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摘要:本文对氨基酸工业废水处理进行了系统研究,通过对几种有效处理方法的研究,从中筛选出了一种最佳处理方法,即采用清洁生产工艺与废水处理相结合的方法。
关键词:氨基酸 废水 处理 清洁生产
一、 前言
氨基酸工业废水属高浓度有机、氨氮、高盐分、强酸性废水。是较难处理的工业废水之一,目前国内尚无切实可行的处理技术。
本文结合某生化厂工业废水治理工程项目的研究,较系统的阐述氨基酸工业废水治理的几种技术。针对氨基酸工业废水的水质特性,经反复试验研究,提出了几种可行的治理技术方案,取得了较满意的效果。
二、 生产工艺流程
生产工艺流程示意图见框图
在生产工艺中主要有三次母液的排放,其中第一、二次母液中含有大量NH4Cl和十八种氨基酸,是宝贵的资源。
三、 设计原则
1、水量
该厂排放水量为450m3/d,二次母液7-8m3/d,三次母液15m3/d和冲洗水20m3/d。
2、水质
3、水质标准
处理后水质达到GB8979-88中味精行业的二级标准
4、处理方法的选择
该厂占地面积仅23亩,厂内可利用的空地很少,本厂周围没有盐碱荒地,坑塘,洼地等可利用的自然条件,因此不存在采用自然净化系统处理污水的可能性(如建稳定塘,土地处理系统等)
该厂废水属高浓度,高盐分,酸性废水,不能直接采用活性污泥法,而采用厌氧法停留时间长(至少一个月),占地面积大,厂内条件无法满足。
监于以上分析,该厂废水治理采用物化方法为主,这样可达到占地面积小,处理效率高的目的。
四、 治理方案
方案一:在不改变生产工艺的前提下,污染治理工艺流程为:
主要优点:NH3-N、CODCR全部达标,可回收NH3-N,在技术上完全可行。
主要缺点:工程投资大(56.5万元,其中汽提25万元),运行费用高(23元/m3),只有当废水中NH3-N浓度超过1150mg/L时,氨回收效益才大于运行成本。
方案二:在方案一的前提下,治理工艺流程为:
主要优点:CODCR达标排放,工程投资31.5万元,运行费用较低。
主要缺点:NH3-N浓度小于4000mg/L时,可达标,若超过4000mg/L则不能达标,见表3
注:(1)甲方提供的三次母液与冲洗水中NH3-N浓度为2430.8-8304mg/L以其均值5367mg/L计。氨氮出水标准30mg/L。
(2)运行费的计算水量为:中和,35m3/d,生化210m3/d.
方案三:
该厂对周围环境污染的关键因子是氨氮,(包括水和大气)。废水中CODCR因其主要成分为氨基酸等易降解的营养物质而居次要位置,该厂废水处理的最大难点就是NH3-N的去除,虽然方案一在技术上完全可行,但是经济上不合理,鉴于此,本方案为:改变工艺,使用NaOH或NaCO3中和而不使用氨水。这样消除了NH3-N的污染,处理工艺流程为:
工程投资费:31.5万元;
运行费用:66元/天;
此方案优点:CODCR, NH3-N达标排放,工程投资少,运行费用低。
缺点:改变生产工艺,需厂方配合。
方案四:在方案三的前提下,采用稳定塘、土地处理复合系统,其工艺处理流程为:
工程条件:征地10亩,其中稳定塘占地4亩,土地处理系统占地6亩。
工程投资:28万元(不含征地费)
其中:预处理系统(中和、沉淀)6万元。
稳定塘系统:18万元。
土地处理系统:4万元
运行费用:33元/天
主要优点:工程投资少,运行费用低(仅相当于生化处理费的1/2,比生化处理节省能耗60%),处理效果优于生化处理水平。
主要缺点:占用良田,该厂位于本市地下水源地,在稳定塘工程设计中,必须采取防渗措施,以防止地下水的污染。因此工程投资与生化处理相当。
结论和建议
1、在不改变生产工艺条件下,方案一是解除NH3-N,CODCR污染的最佳方案,在技术上可行、合理。但运行费用昂贵是最大的约束条件。
方案二是解决污染的折中方案,第一步先使CODCR达标,降低NH3-N的污染程度,第二步随着工厂经济效益的提高,再增加对NH3-N的治理投资,使NH3-N达标排放。此方案的优点是分期实施,经济上合理可行。
2、在以NaOH或NaCO3取代氨水作中和剂的前提下,方案三具有工程投资少,运行费用低、NH3-N,CODCR全部达标排放的优点。其主要缺点在于改变了生产工艺条件,还需厂方配合。
方案四的最大优点在于,运行费用低廉、利于治理工程的长期稳定运行,占用良田是其最大的缺点。
3、根据该厂的实际情况,建议采用方案三、即采用清洁生产工艺,(以NaOH或NaCO3取代氨水作为中和剂)三次母液及冲洗水经生化处理后,NH3-N,CODCR全部达标排放。运行费用仅相当于不改变生产工艺治理方案的1/5,此方案工艺技术成熟、没有污染地下水的隐患,彻底解决了对周围环境的污染。
4、应当指出,上述治理方案仅针对三次母液和冲洗水设计的。厂方应解决一次母液与二次母液的综合利用问题。禁止将一次母液和二次母液外排,或汇入本工程。以保证治理工程的运行效果。
参考文献
1.天津轻工业学院等编《氨基酸工艺学》,轻工业出版社,1987年。
