利用。

该公司生产系统淀粉车间、制糖车间、发酵车间产生高浓度废水设计量为５３０Ｌ／ｄ，三效冷凝水量为５９６．７ｔ／ｄ，总排污水量１１２６ｔ／ｄ，本次改造工程设计处理水量为１５００ｍ３／ｄ。废水处理工艺流程如图１所示。

二、现有ＳＢＲ存在的问题及问题分析

１．ｓＢＲ存在的问题。ｓＢＲ运行按照进水（２ｈ）一曝气（８ｈ）一缺氧（４ｈ）一沉淀（２ｈ）一排水（２ｈ）一闲置（６ｈ）的运行方式运行。虽然该操作方式形成了好氧一缺氧的生物环境，但是出水氨氮浓度仍高达８５ｍｇ／Ｌ左右，不能达到地方排放标准（ＢＯＤ≤１７６ｍｇ／Ｌ，ＮＨ，一Ｎ≤２５ｍｇ／Ｌ）要求。

表１

项目

ｐＨ

ＳＢＲ进水指标

具有酸｜生强、高硫酸根、高氨氮等特点。该部分废水经过

滤提取菌体蛋白，经干燥加工生产蛋白饲料出售，上清液经浓缩、喷浆造粒工艺生产有机一无机复合肥，实现废物的综合利用。

淀粉黄浆水、发酵废水和制糖废水经折流沉淀池沉淀、预加热等处理后进入厌氧处理系统，出水和三效蒸发冷凝水一起进入预曝气池，沉淀后流入好氧处理系

Ｓｓ（ｍｇ／Ｌ）ｃ０Ｄ。（ｍｇ／Ｌ）ＮＨ３＿Ｎ（ｍｇ几）碱度ｍ叽

≤１５０

≤１５００

≤３００

≤１８００

进水５．５—８．０

２．问题分析。硝化反应是在好氧条件下进行，将ＮＨ＋４转化为Ｎ０２＿和Ｎ０３＿的过程。此作用是由亚硝酸菌和硝酸菌两种菌共同完成的。硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境变化比较敏感。在硝化反应过程中，有Ｈ＋释放出来，使ｐＨ值下降。为了保持适宜的ｐＨ值，在废水中必须保持足够的碱度以调节ｐＨ值的变化。其反应式如下。

冷凝水

折流

厌氧

沉■调淀１丁池

池

土署

ＵＡＳＢ

预曝池

中沉

好氧节池

ＮＨ４斗１．８６０２＋１．９９ＨＣ０３一趟丝塑堕。

气◆池■调

］ｒ

岖

（０．０１８１＋０．００２５）Ｃ５Ｈ７０２Ｎ＋１．０４Ｈ２０＋０．９８Ｎ０３－＋１．８８Ｈ２Ｃ０３

（１）

反硝化反应是指在无氧条件下，反硝化菌将硝酸盐氮和亚硝酸盐还原为氮气的过程。其反应式如下。

◆

ｒ了Ｗ匕

１ｒ

Ｎ０３一＋５Ｈ（电子供体一有机物）堕丝塑堕。ｌ／２Ｎ２＋Ｈ２０＋

０Ｈ一

（２）

’肥车间?１脱水移ｌ｜．叫污泥收集卜Ｉ。

池

上清液

有文献报道，当废水碱度充足是，利用一段Ａ／０方式操作的ｓＢＲ就完全可以在好氧阶段达到氨氮的彻底

硝化，使ｓＢＲ出水氨氮浓度降到可接受的水平，但是当

图１废水处理工艺流程

万方数据　河南科技２００７．１上３２

原水碱度不足时，硝化反应进行到一定的程度，便无法继续进行，造成出水氨氮去除率不高，出水不能达到排放要求。另外，在硝化反应过程中，随着氨氮的减少，硝态氮的积累，硝化反应的速率将越来越慢，如果及时去除积累的硝态氮，必将提高反应速率，减少反应时间。因此，当硝态氮积累到一定量时，通过反硝化去除，然后再进行硝化，形成交替硝化反硝化的运行方式。

