摘要：以某淀粉生产企业的废水处理为例，介绍了IC + A / B工艺处理高浓度淀粉废水的工程设计。项目设计规模为2500m3 / d，进水COD为10000mg / L。主要排放标准。实际运行结果表明，废水处理技术不仅可以保证出水水质，而且效率高，能耗低，具有可观的经济效益，是一种实用的处理技术。
关键字：IC + A / B工艺；淀粉废水；颗粒污泥工程调试
山东省潍坊市的一家淀粉公司，该公司以玉米为原料，每年生产32万吨淀粉。由于该企业是新建项目，因此实现了“三个同时”标准。根据企业生产要求，设计日处理水量为2500m3 / d。
1玉米淀粉生产工艺及废水特性
1.1玉米淀粉的生产工艺
将企业的玉米清洗干净并称重，然后送至均热罐中，在一定温度下均质。将浸泡过的玉米运输到除磨机中，将开裂的籽粒从生芽中除去，将分离并洗涤的生芽干燥并送至榨油过程。细磨后，除去粘附在纤维上的淀粉和蛋白质，然后将纤维过筛并洗涤至干。含有淀粉和蛋白质的淀粉乳进入分离器进行分离，将分离出的蛋白质浓缩干燥。进一步洗涤淀粉，得到纯淀粉乳进行干燥或送至淀粉洗涤加工段。
1.2玉米淀粉废水特性
随着淀粉工业技术的发展，淀粉废水的处理在节水方面也取得了长足的进步。到1990年代末，每吨淀粉的耗水量仍为6至8立方米。在过去的一两年中，由于水资源的日益短缺，淀粉生产商加大了清洁生产的力度，每吨淀粉的用水量已降至3立方米甚至更少。水循环利用次数的增加使淀粉废水成为一个新特征。
由于工厂没有试水车间，因此无需考虑试水。排水过程的其他部分主要集中在玉米浸泡和输送，纤维压榨，浮选浓缩和蛋白质过滤方面。其中，浮选浓缩段的排水量最大，约占总水量的70％。水的其他部分通过过程转换由车间的过程水封闭，并且基本上不排放，因此总处理水量相对较低。
1.3进水水质及废水出水要求
根据企业的生产规模和生产废水的水质数据，设计进水水质和出水要求见表1。
2废水处理工艺
2.1废水处理工艺
考虑到其他地区的水已经实现了闭环循环，废水主要是淀粉洗涤工艺用水，COD浓度约为10000mg / l，B / C约为0.4，因此其生化性能良好，因此主要采用厌氧生物处理工艺。由于该水的高温（通常约为460℃），必须通过沉淀池降低温度，并且一些蛋白质在进入厌氧菌之前会通过沉淀回收。厌氧处理后的废水虽然可以去除92％以上的COD，但原水中有机物的浓度较高，厌氧处理后的氨氮浓度较高。因此，厌氧处理后的好氧处理必须处理COD，同时考虑氨和氮。经过仔细的分析和比较，并考虑到工人的方便操作和管理，本项目的好氧过程采用了A / B方法。在B区的氧化槽中加入填料以提高氨氮的去除率。为了确保废水的水质符合排放标准，混凝沉淀被用作最后的处理过程，以确保废水的水质符合标准。处理流程如图2所示
2.2污泥处理工艺
2.3厌氧和好氧系统的特征
2.3.1厌氧处理系统的特征
本项目厌氧系统采用IC内循环厌氧反应器。它由两个具有不同动态过程的反应室组成，相当于两个UASB的叠加。 IC利用下气罩收集的沼气的提升效果。沼气和废水通过立管提升到气液分离器进行气水分离。液体通过回流管返回到下部反应室，并与水混合以搅拌下部反应。该腔室保持较高的水力负荷，颗粒污泥处于完全膨胀状态，从而增强了颗粒污泥与有机废水之间的接触和传质，极大地提高了有机物的消化率和有机污泥的有机负荷。反应堆。保持较低的水力负荷和产气负荷，对污泥的搅拌影响很小，有利于污泥和废水的分离，并保持污泥的高浓度，有利于提高有机污染物的去除。
当水的浓度突然增加或水量突然增加时，将对厌氧反应器造成负荷冲击。由于IC的内部循环，瞬时高浓度废水进入反应器，产气量大，气举量增加，内部循环量大，内部量大。循环可以迅速稀释高浓度废水，从而减少有机负荷变化对反应器的影响。
