味精废水处理的技术改造及效益分析

浙江蜜蜂集团有限公司对味精生产过程中排放的高浓度离交废水先经过发酵法提取饲料酵母,然后采用多效真空蒸发浓缩结晶工艺制取硫酸铵肥料和氨基酸母液,上述预处理出水与其他中、低浓度废水采用改进型Bardenpho工艺处理,出水的污染物指标远优于《味精工业污染物排放标准》(GB19431—2004),取得了良好的环境、经济和社会效益。

两种Anammox反应器性能的对比研究

固定床生物膜反应器和序批式反应器分别是废水处理中附着生长型和悬浮生长型反应器的典型代表 .对比研究表明 ,两种生物反应器的总氮容积去除潜力相当 (大约 1960mg·L- 1 ·d- 1 ) ,都明显优于传统硝化 反硝化工艺 ;在供试条件下 ,序批式反应器所需的启动时间 (3 0d)可比生物膜反应器 (4 0d)缩短 1 3 ;序批式反应器中的菌体积累量大于生物膜反应器 ;

味精废水厌氧氨氧化生物脱氮的研究

采用厌氧氨氧化工艺(ANAMMOX)处理味精废水,结果显示,总氮容积去除负荷可达457mg·L-.1d-1,高于传统硝化-反硝化工艺,可成为传统硝化-反硝化工艺的替代技术.厌氧氨氧化菌对NO2--N的耐受范围为96.5～129mg·L-1.受基质NO2--N抑制后,厌氧氨氧化反应器难以自行恢复,将基质浓度稀释到临界浓度以下则可恢复效能.反应器对进水cNO2--N/cNH4+-N比值有一定的适应能力.在所试的进水cNO2--N/cNH4+-N比值(1.0～1.4)范围内,出水基质浓度基本保持不变.

pH和碱度对生物硝化影响的探讨

生物脱氮是废水氮素污染控制的有效技术.本文剖析了pH对生物硝化的影响以及与碱度的关系,认为pH不仅影响硝化细菌的生长和代谢,也影响硝化基质和产物的有效性和毒性,可制约生物硝化反应器的效能.生物硝化系统的碱度主要由碳酸盐类组成.因为碳酸盐系统在pH 6.5～8.5时缓冲强度较弱,硝化过程中极易发生pH大幅度波动,操作中应予以高度关注.

Anammox反应器的启动及其菌群演变的研究

为了研究工艺条件对反应器内微生物多样性的影响,该论文采用城市污水处理厂活性污泥接种,通过培育硝化污泥,进行了启动厌氧氨氧化(Anammox)反应器的试验,并对启动过程中细菌的多样性变化作了跟踪研究。研究结果表明,以好氧活性污泥作为接种物,可成功地培育硝化生物膜;通过反应器运行条件的控制,硝化生物膜可从进行好氧氨氧化反应过渡到进行厌氧氨氧化反应。在此过程中,异养型细菌的数量大幅度下降,硝化细菌、反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌的数量增大,推测它们都与厌氧氨氧化作用有关。运用PCR-DGGE技术证明,随着反应器运行时间的延长,菌群发生明显变化并呈现简化趋势。

味精废水短程硝化工艺的运行性能

通过现场试验研究了工程规模的短程硝化反应器处理实际味精废水的运行性能.结果表明,短程硝化工艺（Single Reactor High Activity Ammonia Removal Over Nitrite,SHARON）适合处理低浓度味精废水（pH值为9.36-10.49;NH4^＋-N浓度为239.70-341.23mg·mL^-1;COD为1000-1500mg·mL^-1）.短程硝化反应器的硝化性能良好,短程硝化效率（Partial Nitrification Efficiency,PNE）高达94.56%±4.30%;在反应器内pH值为9.25-9.80、游离氨（Free Ammonia,FA）浓度为20-70mg·mL^-1的工况下,短程硝化反应器运行性能稳定,PNE达96.64%±4.73%,出水中（NO2^--N）/（NH4^＋-N）为0.70-1.35,出水pH值稳定在6.50-7.00,适用于后续厌氧氨氧化工艺（Anaerobic Ammonium Oxidation,ANAMMOX）处理.进水FA浓度不宜过低,若反应液中的FA浓度低于20mg·mL^-1,可导致NO3^--N浓度升高,不利于NO2^--N积累.采取一次性投加石灰的方式调节废水碱度,只适用于进水NH4^＋-N浓度较低的情况;若进水NH4^＋-N浓度较高,则会导致进水pH过高而抑制亚硝酸菌生长,宜采用多次投加或分段投加石灰的方式来调节废水碱度.

