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味精废水处理项目设备配套

文章出处:未知 人气:发表时间:2018-10-11 15:15
  味精是一种被广泛使用的食品增鲜剂,我国是味精的生产大国,约占世界产量的一半,而生产1吨味精会产生25~30m3的高浓度有机废水。味精生产过程中产生的高浓度有机废水是指味精发酵液提取谷氨酸后排放的母液,此类废水的水质具有“五高一低”的特点,即高酸性、高COD、高BOD5、高硫酸根、高菌体含量、低温的特点。目前流行的味精生产工艺是以淀粉质为原料,通过发酵法进行生产。淀粉质原料水解为葡萄糖,以谷氨酸发酵菌发酵生产谷氨酸,再经碱中和得谷氨酸钠结晶。味精生产废水主要来自浸泡、过滤、发酵、离交等4个工序。味精废水未经处理直接排入江河中会造成严重的环境污染,味精废水的治理已经成为制约味精生产企业发展的重大难题。
 
  1实验概述
 
  本次实验主要是利用厌氧+好氧工艺中试装置对某公司味精废水进行实验,并结合高效生物活性填料,重点研究该味精废水中有机物和氨氮的处理效果。本实验的废水为某公司在味精生产过程中不同生产车间排放的混合废水,主要包括味精精制过程的废水、赖氨酸及谷氨酰胺生产过程的废水、淀粉废水、清洁工艺冷凝水、循环水以及发酵车间的少量洗罐水。该废水的特点是有机污染物浓度较高、氨氮含量高、可生化性较差,水质变化较大。本实验采用的工艺的具体流程为:进水—厌氧池—好氧池—二沉池—出水(实验原水为某味精生产公司现有污水厂初沉池出水),厌氧池、好氧池都投加一定量的高效生物活性填料。
味精废水处理项目设备配套
 
  2实验进水水质
 
  3实验运行情况
 
  实验初期为污泥驯化阶段,采用原有污水处理系统生化污泥作为接种污泥,经过近10天的驯化和培养污泥浓度由2000mg/L逐步提高到3000mg/L左右,实验水温维持在30度左右,好氧池溶解氧控制在3~4mg/L。污泥驯化过程中随着污泥逐渐适应该废水,实验的处理效果逐步提升,二沉出水的COD、氨氮明显下降并逐步趋向稳定。
 
  3.1污染物去除效果
 
  3.2污染物去除相关分析
 
  实验进水COD变化幅度较大,为228~1949mg/L,平均为996mg/L,出水为22~236mg/L,平均为57mg/L,平均去除率为94.3%。实验刚启动时氨氮的去除率较低,主要是因为硝化菌的世代时间相对较长,当温度、营养料等条件合适时需要10~15天。从图2可以看到实验启动15天后氨氮去除率明显升高,出水氨氮基本稳定在5mg/L以下。从12月1日开始至实验结束,进水氨氮为35.4~85.4mg/L,平均为54.0mg/L,出水为1.1~5.1mg/L,平均为2.6mg/L,平均去除率为94.9%。
 
  综合分析,本工艺对味精废水处理取得较好效果的原因有以下几方面:
 
  1、厌氧池发挥的作用
 
  该工艺的厌氧池控制在水解酸化阶段,能将难降解有机物分解成易降解有机物、将大分子有机物降解成小分子有机物,为微生物摄取有机物提供了有利条件,水解酸化可大大提高废水的可生化性,改善后续生化处理的条件。同时,废水中的蛋白以及氨基酸等含氮有机物可以在某些厌氧微生物的作用下发生氨化反应,释放出氨氮,进而可以在好氧、厌氧微生物的作用下发生硝化、反硝化反应,从而达到去除氨氮甚至脱氮的目的。
 
  2、好氧池发挥的作用
味精废水处理项目设备配套
 
  好氧部分主要是通过曝气对污水进行充氧和搅拌,使活性污泥呈悬浮状态,并与污水充分接触,利用活性污泥吸附降解污水中的污染物,并进行自身新陈代谢,污水由此得到净化。该工艺处理能力强,出水水质优良;氧的利用率较高,污染物去除率高;设备少,维护简单。
 
