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生活污水与白酒生产废水协同处理技术

发布时间:2025-9-29 10:24:30  中国jk黑色丝袜美女被网站

白酒生产废水富含蛋白质、氨基酸和糖类等有机物,具有化学需氧量、氮、磷含量均较高等特点,且可生化性较好。基于白酒生产废水的上述特点,不少学者对酿酒废水作为污水处理碳源的可行性进行了深入研究,发现将生活污水与白酒生产废水进行协同处理,不仅有望解决污水厂进水C/N比较低的问题,降低污水厂运行成本,同时能够实现白酒生产废水的资源化处理,节省白酒生产废水处理厂的能耗和物耗,全面提高白酒生产废水的治理水平。

以遵义市某在线亚洲精品自拍,精品乱码一区二区三四区视频为例,从生活污水与白酒生产废水协同处理前后的进出水水质、活性污泥性质和溶解氧浓度等方面探究协同处理的可行性,并针对白酒生产废水投加量、处理费用和运输储存等提出可行的建议,为未来制定合理的协同处理方案提供参考,促进生活污水与白酒生产废水协同处理路径的进一步推广,推进在线亚洲精品自拍,精品乱码一区二区三四区视频减污降碳协同增效。

1、在线亚洲精品自拍,精品乱码一区二区三四区视频概况

1.1 设计进、出水水质

遵义市某在线亚洲精品自拍,精品乱码一区二区三四区视频进水为主城区生活污水,服务人口约90万人,出水水质执行《城镇在线亚洲精品自拍,精品乱码一区二区三四区视频污染物排放标准》(GB189182002)一级A标准。2022年—2023年部分白酒生产废水以应急处理的方式运输至该污水厂,每车白酒生产废水以0.83~1.67m3/min的流量进行连续投加,其间该污水厂共处理过3次白酒生产废水。其中1次为董香型白酒生产废水(记为协同处理组①),2次为酱香型白酒生产废水(分别记为协同处理组②和③),而污水厂仅处理生活污水时记为未协同处理组。由于白酒生产废水以应急处理方式运输至污水厂,因此每天运输的量并不固定,但基本都在800m3以下。污水厂设计进、出水水质及协同处理组的白酒生产废水水质见表1

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1.2 处理规模及工艺

该在线亚洲精品自拍,精品乱码一区二区三四区视频一期设计规模为10×104m3/d20189月建成投入运行,之后为适应遵义市城区人口的发展,开展二期扩建工程,扩建规模为5×104m3/d,于20209月建成投入运行。目前,该污水厂总设计规模为15×104m3/d,采用A+A2O主体处理工艺,具体工艺流程见图1

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2、协同处理可行性分析

2.1 技术可行性

2.1.1 处理能力

实际运行过程中,污水厂处理水量及白酒生产废水投加量如图2所示。

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白酒生产废水的加入会使进水污染物浓度提高,因此污水厂必须有足够的处理能力才能保证出水达标。通过进水负荷核算污水厂的处理能力,核算原则为进水总负荷低于设计进水负荷。利用污水厂日均进水COD、氨氮、TNTP浓度和进水量,白酒生产废水COD、氨氮、TNTP浓度均值,计算得到以这4种污染物进行核算时,污水厂理论上所能容纳的白酒生产废水量分别为73114264111172147m3/d。为保证各污染物都能够达标排放,以最小处理能力计,则污水厂理论上每天能够处理731m3白酒生产废水。

污水厂未协同处理时,处理水量在设计规模(15×104m3/d)上下波动,且存在较多异常值;协同处理时,处理水量有所下降,从均值上看,协同处理组①和②最为明显,均在12×104m3/d左右,但处理水量的下降并非由白酒生产废水引起,而是因为协同处理时恰好为冬季,气温下降,居民用水量减少,未协同处理组出现异常值也是因为气温下降生活污水量减少。由于污水厂理论接纳能力采用均值计算,但实际运行过程会根据水质水量进行调整,因此协同处理组②和③偶尔出现白酒生产废水投加量大于理论接纳能力的情况,但从总体上看,大多数情况下,协同处理组白酒生产废水投加量都小于理论值。因此,从处理能力上看,生活污水与白酒废水协同处理是可行的。

