味精廢水處理工藝設(shè)計方案
味精廢水高COD、高BOD的主要原因是谷氨酸、殘?zhí)?、SS與氨氮所致，如不經(jīng)處理，直接排放，會引發(fā)環(huán)境問題，破壞生態(tài)平衡。味精廢水中的大量有機物質(zhì)和含非蛋白氮、硫(或氯)的無機物質(zhì)，非常適合微生物生長，而有害于除反芻動物及個別動物如兔以外的其它生物(包括江河湖泊里魚蝦)，同時也直接傷害了飲用該水源的人類本身，通過破壞水中動物生態(tài)平衡，又進(jìn)一步造成對環(huán)境水源水質(zhì)的嚴(yán)重?fù)p害。
味精生產(chǎn)廢水主要來源于提取味精后的發(fā)酵廢液或離子交換尾液；生產(chǎn)過程中各種設(shè)備的洗滌廢水；離子交換樹脂洗滌與再生廢水；液化至糖化、糖化至發(fā)酵等各階段的冷卻水；濃縮結(jié)晶遺棄的結(jié)晶母液，以及各種洗滌、消毒廢水。
發(fā)酵廢液是一股極高濃度的廢水，一般每生產(chǎn)1t味精約有25t發(fā)酵廢液排出，這與發(fā)酵工藝、原料及菌種有關(guān)。由于提取方法的不同，廢發(fā)酵液的性質(zhì)會有所不同，廢水水質(zhì)自然就不盡相同。此外，所用原料不同，發(fā)酵廢液的性質(zhì)也會有所變化。一般情況下，發(fā)酵廢液的COD高達(dá)60～80g/L，BOD高達(dá)31～50g/L，谷氨酸1%～5%，懸浮物17～18g/L。
味精廢水有機物濃度高，色度大，且不易沉淀，廢水中NH3-N及2-SO4的含量高，較難處理，此種廢水雖然營養(yǎng)高，但直接進(jìn)入生化處理也很難達(dá)到良好的效果，影響水體的營養(yǎng)組成成分，對水中生物生存產(chǎn)生極為嚴(yán)重的影響。
從多年的生產(chǎn)、試驗和研究結(jié)果看來，單獨采用某一種方法治理難以達(dá)到滿意的效果。在味精廢水的治理中，必須根據(jù)生產(chǎn)的工藝、廢水的水質(zhì)水量當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境以及回收利用的情況，聯(lián)合采用物理的化學(xué)的以及生物的方法，并進(jìn)行優(yōu)化組合，方可實現(xiàn)味精廢水的綜合治理。
水解酸化法
水解酸化主要用于有機物濃度較高、SS較高的廢水處理工藝，是一個比較重要的工藝。水中有機物為復(fù)雜結(jié)構(gòu)時，水解酸化菌利用H2O電離的H+和-OH將有機物分子中的C-C打開，一端加入H+，一端加入-OH，可以將長鏈水解為短鏈、支鏈成直鏈、環(huán)狀結(jié)構(gòu)成直鏈或支鏈，提高廢水的可生化性。
水中SS高時，水解菌通過胞外粘膜將其捕捉，用外酶水解成分子斷片再進(jìn)入胞內(nèi)代謝，不完全的代謝可以使SS成為溶解性有機物，使出水變清澈。這其間水解菌利用了水解斷鍵的有機物中共價鍵能量完成了生命的活動形式。水解酸化的作用原理是通過兼氧的水解、酸化微生物高效分解好氧條件下難以降解的有機物，通過廢水B/C的提高，以利于后續(xù)的好氧生物處理的高效運行。
水解酸化摒棄了厭氧消化過程中對環(huán)境條件要求十分苛刻、微生物增殖緩慢的產(chǎn)甲烷階段。使厭氧處理裝置的容積大大減小，同時省去了氣體回收利用系統(tǒng)。采用這一流程，能較好解決SS的問題，另一方面好氧段產(chǎn)生的剩余污泥全部或部回流到厭氧段，由于厭氧段有足夠長的生物固體停留時間，污泥可在厭氧段進(jìn)行徹底的厭氧消化，從而使剩余污泥在循環(huán)過程中全部分解為H2O和CO2，整個系統(tǒng)達(dá)到自身的污泥平衡，少排或不排污泥，有效地解決廢水污泥的問題，同時還能起到生物脫氮的作用。
接觸氧化法
接觸氧化是以附著在載體(俗稱填料)上的生物膜為主，凈化有機廢水的一種高效水處理工藝。具有活性污泥法特點的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點。在可生化條件下，不論應(yīng)用于工業(yè)廢水還是養(yǎng)殖廢水、生活廢水的處理，都取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。該工藝因具有高效節(jié)能、占地面積小、耐沖擊負(fù)荷、運行管理方便等特點而被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的廢水處理系統(tǒng)。
