Детальное объяснение процесса очистки сточных вод от производства соевых продуктов: Эффективные решения для соответствия стандартам и примеры из практики для мелких цехов

Подробное объяснение процесса очистки сточных вод производства соевых продуктов: Эффективные решения для соответствия нормативам и примеры из практики для небольших цехов

Соевые продукты, как традиционный белковый продукт питания в Китае, продолжают пользоваться растущим рыночным спросом. Однако сточные воды, образующиеся в процессе их производства, стали типичным источником загрязнения в пищевой промышленности. Традиционное производство соевых продуктов в основном является цеховым, характеризуется небольшими масштабами и широким распространением. Сточные воды имеют большой объем, высокую концентрацию органических веществ и сложный состав. Если сбрасывать их напрямую без эффективной очистки, это приведет к серьезному загрязнению водоемов и эвтрофикации. На основе инженерной практики в данной статье подробно анализируются характеристики сточных вод от производства соевых продуктов, проблемы их очистки и основные биологические методы очистки, предоставляя малым цеховым предприятиям рабочие решения.

Характеристики и проблемы очистки сточных вод производства соевых продуктов

Сточные воды от производства соевых продуктов в основном образуются из воды для мойки бобов, воды для замачивания бобов, воды от отделения жмыха и пульпы, фильтрата, воды для мойки оборудования и тары, а также воды для мойки полов. Это высококонцентрированные органические сточные воды, где ХПК и БПК₅ могут достигать десятков тысяч мг/л, концентрация взвешенных веществ (ВВ) обычно составляет 1000-1500 мг/л, а pH низкий (в основном 4-6). Однако они обладают хорошей биоразлагаемостью (отношение БПК₅/ХПК 0,55-0,65). Соотношение C:N:P в сточных водах составляет приблизительно 100:4,7:0,2, что благоприятно для роста микроорганизмов, а токсичных и вредных веществ мало.

На практике производство соевых продуктов в основном носит прерывистый характер, с концентрированным временем сброса, что приводит к значительным колебаниям объема и качества стоков. В анаэробных условиях легко образуются корки, а высококонцентрированные сточные воды склонны к закислению, что влияет на последующую очистку. При использовании метода активного ила на аэробной стадии часто возникает вспухание ила. Кроме того, высокое содержание азота и фосфора при сбросе без очистки легко вызывает эвтрофикацию.

Учитывая эти особенности, очистка только физическими или химическими методами затруднительна для достижения нормативов, поэтому биологические методы стали основным выбором. Среди них анаэробная биологическая очистка имеет преимущества низкого количества остаточного ила, малой занимаемой площади, низкого энергопотребления и возможности получения биогаза. Однако при использовании в одиночку трудно достичь нормативов сброса. Таким образом, сочетание анаэробных и аэробных процессов стало отраслевым консенсусом, позволяющим достичь экономической выгоды при обеспечении стабильного сброса, соответствующего нормативам.

Анализ основных процессов очистки сточных вод производства соевых продуктов

Исследования в области очистки сточных вод производства соевых продуктов в стране начались в 1970-х годах. В настоящее время разработан ряд зрелых комбинированных анаэробно-аэробных процессов. Ниже они объясняются на примерах типичных инженерных кейсов.

Процесс UASB-SBR-Песчаная фильтрация-Биологическая фильтрация на активированном угле