2.1.2 进、出水水质

由于白酒生产废水污染物浓度很高,将其与生活污水协同处理后,出水能否稳定达标是污水厂管理者首要关心的问题,因此利用箱式图统计对比了2022年—2023年期间生活污水与白酒生产废水协同处理前后污水厂进、出水水质变化,结果如图3所示。可知,与未协同处理组相比,协同处理组①和②进水CODNH3-NTNTP浓度明显上升,接近于设计值(250mg/L),可见白酒生产废水的加入能够有效提高进水有机物浓度。然而,协同处理组③除了进水NH3-N浓度表现出明显升高外,进水CODTNTP浓度与未协同处理组相差不大,可能是该组白酒生产废水投加量相对较低所致。因此,在投加白酒生产废水时需要根据其水质确定合理的投加配比。

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协同处理组①、②和③出水COD浓度平均值从未协同处理时的8.6mg/L分别提高到13.012.011.7mg/L,可能是当前工艺难以完全去除白酒生产废水中的难降解有机物,从而导致出水COD浓度上升,但都能实现出水COD达标排放。协同处理组出水NH3-N平均值没有明显变化,但最大值略微下降,而出水TN浓度明显下降,表明白酒生产废水的加入,强化了生物脱氮过程。协同处理组出水TP浓度显著下降,平均值从0.33mg/L降至0.10mg/L左右,可能是由于白酒生产废水可生化性好,其中的有机物更易被聚磷菌利用,增强了聚磷菌的活性,强化了生物除磷效果,也有可能是除磷药剂的投加量增加,提升了化学除磷效果,因此对二者进行区分才能得出TP去除效果变好的原因。

总的来说,白酒生产废水投加量在300~700m3/d的情况下,协同处理组的进水污染物浓度更高,导致出水COD浓度有所上升,但并未超标;加入白酒生产废水能够有效提高反硝化速率,增强工艺对硝态氮的去除,降低协同处理组出水TN浓度;由于TP的去除依靠生物除磷和化学除磷相结合,因此还需将两者进行区分才能说明协同处理组TP去除效果变好的原因。此外,即使未来将污水厂出水标准提高到地表水准Ⅳ类,协同处理组在经过一段时间的适应期后,各项出水水质指标都能达到相应要求。从进、出水水质来看,生活污水与白酒废水协同处理是可行的。

在污水处理过程中,BOD5/TN(即C/N)和BOD5/TP(即C/P)是判别能否有效实现生物脱氮除磷的重要指标,当系统C/N<3.5C/P<20时,认为系统缺乏碳源。将生活污水与白酒生产废水进行协同处理的目的是提高进水C/NC/P,满足污水处理过程中微生物对碳源的需求,为此对比了协同处理前后在线亚洲精品自拍,精品乱码一区二区三四区视频进水C/NC/P的变化,结果如图4所示。

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由图4可知,协同处理组①、②和③的C/N比明显提升,均值从未协同处理时的4.64分别提高到5.536.615.20,可见白酒生产废水的加入达到了提高进水C/N的目的,为微生物反硝化过程提供了充足的碳源,使出水TN浓度更低。从C/P平均值上看,除了协同处理组③的C/P比上升外,协同处理组①和②的C/P比并没呈现上升趋势,甚至协同处理组①的C/P比略有下降,但从下四分位数上看,协同处理组的C/P比略有上升。例如,协同处理组①、②和③的C/P下四分位数分别为22.4320.4524.23,而未协同处理组C/P下四分位数为20.32,说明协同处理组C/P得到了提高。

为了探究TP去除效果提高的确切原因,分析了协同处理前后除磷药剂投加量及好氧池出水TP浓度,结果如图5所示。由于协同处理组①未监测除磷药剂投加量及好氧池出水TP浓度,故图中缺乏该数据。

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由图5a)可以看出,协同处理组②的除磷药剂平均投加量显著低于未协同处理组,而协同处理组③的除磷药剂投加量高于未协同处理组,其主要原因是将除磷药剂聚合氯化铝铁更换为聚合氯化铝。由图5b)可以看出,未协同处理组好氧池出水TP浓度有70%都在0.5mg/L以上,而协同处理组②和③好氧池出水TP浓度基本维持在0.3mg/L以下。这说明白酒生产废水的加入强化了微生物除磷过程,进一步降低了出水TP浓度,并有望减少除磷药剂的使用量。

