制糖廢水處理的工藝研究

薛科創，成 琳

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制糖廢水處理的工藝研究

薛科創1，成 琳2

（1. 陜西國防工業職業技術學院 化學工程學院，陜西 西安710302； 2. 西安鵬耀環境工程有限公司，陜西 西安710110）

制糖行業產生的廢水量大，處理制糖行業產生的污水，成為推動制糖行業發展的主要力量。以某公司的制糖廢水為實例，選擇ABR厭氧+好氧工藝，確定在此工藝在運行時的最佳工藝。結果表明：進水量維持在10 000 t/d，進水中COD的含量不能超過3 000 mg/L，COD的水力負荷控制在1.5 kgCOD/(m3·d)，生物接觸氧化池的溶解氧調節在3 mg/L、污泥不需要回流、在常溫操作，調節氧化池的pH值在6.8~7.2之間對廢水有一個良好的處理效果。

廢水；工藝；COD；溶解氧

甜菜制糖行業屬于高用水量工業，目前水的使用量為甜菜的3~4.5倍[1]。按照此生產規模計算，企業每天排放的廢水都在都在 10 000 t以上。而甜菜制糖的廢水主要來自甜菜加工生產蔗糖產生的廢水和糖蜜酒精廢水兩部分。本文以新疆綠翔糖業有限責任公司的制糖廢水為實例，根據廢水處理工藝流程研究制糖廢水處理的最佳工藝參數。

1 工程概況

某公司位于新疆，該公司是集生產經營白砂糖、精幼砂、冰糖、食用酒精、顆粒飼料、國內外貿易為一體的中型制糖企業，并且有番茄醬廠一座。該項目主要包括企業生產過程中排放制糖廢水、酒精廢水、番茄醬生產廢水。隨著人們環保意識的增強以及國家環保政策的“三同時”要求，該公司領導對此非常重視，本著環保減污的原則，建設12 000 m3/d廢水處理站。工藝流程圖如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

2 工藝條件確定方案

2.1 厭氧設備的工藝確定

按照一定的要求逐步啟動，啟動之間要有時間間隔，啟動時間以達到厭氧降解的目標，這個時間不能期望很短。因為啟動就是要讓細菌恢復活性，為了在啟動過程中保證厭氧細菌的生長、馴化的進行，水力負荷要維持一個低的級別，啟動時間不能太短，并且每次投入的廢水量不能太少，而且兩次投料的時間間隔不能太短[2]。我們測定進水量和進水中COD的含量以及COD的去除量，結果如圖2所示,從圖2可以看出，由于每天的生產量不同，產生的廢水在7 000到12 000 t之間不等，測定了30 d，平均每天的廢水量9 900 t，廢水的COD的含量在1 890 mg/L，根據測定的COD變化，我們確定了如下的工藝，經過處理之后，出水的COD含量平均在47.9 mg/L。

圖2 進水量及進水中COD的含量

（1）混合廢水中COD的濃度不能控制在一個較高的水平，根據測定：我們控制COD的濃度在1 000~ 5 000 mg/L之間，當COD的濃度超過了5 000 mg/L時，應通過將出水循環處理或者通過加水稀釋至COD的濃度符合要求。

（2）逐步增加負荷的操作方式：根據測定，在啟動初期可以將容積負荷控制在0.1~1 kgCOD/(m3·d)，當細菌對COD的降解超過80%時，再逐步增加COD的容積負荷，這樣可以增加COD的去除率。當COD的容積負荷達到1.5 kgCOD/(m3·d)時，細菌對COD的去除率可以達到90%以上；但是如果采取低容積負荷進料，厭氧過程細菌對COD不能消化，為了達到消化的目的，則需要將消化時間應延長至24 h或2~3 d，同時應檢查消化降解VFA濃度，在啟動階段：應保持VFA的濃度控制在3 mmoL/L以下。

（3）當COD的容積負荷超過2.0 kgCOD/(m3·d)后，可以增大每次進料負荷，但進料負荷最大不能超過20%，只有當VAF的濃度仍維持在3 mmoL/L以下的水平時，進料量才可以不斷增大，廢水混合液的進料間隔才可以逐漸減少。周志萍[3]等人的研究說明當進水COD含量在3 000 mg/L左右，積負荷達到1.47kg COD/(m3·d)時，COD的去除率可以達到90%以上，測定的結果基本與文獻報道一致。

2.2 好氧微生物的培養

為了使好氧微生物能有一個良好的生存環境，根據文獻[4]的報道，我們在合適的條件下對好氧微生物進行培養。

（1）營養物：開始階段為了避免由于制糖廢水營養單一，故每天通過投加尿素、磷肥等使廢水中碳、氮、磷之比應保持100∶5∶1。

（2）溶解氧：曝氣池溶解氧濃度常需高于3~5 mg/L，常按5~10 mg/L控制。

（3）溫度：由于要控制細菌的最佳生長，必須有一個最佳的溫度，一般情況將溫度控制在15~35oC為宜。

（4）酸堿度：控制廢水的pH在6~9之間。在特殊時候，進水的最高pH 控制在9~10.5之間。

2.3 生物接觸氧化池的啟動操作

由于在工藝研究之前，先要將設備調節到穩定狀態，對于生物接觸氧化池也是一樣，首先按照文獻[5]的報道進行調節。

（1）將曝氣池注滿廢水，悶曝2~3 d 后，停止曝氣，靜置沉淀1~1.5 h，然后將部分污水排出，同時補充部分新鮮污水，新鮮污水的體積約占池容的1/5。以后悶曝、靜置沉淀和進水三個過程要循環進行，但縮短進水時間，縮短每次悶曝時間。

