檸檬酸廢水生化性較好,但是有機物濃度較高,常規生化處理難以達標,單純依靠物理、化學或物化方法也不切實際,我公司在傳統生化工藝的基礎上,研發出高效處理工藝。我國是世界上最大的檸檬酸產品生產國和出口國,在國際市場上占有重要的地位。檸檬酸是有機酸中第一大酸,由于物理性能、化學性能、衍生物的性能,是廣泛應用于食品、醫藥、日化等行業最重要的有機酸。隨著環保政策的日益完善,對檸檬酸生產企業搖搖也越高:凡在中國境內從事檸檬酸生產的企業,必須建設與生產規模相適應的環保治理設施,主要污染物排放必須達到國家規定的排放標準。
1 廢水水質與水量
某檸檬酸廠生產過程中排放多股廢水 (濃糖水、洗糖水、洗濾布水等),主要含有大量的可溶性有機物(糖類、脂肪酸、蛋白質、淀粉等),其可生化性很好、不含有毒有害物質、呈現黃色。該廠檸檬酸產量為6×104 t/a,其廢水水質、水量見表1。
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表 1 檸檬酸綜合廢水水質、 水量 | ||||||
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水量 (m3/d) |
COD(mg/L) |
BOD(mg/L) |
pH |
溫度 ( ℃ ) |
SS(mg/L) |
色度 ( 倍 ) |
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7 000 |
10 000 |
6 000 |
3 ~ 5 |
60 ~ 70 |
1 000 |
250 |
2 工藝流程
檸檬酸廢水采用以預處理、厭氧UASB為主體,三級好氧為后處理的工藝流程(見圖1)。

檸檬酸廢水處理 2.1 預處理
廢水首先通過預處理除去固體物質、降低水溫、均化水質。預處理構筑物包括初沉池、調節池、冷卻塔,經預處理后廢水水溫降至37 ℃左右,達到中溫厭氧發酵所需的要求,同時它還能保證處理系統運行的穩定性。
檸檬酸廢水處理 2.2 UASB 反應器
建有2座UASB反應器,總體尺寸為40 m×24 m×12.8 m,有效區高度為9.8 m。每座反應器的總體積為6144m3(為目前我國最大的單體單室反應器),有效體積率也高達76%。實際運行的水力停留時間為32 h,容積負荷為8 kgCOD/(m3•d),COD去除率為92%~93%,這在我國大型的UASB反應器中也是較高的。
檸檬酸廢水處理 2.3 中沉池
由于厭氧出水中帶有一定的污泥,而好氧進水要求污泥含量較低,因此在UASB反應器后建一座中沉池用來去除大部分的厭氧污泥。
檸檬酸廢水處理 2.4 曝氣沉淀池
檸檬酸廢水中含有大量的Ca2+(厭氧出水Ca2+高達700~900 mg/L),如不去除會對好氧設備及構筑物產生較大影響,曝氣沉淀池就是針對去除Ca2+而設計的。在池中Ca2+因適量曝氣形成鈣鹽沉淀或被污泥吸附最終通過排放污泥將其去除。設有兩座曝氣沉淀池,總尺寸為18 m×9 m×8 m,其對Ca2+的去除率達 到30%以上,同時對COD的去除率為40%~50%。
檸檬酸廢水處理 2.5 一體式氧化溝
一體式氧化溝由厭氧段、兼氧段、好氧段、沉淀區、污泥回流區組成,在溝內完成廢水中剩余有機污染物的水解、氧化及污泥回流過程,降低水中的污染物含量。氧化溝尺寸為65 m×30 m×8 m,其出水COD在100 mg/L左右,COD去除率達60%以上。具體參見http://www.dongaorq.cn更多相關技術文檔。
檸檬酸廢水處理 2.6 滴濾床
氧化溝的出水只能接近排放要求,因此須再加一級滴濾床進行深度生物處理以確保廢水的達標排放。設計兩座直徑為16 m的滴濾床,經終沉池沉淀后的出水COD為80~90 mg/L。
3 運行情況
整個廢水處理系統自1999年12月投入運行以來,處理效果一直很穩定,運行情況見表2、圖2。
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表 2 廢水處理系統運行情況 | ||||||
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處理單元 |
原水 |
初沉池 |
UASB 反應器 |
曝氣沉淀池 |
一體化氧化溝 |
滴濾床 |
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COD(mg/L) |
9000 |
10000 |
700 |
400 |
120 |
90 |
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pH |
4.5 |
4.5 |
7.1 |
7.8 |
8.0 |
8.0 |
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SS(mg/L) |
400 |
1000 |
200 |
100 |
50 |
4. |
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色度 ( 倍 ) |
180 |
200 |
20 |
50 |
30 |
25 |
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溫度 ( ℃ ) |
65 |
70 |
34 |
30 |
30 |
25 |

幾個月的運行表明,整個廢水處理系統對COD的去除率較高(99%以上),同時具有較高的耐沖擊能力。
4 污泥處置
初沉池污泥主要由檸檬酸鈣、玉米渣、菌絲體等組成,厭氧污泥的產量很低(0.05~0.1 kgSS/kgCOD),所產的污泥大部分留在反應器內,少部分在中沉池沉淀,極少部分進入好氧系統中。污泥經濃縮后用板框壓濾機脫水,干污泥可利用。厭氧污泥為均勻顆粒(粒徑為1~3 mm),脫水非常容易且不需添加絮凝劑。曝氣沉淀池的污泥含有大量的鈣鹽且污泥量較大,氧化溝的污泥量較少,滴濾床的污泥量更低,這些好氧污泥經濃縮后用帶式壓濾機進行脫水后外運填埋。