2.3.2好氧处理系统的特征
A-B活性污泥法是吸附生物氧化法。 AB法的技术核心可以追溯到最初的两级活性污泥法和高负荷活性污泥法。它的特点是它对污水的处理具有很大的适应性，变化大而复杂。耐火物质；处理效率高，出水水质好，BOD5去除率达90％至95％，并且进行了先进的脱氮处理；总反应时间短，建筑物体积小，占地面积小，节省投资约15％〜20％，节能20％〜25％；为了更好地去除氨氮，B节中使用了生物接触氧化法。
2.4结构设计参数及主要设备
2.4.1调节沉淀池：1座，钢混凝土结构
有效容积为Φ10m×20m = 1570m3，停留时间为8h。它主要调节车间水质和废水排放量，并使大部分蛋白质沉淀在水中，从而减轻后续处理的负担。
2.4.2筛网：1块钢混凝土结构
它主要拦截废水中的漂浮物和纤维状物质，以确保后续处理的正常运行，并延长污水泵的使用寿命。筛子由10到20目不锈钢制成。由于筛网残留物很少，因此可以定期手动清除。
2.4.3预酸化池：1块，钢混凝土结构
对废水进行预酸化，以提高厌氧处理系统的去除效率。有效容积为10m×8m×6m = 440m3，停留时间为4h。
2.4.4 IC电抗器：1块，钢结构
有效容积Φ11m×17m = 1600m3，停留时间为15h，Fv = 16kgCOD / m3·d，大部分有机物和悬浮物被去除，COD去除率达到92％以上，出水COD浓度低于1200mg / l。
2.4.5 A / B系统：4个钢混凝土结构（包括A型曝气池，A型沉淀池，B型曝气池，B型沉淀池）
A段曝气池的有效容积为25m×4m×6m = 440m3，停留时间为5h，设计的BOD5污泥负荷为2kgBOD5 /（kgMLSS·d）。 A区沉淀池的有效容积为22m×3m×6m = 440m3，停留时间为3h，设计表面负荷为1.6m3 /（m2·h）。 B级曝气池的有效容积为25m×8m×6m = 1200m3，停留时间为11h，设计的BOD5污泥负荷为0.16kgBOD5 /（kgMLSS·d）。 B段沉淀池的有效容积为25m×4m×6m = 440m3，停留时间为4.5h，设计表面负荷为1.0m3 /（m2·h）。
2.4.6污泥浓缩池：2个钢混凝土结构
有效容积为8m×6m×6m = 288m3。两个座位平行使用。来自浓缩罐的上清液流入预酸化罐。
2.4.7附属结构（包括值班室，实验室，加药室，鼓风机室，脱水室，沼气发生器室等）
送风室：F = 9m×5.1m；房间高度H = 4.5m；混合砖结构。
压滤室：F = 12m×9m；房间高度H = 4.5m；混合砖结构。
加药室：F = 9m×5.1m；房间高度H = 4.5m；混合砖结构。
发电机室：F = 12m×9m；房间高度H = 4.5m；混合砖结构。
值班室：F = 5.1m×4.2m；房间高度H = 3.0m；混合砖结构。
实验室：F = 5.1m×2.4m；房间高度H = 3.0m；混合砖结构。
2.4.8鼓风机
型号：3HE-200，Qs = 60m3 / min，N = 110kw·h，Pa = 68kPa。2.4.9皮带压滤机
型号：WDY-20，带宽2m，传输功率2.2 kw·h，处理能力15 m3 / h。
2.4.10高效絮凝器
设计用于定量混合反应。型号：HCV-1600，处理能力为110立方米/小时。
2.4.11自动加药系统
型号：HW-1000，1套。
2.4.12沼气发生器