硝化系统碱度特征与调控对策的研究

味精废水呈酸性，不宜直接进行硝化作用，需要外加中和药剂，在所试验的4种中和药剂中。石灰和NaOH调节废水pH的效果优于Na2CO3和NaHCO3．硝化过程消耗大量碱度。必须及时补充．以NaOH和石灰作为碱度补充物质，投加量较少；但一次性投加后，pH超过硝化细菌适宜的生长和代谢范围；操作上宜采取多次投加或分段投加．以Na2CO3和NaHCO3作为碱度补充物质，投加后pH适宜硝化细菌的生长和代谢，操作上可采取一次性投加．综合考虑硝化过程的碱度、pH以及费用，Na2CO3是最合适的备选中和药剂．若出水中保持50mg·L^-1左右剩余碱度，pH可稳定在7．5～8．0，能满足硝化细菌生长和代谢的要求．出水NH4^＋-N对剩余碱度的直接贡献不大，但间接贡献较大．

味精离交废水混凝沉淀除硫技术的研究

通过正交试验,系统地考察了多个因素对味精离交废水混凝沉淀除硫的影响,获得了除硫效果达最优水平的组合条件,即原废水的浓度(35.526 g/L),Ca2+投加量为SO42-含量的1.5倍,pH为3.2,不加混凝剂聚丙烯酰胺或聚合氯化铝;确定了混凝沉淀法中各因素对除硫效果的影响程度由大到小依次为:废水浓度、沉淀剂(CaCl2)的投加量、废水pH值、混凝剂的投加方式和投加量.根据原废水中的SO42-浓度等摩尔投加Ca2+(CaCl2),经过15 min后,SO42-去除率达90%,能够满足厌氧生物处理的要求;沉淀过程具有浓悬浮液沉淀的特点,清水区和悬浮物区分界面明显;沉降24 h后生成的沉淀物含水率为81.4%.若将原废水稀释,在同样的条件下,SO42-去除率降低,沉淀物含水率升高,颗粒物沉降性变差,上清液浑浊.故对味精废水的沉淀除硫处理宜在高浓度下进行.

应用改进型巴顿甫工艺处理中低浓度味精废水

对浙江蜜蜂集团有限公司中低浓度味精废水处理设施改造前后的处理效果进行了分析。中低浓度味精废水的主处理工艺采用改进型巴顿甫(Bardenpho)两段A/O脱氮工艺,COD总去除率达到98.2%,氨氮总去除率达到了97.7%,实现了高有机物、高氨氮味精废水的达标排放。

中试厌氧氨氧化反应器的启动与调控

研究了中试厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation,Anammox)反应器的启动性能。结果表明,以硝化反硝化污泥、短程硝化污泥、厌氧絮体污泥和厌氧颗粒污泥混合接种,经过255d的运行,可在常温下(5oC～27oC)成功启动中试Anammox反应器,反应器的基质氮去除速率可达1.30kg/(m3·d)。厌氧氨氧化是致碱反应,厌氧氨氧化成为反应器内的主导反应后,进水pH宜控制在厌氧氨氧化适宜范围的偏低水平(6.8左右)。亚硝酸盐既是Anammox菌的基质,也是抑制剂,控制进水亚硝酸盐浓度(13～36mg/L)有助于厌氧氨氧化反应。菌种是生物反应器的功能之源,向中试装置投加少量厌氧氨氧化污泥(投加比2%),可大大加速中试Anammox反应器的启动进程。

中试厌氧氨氧化反应器的运行性能及其过程动力学特性

研究了上流式中试厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,ANAMMOX)反应器在环境温度下的运行性能及其过程动力学特性.基质浓度试验表明,中试厌氧氨氧化反应器可在进水亚硝酸盐浓度为(380.4±18.3)mg.L-1稳定运行,继续提升至(480.5±21.9)mg.L-1时,反应器性能恶化.在水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)试验中,HRT可缩短至3.43 h,反应器容积基质氮去除速率可达3.45 kg.(m3.d)-1.长期运行中,温度对中试厌氧氨氧化反应器的性能影响较大.采用改进型的Stover-Kincannon模型可较好地模拟非抑制状态下中试厌氧氨氧化反应器在不同温度范围下的行为.获得的Stover-Kincannon模型动力学参数及其出水总基质浓度预测公式和总基质去除率预测公式,可用于指导中试厌氧氨氧化反应器的实际操作.