生物處理是經(jīng)過物化處理后的環(huán)節(jié)，也是整個循環(huán)流程中的重要環(huán)節(jié)，在這里氨/氮、亞硝酸、硝酸鹽、硫化氰等有害物質(zhì)都將得到去除，對以后流程中水質(zhì)的進(jìn)一步處理將起到關(guān)鍵作用。生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對廢水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)廢水處于流動狀態(tài)，以保證廢水與廢水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在廢水與填料接觸不均的缺陷。
該法中微生物所需氧由鼓風(fēng)曝氣供給，生物膜生長至一定厚度后，填料壁的微生物會因缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長。此時，脫落的生物膜將隨出水流出池外。
味精廢水首先經(jīng)過格柵去除大部分SS后進(jìn)入隔油調(diào)節(jié)池，隔油調(diào)節(jié)池的目的是為了隔除部分油粒，并均衡水質(zhì)，調(diào)節(jié)水量，調(diào)節(jié)池底部設(shè)預(yù)曝氣系統(tǒng)。調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入氣浮裝置，在氣浮裝置前投加PAC、PAM，經(jīng)絮凝后混合液流入氣浮中，驟然減壓釋放的無數(shù)微細(xì)的過飽和氣體與“礬花”及水中懸浮類結(jié)合浮上水面形成浮渣，刮渣機定期將浮渣刮去，浮渣順管道排入污泥濃縮池。分離去除污染物后的廢水自流進(jìn)入水解酸化水解后再進(jìn)入接觸氧化池好氧降解有機污染物。
蛋白質(zhì)分解過程中會產(chǎn)生較高濃度的氨氮，將好氧池出水部分回流至水解池進(jìn)口，氨氮在好氧兼氧交替條件下，通過硝化菌的作用，將氨氮通過硝化轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，然后再利用反硝化菌將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣，從而達(dá)到廢水中的脫氮的目的。
在水解池中，發(fā)酵細(xì)菌將廢水中復(fù)雜有機物(包括多糖、脂肪、蛋白質(zhì)等)水解為有機酸、醇類。在酸化階段產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸細(xì)菌將發(fā)酵產(chǎn)物有機酸和醇類代謝為乙酸和氫，使大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，使難生化的固體物降解為易生化的可溶性物質(zhì)，提高了廢水的可生化性。
經(jīng)水解酸化處理的廢水進(jìn)入好氧池，向廢水中輸送空氣進(jìn)行曝氣。水中碳水化合物為好氧微生物提供了豐富的營養(yǎng)，加快了好氧微生物的新陳代謝，在其作用下水中有機物得以有效降解。在好氧條件下可超出其生理需要而從廢水中過量攝取磷，形成多磷酸鹽作為貯藏物質(zhì)。排去剩余的活性污泥，也即從廢水中去除了磷，經(jīng)水解、好氧處理后的廢水流入二沉池，在二沉池中懸浮物質(zhì)(脫落的生物膜)在重力作用下下沉，沉到二沉池的泥斗中，沿排泥管道排入污泥干化池，至此經(jīng)沉淀池排放的水已達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。
(1)味精廢水處理工藝采用先進(jìn)、可靠的自動化控制技術(shù)，提高處理工程的管理水平，保證處理工藝運行的最佳狀態(tài)。
(2)構(gòu)筑物設(shè)計及設(shè)備選型充分考慮到在生產(chǎn)運行中具有較大的靈活性，適應(yīng)性和耐沖擊負(fù)荷能力。
(3)充分利用最新技術(shù)和設(shè)備，力求工程費用最低，在保證處理效果的基礎(chǔ)上，盡量降低運行費用。
(4)在考慮投資和運行費用的前提下，優(yōu)先選用成熟、可靠、高效的技術(shù)和設(shè)備，優(yōu)化配置設(shè)備數(shù)量，提高設(shè)備安全可靠性，減少設(shè)備閑置，降低總投資。
(5)執(zhí)行國家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的政策、法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計中采用的各項參數(shù)可靠，保證必要的安全系數(shù)。
