某味精厂高浓度有机废水处理工艺的改进研究

摘要

我国是世界上最大的味精生产国,在生产过程中产生的高浓度有机废水相当一部分直接排入江河,不仅严重污染环境,还将宝贵的资源当成废弃物丢掉；同时高浓度废水排入水体后导致水体溶解氧降低,引起水质恶化,影响水体环境。城市水环境的恶化,不但影响人民群众的身体健康,造成水资源短缺,而且还是社会经济以及城市可持续发展的严重制约因素。由于味精生产废水的高COD、高氨氮、高Cl-和酸性强等特点,使其处理难度很大。近年来,味精生产厂家为降低生产成本,纷纷改用硫酸调pH值至等电点,致使生产废水中增加了高浓度的硫酸盐,这又给比较成熟的厌氧处理工艺带来新的困难。因此,味精废水治理技术和工程的研究显得极其重要而迫切。如何选择合适的味精废水处理技术,组合成一套经济、有效的处理方案,是味精生产厂家乃至整个社会所关心的问题。
　　 本文来源于河南某味精厂的污水处理改造项目,针对该味精厂的高浓度有机废水及其处理后产生的高氨氮污泥进行喷浆造粒制备复混肥的资源化研究,以废弃物综合利用新技术来解决味精生产中的环境保护问题,并对配套的尾气处理系统进行改造使其达标排放。设计以节能、降耗、减污为目标,以技术管理为手段,以先进的喷浆造粒和尾气处理工艺为依托,来消除味精生产对人类和生态环境的影响。从而达到防治污染、提高经济和社会效益双重目标,期望对我国味精行业具有指导意义。
　　 本文对谷氨酸综合利用工艺预处理阶段的絮凝条件进行了实验性研究。首先通过物性等对现有的常用絮凝剂进行了选择,比较对照后选择聚丙烯酰胺(PAM)为本实验絮凝剂。然后对高浓度有机废水絮凝效果的影响因素如絮凝剂的浓度、絮凝剂添加量、pH值和温度等因素进行实验分析,确定其预处理最优化条件:温度为40℃、pH=3.0、每100ml味精废水添加浓度为4‰聚丙烯酰胺(PAM)10ml。在此条件下,重复多次试验,COD由36000mg/L下降到19000mg/L左右,COD去除率在41-45％之间。
　　 然后对预处理过程中的絮凝机理及流体力化学因素进行了相关讨论。试验选用的絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)又分为非离子型、弱阴离子型和弱阳离子型三种,由于弱阴离子型聚丙烯酰胺的沉淀絮凝性能优越,在工业上得到广泛的应用。其主要作用机理是“吸附-架桥”机理,即在絮凝过程中,高分子浓度较低时,吸附在颗粒表面上的高分子长链可能同时吸附在另一个颗粒的表面上,通过“架桥”方式将两个或更多的微粒联在一起,从而导致絮凝；当对污泥水施加剪切力时,颗粒间产生了速度梯度,提高了颗粒碰撞的几率。此外,机械搅拌及离心剪切流场中的二次流对颗粒碰撞产生影响。在絮凝阶段,由于絮体的生成经历微絮体和大絮体这两个阶段,每个阶段要求的水力条件不一样,所以,流体中施加的剪切力要求适当,一方面要有利于二次流产生,使二次流中的颗粒与主流中的颗粒发生碰撞形成微絮体,缩短颗粒间反应时间,提高效率；另一方面,要避免形成的大絮体破坏,以加快絮体沉降。
　　 选用废液浓缩.喷浆造粒生产复混肥的工艺来治理高浓度有机废水及高氨氮剩余污泥,并对复混肥生产过程进行工艺优化设计改造。采用具有结构紧凑、流程简短、单位能耗低、单机产量大和粉料封闭循环等一系列优点的内返料、内分级、内破碎技术(简称“三内”技术)喷浆造粒干燥机来生产复混肥,以降低生产成本和处理大量的高浓度有机废水和污泥,同时根据实际生产条件进行设计计算相关的工艺设备参数,并对工艺改造做了可行性分析。目前复混肥改造工艺一期工程己建成投产,复混肥各项指标经权威部门检测均达国家标准,肥效高,并为企业创造了经济效益,有力证明此次剩余污泥及高浓度有机废水喷浆造粒制备复混肥的工艺改造切实可行,效果好,实现了可持续发展的目标。
　　 设计同时还对复混肥车间的尾气及粉尘处理系统进行了工艺改造,通过工艺比较选取了废气离子净化器作为尾气处理装置,并计算了该装置的设备及运行参数,并对工艺改造做了可行性分析。从实际尾气治理效果来看,粉尘去除率高达90％以上,外排气体达标,此次尾气治理工艺改造是十分合理的。
　　 最后对该味精厂生产的复混肥产品的经济效益、社会效益等方面进行可行性分析及环境评估,并对成品进行经济技术核算,得出此种资源化方案的收益是很可观的。经权威部门检测,复混肥各项指标均达国家标准,适宜土地施用,体现了以废治废,变废为宝的方针。