2.上海市环境保护局编《废水生化处理》,同济大学出版社,2002年。
3.丁忠浩编《有机废水处理技术及应用》,化学工业出版社,2002年。
关键词:氨基酸 废水 处理 清洁生产
一、 前言
氨基酸工业废水属高浓度有机、氨氮、高盐分、强酸性废水。是较难处理的工业废水之一,目前国内尚无切实可行的处理技术。
本文结合某生化厂工业废水治理工程项目的研究,较系统的阐述氨基酸工业废水治理的几种技术。针对氨基酸工业废水的水质特性,经反复试验研究,提出了几种可行的治理技术方案,取得了较满意的效果。
二、 生产工艺流程
生产工艺流程示意图见框图
在生产工艺中主要有三次母液的排放,其中第一、二次母液中含有大量NH4Cl和十八种氨基酸,是宝贵的资源。
三、 设计原则
1、水量
该厂排放水量为450m3/d,二次母液7-8m3/d,三次母液15m3/d和冲洗水20m3/d。
2、水质
3、水质标准
处理后水质达到GB8979-88中味精行业的二级标准
4、处理方法的选择
该厂占地面积仅23亩,厂内可利用的空地很少,本厂周围没有盐碱荒地,坑塘,洼地等可利用的自然条件,因此不存在采用自然净化系统处理污水的可能性(如建稳定塘,土地处理系统等)
该厂废水属高浓度,高盐分,酸性废水,不能直接采用活性污泥法,而采用厌氧法停留时间长(至少一个月),占地面积大,厂内条件无法满足。
监于以上分析,该厂废水治理采用物化方法为主,这样可达到占地面积小,处理效率高的目的。
四、 治理方案
方案一:在不改变生产工艺的前提下,污染治理工艺流程为:
主要优点:NH3-N、CODCR全部达标,可回收NH3-N,在技术上完全可行。
主要缺点:工程投资大(56.5万元,其中汽提25万元),运行费用高(23元/m3),只有当废水中NH3-N浓度超过1150mg/L时,氨回收效益才大于运行成本。
方案二:在方案一的前提下,治理工艺流程为:
主要优点:CODCR达标排放,工程投资31.5万元,运行费用较低。
主要缺点:NH3-N浓度小于4000mg/L时,可达标,若超过4000mg/L则不能达标,见表3
注:(1)甲方提供的三次母液与冲洗水中NH3-N浓度为2430.8-8304mg/L以其均值5367mg/L计。氨氮出水标准30mg/L。
(2)运行费的计算水量为:中和,35m3/d,生化210m3/d.
方案三:
该厂对周围环境污染的关键因子是氨氮,(包括水和大气)。废水中CODCR因其主要成分为氨基酸等易降解的营养物质而居次要位置,该厂废水处理的最大难点就是NH3-N的去除,虽然方案一在技术上完全可行,但是经济上不合理,鉴于此,本方案为:改变工艺,使用NaOH或NaCO3中和而不使用氨水。这样消除了NH3-N的污染,处理工艺流程为:
工程投资费:31.5万元;
运行费用:66元/天;
此方案优点:CODCR, NH3-N达标排放,工程投资少,运行费用低。
缺点:改变生产工艺,需厂方配合。
方案四:在方案三的前提下,采用稳定塘、土地处理复合系统,其工艺处理流程为:
工程条件:征地10亩,其中稳定塘占地4亩,土地处理系统占地6亩。
工程投资:28万元(不含征地费)
其中:预处理系统(中和、沉淀)6万元。
稳定塘系统:18万元。
土地处理系统:4万元
运行费用:33元/天
主要优点:工程投资少,运行费用低(仅相当于生化处理费的1/2,比生化处理节省能耗60%),处理效果优于生化处理水平。
主要缺点:占用良田,该厂位于本市地下水源地,在稳定塘工程设计中,必须采取防渗措施,以防止地下水的污染。因此工程投资与生化处理相当。
结论和建议
1、在不改变生产工艺条件下,方案一是解除NH3-N,CODCR污染的最佳方案,在技术上可行、合理。但运行费用昂贵是最大的约束条件。
方案二是解决污染的折中方案,第一步先使CODCR达标,降低NH3-N的污染程度,第二步随着工厂经济效益的提高,再增加对NH3-N的治理投资,使NH3-N达标排放。此方案的优点是分期实施,经济上合理可行。
2、在以NaOH或NaCO3取代氨水作中和剂的前提下,方案三具有工程投资少,运行费用低、NH3-N,CODCR全部达标排放的优点。其主要缺点在于改变了生产工艺条件,还需厂方配合。
方案四的最大优点在于,运行费用低廉、利于治理工程的长期稳定运行,占用良田是其最大的缺点。
3、根据该厂的实际情况,建议采用方案三、即采用清洁生产工艺,(以NaOH或NaCO3取代氨水作为中和剂)三次母液及冲洗水经生化处理后,NH3-N,CODCR全部达标排放。运行费用仅相当于不改变生产工艺治理方案的1/5,此方案工艺技术成熟、没有污染地下水的隐患,彻底解决了对周围环境的污染。
4、应当指出,上述治理方案仅针对三次母液和冲洗水设计的。厂方应解决一次母液与二次母液的综合利用问题。禁止将一次母液和二次母液外排,或汇入本工程。以保证治理工程的运行效果。
参考文献
1.天津轻工业学院等编《氨基酸工艺学》,轻工业出版社,1987年。
2.上海市环境保护局编《废水生化处理》,同济大学出版社,2002年。
3.丁忠浩编《有机废水处理技术及应用》,化学工业出版社,2002年。