  3、填料发挥的作用
 
  该工艺使用的高效生物活性填料是我司独立研发的新型生物填料,是种类繁多的微生物繁衍的基础,其断面上由外及里能够形成“好氧—兼氧—厌氧”的微环境,使污水处理系统的微生物量和生物多样性明显增强,可有效地降解水中的有机污染物。尤其是填料断面上的“好氧—兼氧—厌氧”环境,并结合填料的高表面吸附性,好氧层有利于培养出世代时间较长的硝化菌,并能保证填料上具有较高的微生物量,这样就能保证足够的硝化细菌对废水中的氨氮进行处理和去除;厌氧和兼氧层有利于世代时间较长的反硝化细菌的生长繁殖,这样就可以确保反硝化反应的发生。
 
  4实验装置的处理效果
 
  一、先将离交洗柱水分别取100毫升装入1#至5#烧杯内,分别加入碳酸钠溶液调其PH值为:1#为PH=8.0;2#为PH=9.0;3#为PH=10.0;4#为PH=11.0;5#为PH=12.0。
 
  二、将1#样加到蒸馏瓶中,盖好胶塞,接通冷却水管通入冷却水,冷却后的冷凝液接入烧杯中,启动调温电炉调温至75℃,蒸馏30分钟,停止加热。将蒸馏瓶中的剩余液倒入已经烘干后的烧杯中,并标上“蒸馏1#”。
 
  三、分别把2#、3#、4#、5#样用以上同样方法进行蒸馏,蒸馏后分别标上“蒸馏2#”、“蒸馏3#” 蒸馏4#、蒸馏5#。
味精废水处理项目设备配套
 
  四、把未蒸馏的离交洗柱水和蒸馏1#、蒸馏2#、蒸馏3#、蒸馏4#、蒸馏5#分别测其氨氮含量,测量结果如下:
 
  通过以上实验结果可以看出:离交洗柱水可以通过蒸馏的方法去除氨氮,根据这种情况,本研究小组通过理论计算,设计了一台高2米,直径0.8米的浮阀塔,底部设有列管式加热器,塔板共计8块,并设有调碱槽(Φ1000×800)、冷却器(Φ500×2000)、预热器(Φ500×2000)、氨气吸收罐(Φ800×1000)、循环泵、上料泵及管线等。浮阀塔进料在第二块塔板。工艺流程如下:
 
  操作步骤:
 
  (一)将洗柱水放置碱度调节罐,用碳酸钠溶液将其调至PH=10.0,经进料泵打入汽提塔,同时开启蒸汽阀,慢慢升温,待料液布满塔板,开启循环泵使料液全部回流至汽提塔。当塔顶温度达75℃时,开启冷却器进出水阀。
 
  (二)待底部出水氨氮为200mg/l时,开始出水,经预热器给进料加热可以节省蒸汽用量,同时根据塔顶温度调整蒸汽量保证塔顶温度控制在75-85℃之间。
 
  通过几周的调试和研究,此次实验的出水氨氮浓度基本控制在200mg/l以下,此水与其它氨氮浓度低的中低浓度废水混合后进入好氧生化系统,减轻了硝化负荷,为了更好的出水达标,起到了关键的作用。
味精废水处理项目设备配套
 
  同时,味精生产中的离交尾液(谷氨酸母液)在经浓缩前的PH值在2-3,严重腐蚀浓缩设备,浓缩前用液氨调其PH为4.0-4.5,所以气提出来的氨气可以用浓缩前的洗柱水进行吸收,即节约成本,又可做到回收再利用。
 
  上述中试基本上解决了氨氮的去除问题和回用问题,但新鲜蒸汽的耗量略大,成本偏高。本研究小组随后对味精生产工艺做了进一步分析,发现在生产过程中有不少热水外排。比如糖化工段板式换热器所排出的热水温度在60-80℃,水量还很大。所以,可以利用生产过程中的余热收集起来,增加一台换热器,对离交洗柱水先进行预热,再进入处理后水的预热,使离交洗柱水提到一定温度,从而减少新鲜蒸汽的用量,降低了运行成本。
 
  5结论
 
  1、厌氧+好氧工艺对该公司味精废水具有较好的处理效果,当实验进水COD浓度为600~1900mg/L,氨氮浓度为25~90mg/L时,实验出水COD浓度能稳定在50mg/L以下,氨氮浓度能稳定5 mg/L以下;
 
  2、当系统进水水质波动较大时,采用厌氧+好氧工艺的中试装置处理效果稳定,说明该工艺耐冲击负荷能力强,运行稳定;
 
  3、通过投加生物填料并结合水解酸化、好氧处理,该工艺对味精废水中有机物和氨氮的去除具有较好的效果,同时具有一定的脱氮效果。
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