（2）曝氣池中的微生物經過前期悶曝培養，其中的MLSS達到一定量后，將進水由間歇改為連續，對微生物的培養進行動態觀測，同時調整進水在生化池內的停留時間為24 h，控制進水中的溶解氧在3 mg/L左右，每隔兩小時用溶解氧儀測定一次廢水中的溶解氧。這樣大約10 d之后，活性污泥中出現了一些變形蟲、漫游蟲，經過15 d的培養之后，出現了鞭毛蟲、鐘蟲、草履蟲游離菌等原生動物。再經過15 d的培養可以觀察到輪蟲、線蟲等后生動物，這時候表明活性污泥已經長成。可以開始進行連續進水運行。

2.4 曝氣池工藝參數的確定

我們對曝氣池中SS去除量及溶解氧進行了連續30天的測定，結果如圖3所示。

圖3 SS的去除量及溶解氧量

從圖3可以看出：懸浮物SS的去處量沒有像COD那樣固定，而是出現上升，上升到一定的程度之后開始下降，然而下降到一定的程度之后，又呈現上升的趨勢，是一個鋸齒狀的分布，但SS的最高去除量達到了76，最低去除量達到了29。出現這種現象的原因可能是由于活性污泥中好氧微生物的活性所致[6]，隨著曝氣量的增加，活性污泥中的微生物逐漸從適應期進入指數期。進而達到穩定期，這時候微生物的活性最大，懸浮物SS的去除量也最好，當曝氣量有所下降時，由于溶解氧濃度不夠，好氧微生物中部分進入衰退期，懸浮物SS的去除量就有所降低。因此，從溶解氧圖上可以看出：溶解氧應確在3 mg/L。每隔2 h對溶解氧進行測定，當溶解氧高于3 mg/L時，可停止曝氣或添加少量的營養物。當溶解氧低于3 mg/L時，應當持續曝氣同時添加營養物。

3 結 論

污水泵站的水位要在保證進水系統不溢流的前提下，應盡可能控制在高水位的狀況下運行。排泥周期用每天排出的污泥泥量的體積和集泥池容積來確定排泥周期，排出的污泥量體積應小于集泥池的容積。由實際混凝、絮凝情況確定PAC、PAM的投加量，但有時候理論與實際不太一樣。進水量控制在10 000 t/d，進水中COD的含量不能超過3 000 mg/L，COD的水力負荷控制在1.5 kgCOD/(m3·d)，生物接觸氧化池的溶解氧調節在3 mg/L、污泥不需要回流、在常溫操作，調節氧化池的pH值在6.8~7.2之間，可通過顯微鏡觀察觀察微生物的生長狀況及種類。

參考文獻：

［1］ 胡亞萍，馬曉力，董貝貝. 制糖廢水的主要處理工藝及發展方向芻議[J]. 環境科學導刊，2012，31(6)：78-82.

［2］ 周楊，高超，毛士澤. 污泥厭氧消化池的啟動運行經驗[J]. 中國給水排水，2007，23(6)：91-94.

［3］ 周志萍，秦文信. 甜菜制糖廢水治理的探索[J]. 中國甜菜糖業，2008，(4)：91-94.

［4］ 汪善全，孔云華，原媛，等. 好氧顆粒污泥中絲狀微生物生長研究[J]. 環境科學，2008，29(3)：698-702.

［5］ 蔣本超，胡開林，胡曉勇，等. 昆船污水處理站微孔曝氣池的啟動研究[J]. 環境科學與技術，2008，31(9)：110-112.

［6］ 王建龍，張子健，吳偉偉. 好氧顆粒污泥的研究進展[J]. 環境科學學報，2009，29(3)：449-473.

Research on the Treatment Technology of Sugar Wastewater

1，2

（1. School of Chemical Engineering, Shaanxi Institute of Technology, Shaanxi Xi’an 710302, China； 2. Xi'an Pengyao Environmental Engineering Co. Ltd., Shaanxi Xi’an 710100, China）

The sugar industry produces a lot of waste water, treatment of the wastewater has become the main force to promote the development of sugar industry. Taking sugar wastewater from a company as an example, ABR anaerobic + aerobic process was used to treat sugar wastewater, and optimum process conditions were determined as follows: the inflow rate 10 000 t/d, influent COD less than 3 000 mg/L, hydraulic load of COD 1.5 kgCOD/(m3·d),dissolved oxygen in the biological contact oxidation pool 3 mg/L, pH 6.8~7.2. Under above conditions, good treatment effect could be obtained.

wastewater; process; COD; dissolved oxygen

X 703

A

1671-0460（2016）09-2128-03

2016-04-09

薛科創（1985-），男，陜西咸陽人，講師，碩士，2011 年畢業于西北大學材料化學專業，研究方向：催化劑的設計一合成，從事教學工作。E-mail：xuekechuang@126.com。