2.1.3 活性污泥性质

①活性污泥浓度及沉降性

生活污水与白酒生产废水协同处理前后污泥浓度及沉降性能变化见图6

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由图6a)可知,协同处理组①和②的混合液悬浮固体浓度(MLSS)和混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)明显上升(MLSS均值从3413mg/L分别提高至4267mg/L3602mg/L),但协同处理组③的MLSSMLVSS并没有明显提高,可能与投加的比例有关。MLVSS/MLSS能够进一步反映活性污泥浓度,对于生活污水或以生活污水为主体的城市污水,MLVSS/MLSS通常为0.60~0.75。从协同处理组的上下四分位数来看,MLVSS/MLSS明显提高,且都在0.60~0.75之间见图6b),表明白酒生产废水的加入能够提高活性污泥浓度,提高微生物含量,从而增强微生物对污染物的降解效果。

由图6c)和(d)可知,协同处理组①的SV30SVI均有所上升,说明污泥沉降性能变差,需要及时进行排泥或增大排泥量;协同处理组②和③的SV30SVI显著下降,说明污泥沉降性能变好。虽然加入不同的白酒生产废水后,污泥沉降性能呈现不同变化,但经过略微调整,就可以保证二沉池的泥水分离效果。因此,从污泥沉降性能上看,生活污水和白酒生产废水协同处理是可行的。

②污泥微生物种类

活性污泥中微生物种类繁多,以细菌为主,此外还存在真菌、原后生动物及藻类,其中,一些原生动物、后生动物和丝状菌的种类、数量和丰度等受活性污泥影响较大且便于观察,通常作为指示性微生物,反映活性污泥的状态。对污泥进行镜检,考察生活污水与白酒生产废水协同处理前后指示性微生物种类的变化,结果见表2。可以看出,在生活污水与白酒生产废水协同处理前后,活性污泥中均观察到指示性微生物,包括钟虫、等枝虫、盖纤虫和轮虫等。这说明加入白酒生产废水不会改变观察到的污泥指示性微生物的种类。

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2.1.4 曝气量及溶解氧浓度

考察了生活污水与白酒生产废水协同处理前后好氧池曝气量及溶解氧(DO)浓度和水温的变化,结果见图78

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结果显示,协同处理组的曝气量比未协同处理组略高,且波动也较大。协同处理组DO浓度也高于未协同处理组,尤其是协同处理组①和②最为明显。未协同处理组DO均值在2.5mg/L以下,而协同处理组①和②DO均值在3.0mg/L以上。究其原因可能是白酒生产废水的加入,提高了好氧池污泥浓度,而为了维持好氧池中微生物的活性,就需要增加曝气量来提高DO浓度,加上投入白酒生产废水期间水温较低,也需要较高的DO浓度来维持微生物活性,从而使得协同处理组的曝气量和DO浓度比未协同处理时高。因此,通过对曝气系统进行适当的调整后,可以保证污水厂的正常运行,但是否会增加运行成本,还需进一步分析。

2.2 风险可控性

2.2.1 有毒有害物质分析

白酒生产废水中可能含有一些毒害微生物的物质,导致好氧系统瘫痪,为此,检测了白酒生产废水中重金属含量,结果见表3

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由表3可知,白酒生产废水中重金属含量极低,其中总汞和总铅低于检测下限,总镉、总铬和总砷虽能被检测到,但均低于GB/T319622015A级和GB189182002的一级A标准。因此,白酒生产废水的重金属含量极低,生活污水与白酒生产废水进行协同处理不会出现重金属毒害微生物的现象。

2.2.2 外运污泥量分析

先前的研究已经证明白酒生产废水的加入会增加污泥浓度,而污泥浓度的增加可能导致剩余污泥量显著增加,从而增大污水厂下游污泥处理处置的压力,为此分析了生活污水与白酒生产废水协同处理前后污水厂每日外运污泥量,结果见图9。值得注意的是,由于下游污泥处理处置单位有时无法处理污泥,因此偶尔出现当日外运污泥量为0的情况。

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由图9可知,白酒生产废水的加入在一定程度上增加了外运污泥量,但增量基本能够控制在0.5~4.0t/d。从均值上看,20225月—8月未协同处理组外运污泥量平均为33.88t/d,而协同处理组②外运污泥量平均为34.67t/d,仅增加不到1t/d。因此,加入白酒生产废水会导致外运污泥量略微增加,但并不足以影响污泥的处理处置。

