黄姜加工废水处理工艺
陕西省山阳某黄姜加工公司主要从事黄姜皂素的生产，采用预分离淀粉和纤维素后再进行酸水解的清洁生产工艺。皂素生产废水具有水量大、色度高、有机物浓度高、酸度高、盐度高、可生化性差等特点，属于难处理废水。
目前此类废水国内一般采用厌氧－好氧相结合的生物处理工艺，并辅以中和、催化氧化等物化方法，但由于废水中有机物浓度高、盐度高，加大了生化处理的难度，出水水质往往难以达到国家规定的排放标准。采用预处理/两级厌氧/多级水解好氧处理工艺，将有机物浓度高的水解废液先进行预处理，并充分考虑高含盐量对处理系统的抑制性影响，经过工程调试投入实际运行后，实现处理出水稳定达标排放。
1废水特性及排放标准
该公司产生的废水分为水解废液和综合废水，排放量分别为80m3/d和485m3/d。水解废液COD浓度很高，达到46000mg/L，硫酸盐含量达54000mg/L，氢离子浓度达0．8mol/L;综合废水包括淀粉洗涤水、水解物和纤维素等洗涤水以及生活污水。综合废水COD浓度较低，平均值为2900mg/L。出水水质执行《皂素工业水污染物排放标准》(GB20425—2006)。
设计进、出水水质见表1。
2废水处理工艺流程
废水处理工艺流程见图1。
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水解废液流入废液贮池，均化水质后进入废水反应槽，用氧化钙中和后进入干化场进行泥水分离，干污泥定期外运，渗滤液与综合废水进入综合废水处理系统再进行处理。调节池对混合废水进行中和后进行两级厌氧处理，即依次进入一级UASB反应池、吹脱池和二级UASB反应池，其中吹脱池通入大量空气可将一级UASB出水中溶解态的H2S吹脱，降低废水的毒性。UASB出水再进入多级水解好氧段生物处理工艺，依次为一级好氧池、一级水解池、二级好氧池、中沉池、二级水解池、三级好氧池，有效降低废水中高含盐量对生物的抑制作用，最后进行混凝沉淀后达标排放。
3主要构筑物及设计参数
①废液贮池。尺寸为5．0m×2．0m×5．0m，水力停留时间为10h，有效容积为40m3。设置提升泵2台，1用1备。
②废水反应槽。由两池组成，交替反应。单池反应设计尺寸为1．6m×1．6m×1．7m，水力停留时间为50min。反应槽投加CaO调节pH值到10，反应槽内设有搅拌装置，加速反应。
③干化场。干化场四周采用钢筋混凝土筑成高1．0m的围堤，槽底坡度为0．03，8块，单块尺寸为2．7m×7．0m。
④调节池。用于调节水量、均化水质，并设有加药和搅拌装置，加碱中和，改善后续生物反应条件。尺寸为10．0m×5．0m×5．0m，水力停留时间为10h，设置提升泵2台，1用1备。
⑤一级UASB反应池。设计两池，并联运行，两池尺寸均为9．0m×9．0m×7．0m。三相分离器采用钢筋混凝土浇筑，集气罩斜面的水平夹角为54°，回流缝宽为0．25m。池内设有内循环装置。
⑥吹脱池。吹脱池尺寸为3．0m×3．0m×5．0m，有效容积为36m3，水力停留时间为1h。
⑦二级UASB反应池。设计四池，并联运行，单池尺寸为9．0m×9．0m×7．0m。池内设有内循环装置。
⑧多级水解好氧段。包括3座好氧池、2座水解池和1座中沉池。其中，一级好氧池共5池，单池尺寸为6．0m×4．0m×5．0m;一级水解池尺寸为12．0m×4．0m×5．0m;二级好氧池共2池，第一池尺寸为4．0m×4．0m×5．0m，第二池尺寸为10．0m×4．0m×5．0m;中沉池尺寸为4．0m×4．0m×5．0m。二级水解池共2池，单池尺寸均为3．5m×7．0m×5．0m;三级好氧池共3池，单池尺寸均为3．5m×7．0m×5．0m。好氧池采用接触氧化工艺，微孔曝气，水解池安装机械搅拌装置，各池悬挂组合生物填料。
⑨沉淀池。采用辐流式沉淀池，表面负荷为1．5m3/(m2·h)。
⑩混凝反应池。反应池尺寸为1．5m×1．5m×6．0m，水力停留时间为20min。投加絮凝剂(聚合氯化铝)加速沉淀，投加量为30～60mg/L。
混凝沉淀池。采用辐流式沉淀池，表面负荷为1．5m3/(m2·h)。
4调试与运行
该废水处理工程从2011年11月开始调试，接种城市污水处理厂脱水污泥，同时辅以鸡粪、猪粪调配补充均衡废水中的营养成分，进行污泥培养。两级UASB反应池和多级水解好氧段的菌种驯化均采用间歇进水培养，并逐步过渡到连续进水。在UASB反应池调试过程中，pH值控制在6．5～7，以创造适于甲烷菌生长的环境。经过5个多月的调试，两级UASB反应池的水封罐明显产气，二级UASB反应池污泥中有甲烷菌存在;好氧污泥中有大量的钟虫，SVI值基本处于50～120mL/g，出水水质达到《皂素工业水污染物排放标准》(GB20425—2006)。各单元的处理效果见表2。此处需要说明的是UASB反应池出水氨氮为208mg/L，远高于进水氨氮浓度，原因可能是废水中的有机氮在这一阶段被厌氧微生物不断降解，产生了大量的氨氮。
5结论
①该工程总投资为1201万元，其中土建投资为520万元;运行成本为9．13元/m3，与传统皂素废水处理工艺运行成本(12～15元/m3)相比，可节省2．87～5．87元/m3，其中药剂费占处理成本的91%。
②采用预处理/两级厌氧/多级水解好氧处理工艺处理黄姜加工废水，系统运行稳定，处理效果好，运行成本低，出水可达标排放。
③为了有效减少废水中硫酸盐对处理系统的抑制性影响，对水解废液先进行中和预处理，两级厌氧采用UASB工艺，并在两级厌氧之间设置吹脱池，改善废水的可生化性。
④采用多级水解/好氧工艺效果好、运行稳定。糖类、淀粉等有机物的断链降解和菌体代谢速度加快，同时减少了微生物自身产生的难降解物质，可以最大限度地降低出水有机物浓度，保证出水水质达标。
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