根据式（１）（２）可以知道，在硝化反应过程中，每氧化１ｍｇ／Ｌ的氨氮为硝态氮，需要消耗７．０７ｍ∥Ｌ的碱度；在反硝化过程中，还原１ｍｇ／Ｌ的硝态氮能产生３．５７ｍｇ／Ｌ碱度。本工程ｕＡｓＢ出水碱度≤１８００ｍｇ／Ｌ，不足以使ｓＢＲ好氧运行期间氧化全部氨氮，导致硝化不能完全进行，出水氨氮超标。１１ｑ

三、现有废水处理系统改造方案

１．兼具生物脱氮功能的ＳＢＲ操作方式四。ｓＢＲ生物脱氮的操作方式主要有直列式、循环式和Ａ／０

ＳＢＲ式３种。

（１）直列式。直列式操作，按照硝化一反硝化方式（１）或反硝化一硝化方式（２）顺序进行。

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（１）（２）

（２）循环式。直列式处理高氨氮废水的效率不高，因此，人们借鉴多釜串联的原理，提出了循环式操作方式（３）。【卅

（３）

（３）Ａ／０ｓＢＲ式。Ａ／０ｓＢＲ式操作方式（４）兼有

ＡＢ法与ｓＢＲ法两者的优点，运行稳定，污泥产量少，除氮效率较高。

消化液回流

（４）

２．ｓＢＲ改造方案。在硝化反应过程中，随着氨氮的减少，硝态氮的积累和碱度的消耗，硝化反应的速率将越来越慢。因此，当硝态氮积累到一定量时，通过反硝化去除，然后再进行硝化，形成交替硝化反硝化的运行方式。同时，在硝化反应进行到一定的程度，污水中碱度降

万　

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生态环境

低，硝化反应速度减慢时，进行缺氧搅拌，发生反硝化反应，一方面时积累的硝态氮反硝化转化为氮气，另一方面反硝化反应产生一定量的碱度来支持下一阶段的硝化反应。

基于企业现有情况利用现有ｓＢＲ有效容积较大的优势，在现有ｓＢＲ设施的基础上，同时利用ｓＢＲ操作运行的灵活性，通过改变其运行参数，使其成为两段Ａ／０工艺，提高有机物和氨氮的去除效率，使出水满足地方排放标准。在本工艺中为提高脱氮效果，运行周期按２４ｈ计，具体时间分配为：

进水一缺氧一曝气一缺氧一曝气一沉淀一排水一闲置

２ｈ

２ｈ

６ｈ

４ｈ

４ｈ

１ｈ

１ｈ

２ｈ

在一个运行周期内，污水处理过程相当于两个缺

氧好氧工艺串联运行，脱氮效果较好，同时具有较高

的ｃＯＤ去除效率。为保证缺氧阶段废水和污泥的充分混合，每座ｓＢＲ反应器安装推流器，以利于反硝化去除氨氮。第二阶段的曝气不仅使ｃＯＤ去除率进一步提

高，而且还能改善污泥的沉降陛能，缩短沉淀时问。

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四、工程运行结果

ｓＢＲ工艺运行参数改造后，经过一段时间稳定运行，其各项处理出水指标如图２示。ｓＢＲ出水基本达到

地方标准要求：ｃ０Ｄ≤１７６ｍ舡，ＮＨ３一Ｎ≤２５ｍｇ／Ｌ。由于

曝气时间比原有ｓＢＲ运行工艺有所增加，ｃ０Ｄ去除率

也较之改造前有所提高，氨氮去除效率达到９０％以上。

五、结论

通过对企业废水处理站运行参数进行优化改造，并经过污水处理站的运行证明，味精废水经过厌氧一好氧的处理工艺进行处理是可以达标排放的。

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改进SBR运行方式强化味精生产废水的脱氮应用

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被引用次数：赵雅光， 买文宁， 刘广亮郑州大学河南科技HENAN KEJI2007(1)1次

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