1 工藝流程的確定
高濃度廢水經酸化水解—厭氧消化后，出水與低濃度廢水混合，泵入城市排污管網。具體工藝流程見圖1。
高濃度廢水在酸化水解池的滯留期為12 h，經水解酸化后的酸化液通過水力篩網篩除未被水解酸化的大顆粒豆制品，然后進入增溫計量池，把酸化液增溫至38 ℃，再泵入厭氧消化罐。厭氧發酵采用復合式上流厭氧污泥床工藝，中溫發酵，水力滯留時間為84 h，容積負荷為4.40kgCOD/(m3·d)，COD去除率在95%以上，產沼氣達510m3/d，產氣率為1.70m3/(m3·d)。厭氧出水經沉淀后進入配水池與稀廢水混合，比較終排入城市污水干管。
在設計厭氧消化池時，增加了廢水回流設施的設置，三相分離器上部的厭氧出水回流至回流罐，與未經處理的高濃度廢水混合后再進入厭氧消化罐，這樣可以提高廢水的pH值，降低進入厭氧消化罐的廢水COD濃度，減少對厭氧污泥的局部沖擊，防止厭氧池內部酸化反應的存在，提高厭氧消化效率。隨著回流比例的調整，可以大大提高厭氧消化罐的耐沖擊能力。
2 設計和施工
①由于廢水處理設施正好位于原有的池塘上，其地基承載力和土質均勻度都很差，如采用鋼筋混凝土結構，由于其自重大，地基處理費用就相當高。厭氧罐和貯氣柜設計采用德國引進的Lipp罐體，由于罐體自重輕，基礎比較容易處理，費用隨之降低。厭氧消化罐高為9 m，直徑為7 m，是地上式圓形Lipp罐。由于對厭氧消化罐的徑、高比進行了調整，原有的三相分離器就不是很適合。因此，對三相分離器進行了重新設計，采用三層鋼結構漏斗式導流板做三相分離器(見圖2)。從使用結果看，三相分離效果相當好，厭氧污泥流失量很小，污泥截留效果明顯。
③厭氧消化罐采用Lipp技術進行卷制。筒體材料采用不銹鋼復合高強度板卷制，在罐頂上部安裝有壓頂槽鋼，采用不銹鋼螺栓與筒體之間的定位，不采用焊接方式。筒體制作完成后，進行罐內的金屬結構安裝。由于罐體為金屬結構，罐頂可在罐內金屬結構完成后再進行安裝，這樣給罐內的安裝工作帶來了極大的便利。厭氧罐內設有布水器，布水器采用枝狀布水，隔3m2設有一個布水頭，布水較為均勻。三相分離器的安裝是罐內金屬結構安裝的重點，由三個圓錐形正反斗組成，施工要求高、難度大。在施工中充分利用罐頂后施工的特點，三個圓錐斗在外進行拼接，然后到罐內進行安裝，降低了施工難度和勞動強度，工程質量也較容易控制，加快了工程進度。安裝完成三相分離器和溢流槽后，進行罐頂的安裝施工工作。罐體保溫材料采用阻燃型的聚苯乙烯泡沫板，外殼采用彩色瓦楞鋼板，瓦楞鋼板采用特制的定位卡頭扁鋼定位，安裝效果良好。Lipp罐體與鋼筋混凝土之間的澆筑采用膨脹混凝土(見圖3)。
3 調試運行
①水解酸化：菌種采取自然富集培養，處理水量與厭氧消化進水量相匹配，從10m3/d、20m3/d……逐步增加負荷，1個半月后達到滿負荷運轉，處理能力為80m3/d。經酸化處理后，出水COD平均從 24 000 mg/L降為16 500 mg/L左右，COD去除率達30%，pH值為5.5。
②厭氧消化：厭氧菌采用廠區的陰溝污泥和杭州四堡污水處理廠的厭氧污泥接種，共接種60%含水率的厭氧污泥30 m3，菌種接入厭氧罐后，加入少量生產廢水作為培養基，先進行升溫和馴化培養。每天升溫1 ℃左右，直至達到設計要求的38±1 ℃。廢水處理量從10m3/d開始，COD負荷從0.36kgCOD/(m3·d)逐步增加，1個半月后，進水量達到80 m3/d，COD負荷為4.40kgCOD/(m3·d)，出水COD濃度為650 mg/L左右，COD去除率達96%，出水pH值為7.2，產沼氣為510m3/d，產氣率為1.70m3/(m3·d)。
4 正常運行
處理工程經過近2年的運行，效果穩定，沒有出現大的反復，各單元的處理效果(平均值)與沼氣產氣量見表2。
|
項目 |
高濃度廢水 |
格柵沉砂池 |
酸化水解池 |
厭氧消化罐 |
沉淀池 |
混合池 |
|
處理水量(m3/d) |
80 |
80 |
80 |
80 |
80 |
330 |
|
滯留時間(h) |
|
1 |
12 |
84 |
6 |
6 |
|
pH值 |
5.0 |
5.0 |
5.5 |
7.2 |
7.2 |
6.5 |
|
SS(mg/L) |
12000 |
11000 |
7200 |
430 |
350 |
501 |
|
去除率(%) |
|
8.3 |
34.5 |
94 |
18.6 |
|
|
CODCr(mg/L) |
24000 |
23000 |
16500 |
690 |
650 |
460 |
|
去除率(%) |
|
4.4 |
28.3 |
95.8 |
4.4 |
|
|
BOD5(mg/L) |
10800 |
10500 |
8500 |
260 |
260 |
200 |
|
去除率(%) |
|
2.8 |
19 |
97.5 |
|
|
|
溫度(℃) |
50 |
30 |
28 |
38 |
常溫 |
常溫 |
|
沼氣(m3/d) |
|
|
|
510 |
|
|
5 結論與經驗
②由于采用Lipp技術卷制的罐體其自重很小，罐體結構受力得到大大改善，對地基的處理費用大大降低，特別是在軟土地基的地區，工程造價更是顯著下降。同時，可以減少大量的日常維護和檢修費用，工程使用壽命也大大延長。
③增加厭氧消化罐的回流量可以大大減少對厭氧的沖擊，不必為調節pH而多支出藥品的費用，可以使運行處于低成本狀態，增加了沼氣出售的收入(該工程產沼氣為510m3/d，若按1.2 元/m3計，則收入【污水處理設備】為612 元/d)。
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