该设计使用了胜利油田动力机械有限公司的两台沼气发生器型号：500GF。
2.5系统操作
整个系统的运行包括两个部分：厌氧系统和有氧系统。两种调试操作都使用污泥接种。由于厌氧微生物的生长和繁殖速率远低于需氧微生物，因此启动主要是厌氧系统的启动。
2.5.1厌氧系统的接种和驯化
由于本项目中设计的IC反应器的高负荷，污泥接种是在相同类型的行业中进行的，其中厌氧颗粒污泥的性能更好。接种量为600立方米。接种前，首先将1000 m3注入反应器。清水，然后开始加热以使反应器中的温度达到约35°C，然后使用低速螺杆泵将600立方米的颗粒污泥接种到反应器中，并打开循环系统进行内部循环以进行接种。颗粒污泥逐渐恢复活性。此阶段耗时约三天，然后开始增加负载。首先，将进水的COD浓度控制在2500±300mg / L，进水量为200m3 / h，运行负荷为8kgCOD / m3.d。该操作阶段耗时8天，然后将负荷依次运行至9.6 kgCOD / m3.d（进水的COD为3000±300mg / L，输入水为200m3 / h，耗时15天），为11.2 kgCOD / m3。 m3.d（进水COD为3500±300mg / L，进水量为200m3 / h，需要5天），14.6 kgCOD / m3.d（进水COD为3500±300mg / L，进水量为260m3 / h，并且需要10天）直到达到设计16.6 kgCOD / m3.d（取水量的COD为4500±300mg / L，取水量为260m3 / h，需要8天），我尝试了大约50天。在操作期间，反应器中的温度始终控制在36°C至38°C，进料温度控制在38°C至40°C。由于厌氧过程中产甲烷菌的最佳pH范围是6.5到7.2，这太高或太低都会影响产甲烷菌的活性，尽管原水的pH用回流水稀释后为4.0，但pH基本上为6.5。
2.5.2厌氧废水中VFA的变化及厌氧结晶的影响厌氧发酵的限速步骤是甲烷生成阶段。操作过程中最容易出现的问题是VFA的积累，这会导致系统酸化并抑制产甲烷菌。 IC电抗器难以正常运行。残留的VFA可以准确反映厌氧系统的运行情况。实际运行结果表明，IC反应器流出物VFA在2.5至3.5 mmol / L时运行效果更好。
尽管该项目是为高流速的IC反应器设计的，但经过一段时间的使用后，在管线的转弯处和泵的入口处形成了鸟粪石（MgNH4PO4），并且很容易堵塞管线而影响水质录取。后来，所有原始管道在修改后都被U-PVC管道替换。由于U-PVC管的耐腐蚀和光滑表面，晶体不易吸附在管壁上，并获得了良好的效果。此外，在操作过程中适当添加铁盐也可以防止鸟粪石的形成。现场PO43-P的量（基于P的PO4）与Fe的添加量之比为0.37。
2.6有氧系统运行
有氧系统采用A / B过程。 A部分的曝气池使用来自IC反应器流出物的污泥加上沉淀池A部分的回流污泥直接充气。从附近的污水处理厂的沉淀池返回的污泥接种在B级曝气池中，接种量约为该池容积的10％。窒息三天后，微生物开始繁殖。大约10天后，生物膜出现在填料上，然后开始进入水中。水的量是设计水的20％。四天后，水量增加到设计水量的30％。鱼的繁殖情况依次增加到40％，60％和80％，直到达到设计负荷约40天。 A部分的曝气池直接用厌氧废水进行污泥培养。曝气约两周后，微生物开始出现。培养方法是指B段曝气池中的培养方法。由于较高的A曝气池负荷，从开始培养到设计负荷，微生物的适应性为30天。