2.2.3 运输风险分析

废水的运输是各地环保部门最关心的问题,为保障白酒生产废水运输安全,防止白酒生产废水在运输途中渗漏或偷排,污水厂在接收处理白酒生产废水的委托之前,会与委托方签订相关合同,明确规定由当地口碑好、资质高的运输公司采用密闭罐车进行转运,且车辆加装全球定位系统(GPS),实时监控车辆运输路径。此外,委托方、污水厂和运输公司三方都应有台账记录,明确登记运输水量、运输时间、车牌号和司机等信息,以便环保部门进行监督管理。因此,在运输风险上,通过相关合同明确三方责任,同时也做好运输途中的风险管控。

2.3 经济可行性

生活污水与白酒生产废水协同处理在经济上是否可行是污水厂管理者十分关注的问题。在污水厂运行过程中投入的成本主要由电费、药剂费和污泥处理费组成,而白酒生产废水的运输费用由委托方支付,运输费用为100/m3。由于该污水厂只在冬季投加碳源,因此根据未投碳源、投加碳源和投加白酒生产废水3种情况计算污水厂的吨水处理成本,结果见图10

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由图10可知,协同处理组药剂费与未投加碳源时相差不大,说明协同处理组节省了0.13/m3左右的碳源成本,但由于协同处理后,DO浓度和外运污泥量增加,因此相比于未协同处理组,协同处理组的电费和污泥处理费高0.01~0.04/m3。从吨水处理总成本来看,投加碳源时总成本为0.38/m3,而协同处理组①、②和③总成本分别为0.340.290.25/m3,协同处理能够有效降低吨水处理总成本,因此,投加白酒生产废水替代常规碳源,在经济上是可行的。此外,污水厂会收取200/m3的白酒生产废水处理费,从而进一步缩减污水厂的运行成本。值得注意的是,白酒生产废水运送至白酒生产废水处理厂进行处理,处理费用为30~40/m3。因此,为了全面推广生活污水与白酒生产废水的协同处理,实现污水和废水的综合治理,污水厂应根据自身的运行情况和白酒生产废水水质水量制定合理的收费标准。

3、结论与建议

3.1 结论

以遵义市某在线亚洲精品自拍,精品乱码一区二区三四区视频为例,从技术、风险和经济层面验证了生活污水与白酒生产废水协同处理的可行性,得出以下结论:

①在技术层面,协同处理能够将进水C/N4.64提高到5.53,且C/P比也略有上升,有效减少了外投碳源量;协同处理可将好氧池污泥浓度从3413mg/L提高到4267mg/L,同时不会改变污泥中指示性微生物的种类,有效提升了脱氮除磷效果,使出水TNTP浓度能够满足地表水准Ⅳ类标准;随着污泥浓度的提升,DO浓度需要进行相应的调整,以保证微生物的活性。

②在风险层面,白酒生产废水中重金属含量极低,检测到的镉、铬和砷等重金属含量也低于排放标准,因此不会出现毒害微生物的情况;投加白酒生产废水后,污水厂的污泥浓度得到了提高,同时产生的剩余污泥量也相应增加(增量为0.5~4.0t/d),但不足以影响下游的污泥处理处置;通过签订相关委托协议,做好运输过程监管工作和台账记录,能够有效降低白酒生产废水的运输风险。

③在经济层面,投加白酒生产废水后,污水厂电费和污泥处理费均增加0.01~0.04/m3,但能够节省0.13/m3左右的药剂费,并能获得白酒生产废水处理费,因此,从吨水处理总成本看,生活污水和白酒生产废水协同处理能够有效降低污水厂的运行成本。

3.2 建议

为进一步推广生活污水与白酒生产废水协同处理,帮助污水厂管理者制定合理的白酒生产废水接收方案,提出以下3点建议:

①污水厂在接收白酒生产废水之前,利用进水负荷核算方法,根据污水厂进水水质和水量以及白酒生产废水水质对污水厂的处理能力进行核算,制定合理的调配方案,避免白酒生产废水投加过量,造成出水超标。

②污水厂与白酒生产废水供应单位依据白酒生产废水水质水量、污水厂碳源投加、污水厂电费和污泥处理费增加等情况制定合理的收费标准。

③污水厂在进行长期的生活污水与白酒生产废水协同处理时,可在厂内建设相应的白酒生产废水储存间,方便白酒生产废水的投加和储存,但应做好防渗漏和除臭等工作。当污水厂与白酒生产废水供应单位距离较近时,建议采用管道运输,从而减少运输过程中产生的风险。(来源:南水北调<遵义>水网有限公司,北京林业大学环境科学与工程学院水体污染源控制技术北京市重点实验室)

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