近年來(lái),我國(guó)乳制品行業(yè)得到了快速發(fā)展,但伴隨而來(lái)的還有乳制品廢水的污染問(wèn)題。
乳制品廢水主要來(lái)源于容器、設(shè)備、管道、廠房,地面清洗產(chǎn)生的廢水,以及部分工廠生活污水。乳制品廢水呈現(xiàn)出的特點(diǎn)主要有:一、水質(zhì)、水量隨時(shí)間變化比較大;二、有機(jī)污染物濃度較高,易生物降解;三、可生化性較好。
目前處理乳制品廢水的方法有很多,本設(shè)計(jì)“氣浮+好氧處理”的處理方法。具體工藝流程是:污水依次經(jīng)過(guò)格柵、高效溶氣氣浮機(jī)、中間水池、好氧組合工藝。
該工藝處理流程短,處理效果好,占地少,且節(jié)約成本。
乳制品加工過(guò)程中,產(chǎn)生的廢水主要來(lái)自容器、管道、設(shè)備清洗所產(chǎn)生的較高濃度的生產(chǎn)廢水,以及生產(chǎn)車(chē)間和場(chǎng)地沖洗產(chǎn)生的較低濃度的生產(chǎn)廢水和部分生活污水。
4.1.1乳制品廢水的主要特點(diǎn):
1.水質(zhì)、水量變化大,廢水的排量和濃度隨著清洗的時(shí)間以及項(xiàng)目波動(dòng),早晚排量及濃度變化較大,廢水酸堿不均衡,pH波動(dòng)大。
2.有機(jī)物含量高,乳蛋白、乳脂、乳糖類(lèi)等,廢水中的CODCr很高。
3.可生化性好,乳制品廢水中溶解的有機(jī)物易被生物降解,多數(shù)乳制品廢水能夠達(dá)到BOD5/CODCr>0.5,具有很好的可生化性。
鑒于此,處理工藝的以生物處理為主。乳制品廢水處理工藝可分為好氧處理系統(tǒng)、“厭氧+好氧”處理系統(tǒng)、氣浮+好氧、水解酸化+好氧處理工藝。好氧處理系統(tǒng)容積負(fù)荷偏低,適合水量較小、污染物濃度較低的乳制品廢水,又分為單級(jí)好氧和多級(jí)好氧,“厭氧+好氧”工藝適合廢水量大、產(chǎn)品復(fù)雜的乳制品廢水的處理。
污染物去除原理
SS的去除
廢水中大顆粒的SS主要依靠格柵去除,小顆粒的SS及膠體則依靠化學(xué)絮凝、氣浮及生物分解作用去除。
化學(xué)絮凝是通過(guò)加入化學(xué)絮凝劑,使水中的膠體和懸浮物質(zhì)通過(guò)壓縮雙電層、電性中和、網(wǎng)捕或卷掃、吸附架橋的原理凝聚成大顆粒懸浮物而去除。殘余的有機(jī)膠體物質(zhì)則可以通過(guò)微生物的降解作用而去除。
COD的去除
廢水中的COD主要依靠生化處理去除。廢水的生化處理是在適宜的環(huán)境條件下,利用微生物吸附、降解廢水中有機(jī)污染物的一種生物處理方法。根據(jù)微生物對(duì)氧的需求不同,可以把生化處理分為好氧處理和厭氧處理兩大類(lèi)。
好氧處理是利用微生物在有氧條件下,能將廢水中的一部分有機(jī)物用于合成新的細(xì)胞,將另一部分有機(jī)物進(jìn)行分解代謝以便獲得細(xì)胞合成所需能量的特性,從而去除廢水中有機(jī)污染物,其最終產(chǎn)物是CO2和H2O。好氧處理需要源源不斷的供給氧氣,處理速度快,污泥負(fù)荷相對(duì)低,出水水質(zhì)好。
厭氧處理是指在厭氧條件下由多種(厭氧或兼性)微生物的共同作用下,使有機(jī)物分解并產(chǎn)生CH4 和CO2 的過(guò)程。厭氧分三個(gè)階段:
水解階段:復(fù)雜的有機(jī)物在***胞外酶的作用下,首先被分解為較簡(jiǎn)單的有機(jī)物,繼而在產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)厭氧發(fā)酵和氧化轉(zhuǎn)化為乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類(lèi)。
產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段:產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌能把除乙酸、甲酸、甲醇以外的***階段產(chǎn)生的中間產(chǎn)物(如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類(lèi))轉(zhuǎn)化為乙酸和氫,并有CO2產(chǎn)生。
產(chǎn)甲烷階段:產(chǎn)甲烷菌將***、二階段產(chǎn)生的乙酸、氫和CO2等轉(zhuǎn)化為甲
厭氧不需要供給氧氣,污泥負(fù)荷相對(duì)較高,能處理較難生物降解的物質(zhì),但所需時(shí)間長(zhǎng),出水一般需要后續(xù)處理才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
BOD的去除
廢水中BOD的去除原理與COD基本相同。
氨氮的去除
生物脫氮是利用自然界氮的循環(huán)原理,采用人工方法予以控制。污水中的氮首先在好氧條件下軟化為氨氮,然后由硝化菌變成硝酸鹽氮,這個(gè)階段稱(chēng)為好氧硝化;隨后在缺氧條件下,由反硝化菌作用,由外加碳源提供能量,使硝酸鹽氮變成氮?dú)猓@個(gè)階段稱(chēng)為缺氧反硝化。整個(gè)生物脫氮的過(guò)程就是氮的分解還原反應(yīng),反應(yīng)所需能量從有機(jī)物中獲取。
在硝化與反硝化過(guò)程中,影響脫氮效率的因素是溫度、DO、pH值及反硝化碳源等。
在生物脫氮系統(tǒng)中,硝化菌生長(zhǎng)速度緩慢,所以要有足夠的污泥齡,反硝化菌的生長(zhǎng)主要在缺氧條件下進(jìn)行,并要有充裕的碳源提供能量才可促使反硝化作用順利進(jìn)行,因此生物脫氮需具備以下條件:
硝化階段:足夠的溶解氧(DO值≥2mg/L)、適合的溫度(是20℃,不低于10℃)、足夠長(zhǎng)的污泥齡、合適的pH
反硝化階段:硝酸鹽的存在、缺氧條件(DO值≤0.5mg/L)、充足的碳源、合適的pH
目前氨氮的去除主要方法有A/O法、A/A/O法、SBR法、氧化溝法等。