在需氧系统运行期间，为了最大限度地发挥脱氮和除磷的作用，必须为需氧池提供足够的溶解氧。操作结果表明，在DO≤1.0mg/ l的条件下，A段的总氮去除率可以达到。 30％，因为B部分使用生物膜方法，所以氮和磷的去除主要通过生物膜的脱落来完成。实际运行结果表明，当B部分曝气池末端的DO大于2 mg / l时，可以满足需求。 ，并且薄膜的脱落量为40mg /周期（即：4mg / L）可以达到较好的效果，去除率基本上在55％左右。
2.7过滤系统操作
在生物处理系统正常运行之后，污泥处理系统作为后处理运行。所有在调节沉淀池中沉淀的蛋白质都被回收到车间。 AB沉淀池中的部分污泥和沉淀池中的污泥进入污泥浓缩池进行浓缩，然后进入带式压滤机进行脱水和过滤。垃圾填埋场，污泥浓缩池的上清液和带式压滤机的滤液返回到预酸化池进行处理。
2.8沼气发电系统
本项目离子色谱反应器产生的沼气经水和脱硫罐密封后进入储气罐。在实际操作中，每天产生12,000立方米沼气，沼气的每一侧可发电1.8千瓦。选择了两个山东东营胜利油田动力机械有限公司。每小时产生500kW·h的发电机可以每小时产生900kW·h。沼气发电产生的一部分废热通过废热回收装置进入锅炉，另一部分进入IC反应器加热废水以维持反应器中的温度。
2.9经济效益分析
本项目总投资1300万元，土建部分投资400万元，设备部分投资800万元，其他部分投资100万元。
2.9.1电费
废水处理站的总装机功率为300kW·h，实际运行功率为150kW·h，正常运行功耗为3600（kw·h）/ d。元/ m3。
2.9.2药品费用
其中，PAM消耗量为7ppm，市场价格为15,000元/吨，PAC消耗量为80ppm，市场价格为1700元/吨，处理一吨水的成本为0.23元/ m3。
2.9.3人工成本
废水处理站现有人员8人，工资为40元/（人·d），每吨水的人工成本为0.13元/ m3。
2.9.4加工成本
基于以上成本，废水处理成本为1.12元/ m3。
2.9.5收益回收
两台沼气发电机每小时可产生900kW·h。每度电的价格为0.53元，每天可产生收益11400元。除去废水处理，每天的处理费用为2800元，每天可通过沼气产生8600元。人民币的利润每年可实现纯利润300万元。
2.10结论
（1）实际运行结果表明，采用IC + A / B工艺处理高浓度淀粉废水是可行的，出水水质达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。
（2）在厌氧系统运行过程中，要注意废水中VFA的变化以及厌氧结晶对系统运行的影响。
（3）好氧系统B中的生物膜法可以提高好氧系统的氮和磷的去除能力。
（4）沼气发电可以抵消废水处理的运行成本，并为废水处理站带来可观的经济效益。
参考文献
［1］贺延岭编著. 废水厌氧生物处理. 北京：轻工业出版社，1998.
［2］任南琪，王爱杰等编著. 厌氧生物技术原理与应用. 北京：化学工业出版社，2004.
［3］王凯军，左剑恶，甘海南等编著. UASB工艺的理论与工程实践. 北京：中国环境科学出版社，2000.
［4］张希衡等编著. 废水厌氧生物处理工程. 北京：中国环境科学出版社，1996.
［5］王凯军，秦人伟编著. 发酵工业废水处理. 北京：化学工业出版社，2000.
［6］周孟津，张榕林，蔺金印等编著. 沼气实用技术. 北京：化学工业出版社，2004.
［7］张全国主编. 沼气技术及其应用. 北京：化学工业出版社，2005.
［8］沈耀良，王宝贞编著. 废水生物处理新技术－理论与应用（第二版）. 北京：中国环境科学出版社，1996.
［9］杨岳平，徐新华，刘传富主编.废水处理工程及实例分析.北京：化学工业出版社，2003.作者: 冯 雷， 张守健，王天利