Этот процесс подходит для ситуаций с большими колебаниями качества и объема стоков, высоким содержанием ВВ, легким закислением и вспуханием ила. Он подчеркивает раздельную очистку высоко- и низкоконцентрированных сточных вод. Компания по производству соевых продуктов в Пекине производит различные соевые продукты и соевое молоко с объемом очистки 900 м³/сут. Высококонцентрированные сточные воды имеют ХПК 12000 мг/л, БПК₅ 6000 мг/л, ВВ 1500 мг/л; низкоконцентрированные сточные воды имеют ХПК 2500 мг/л, БПК₅ 1200 мг/л, ВВ 1000 мг/л. После анаэробной очистки в UASB они поступают в аэробный блок SBR, затем проходят песчаную фильтрацию и биологическую фильтрацию на активированном угле для доочистки. Конечный сток соответствует нормативам: ХПК ≤ 60 мг/л, БПК₅ ≤ 20 мг/л, ВВ ≤ 50 мг/л, pH 6-8,5, достигая вторичного стандарта для сброса в поверхностные водоемы. Процесс работает стабильно, а блок доочистки эффективно обеспечивает качество стока.

Процесс Кислотного Гидролиза-Анаэробного Сбраживания

Для предварительной обработки высококонцентрированных сточных вод, резервуар кислотного гидролиза может гидролизовать сложные высокомолекулярные органические вещества в легко разлагаемые малые молекулы, одновременно снижая содержание ВВ и повышая pH для уменьшения воздействия на анаэробное сбраживание. Фабрика по производству соевых продуктов в Ханчжоу с суточной производительностью 10 тонн имеет высококонцентрированные сточные воды с ХПК 24000 мг/л, БПК₅ 10800 мг/л, ВВ 12000 мг/л, и низкоконцентрированные сточные воды с ХПК 400 мг/л, БПК₅ 180 мг/л. Высококонцентрированная часть обрабатывается кислотным гидролизом-анаэробным сбраживанием, и сток смешивается с низкоконцентрированными сточными водами перед сбросом в городскую канализационную сеть. Данные эксплуатации за последние два года показывают стабильный эффект очистки, нормальную работу оборудования и низкие капитальные и эксплуатационные затраты.

Процесс UASB-A/O

Этот процесс особенно подходит для сточных вод с высоким содержанием ВВ, низким pH и высокой температурой. Предприятие по производству соевых продуктов в провинции Хэнань с суточной производительностью 10 тонн имеет общий приток с ХПК 8850 мг/л, БПК₅ 4880 мг/л, NH₃-N 600 мг/л. Предварительная обработка включает флотацию для удаления корки и усредняющий резервуар. Биологическая стадия использует процесс UASB с внутренней рециркуляцией + A/O, с частичной рециркуляцией стока для повышения устойчивости к нагрузкам. Сток соответствует нормативам: ХПК ≤ 150 мг/л, БПК₅ ≤ 30 мг/л, NH₃-N ≤ 25 мг/л, что отвечает вторичному стандарту GB 8978-1996. Процесс имеет низкие капитальные и эксплуатационные затраты и обладает высокой ценностью для распространения в отрасли.

Процесс Анаэробного Реактора с Перегородками (ABR) - Модифицированного Последовательного Реактора Периодического Действия (MSBR)

Комбинированный процесс ABR-MSBR подходит для сточных вод, где основными загрязнителями являются углеводы, белки и жиры, с небольшим количеством растительного масла и добавок. Биологическая пищевая фабрика в провинции Хунань с масштабом очистки 220 м³/сут имеет общий приток с ХПК 1500-3000 мг/л, БПК₅ 850-2000 мг/л. MSBR, как улучшенный SBR, обеспечивает непрерывный приток и отток с постоянным уровнем воды, избегая недостатков традиционного SBR, таких как большие потери напора и низкая эффективность использования объема. Сток соответствует нормативам: ХПК ≤ 100 мг/л, БПК₅ ≤ 20 мг/л, ВВ ≤ 70 мг/л, NH₃-N ≤ 15 мг/л, TP ≤ 0,5 мг/л, достигая первичного стандарта GB 8978-1996. Эксплуатация стабильна, а затраты контролируемы.

Сравнение процессов и рекомендации по выбору для небольших цехов

Для облегчения сравнения для малых цеховых предприятий, в следующей таблице приведены основные параметры четырех основных процессов (на основе данных реальных проектов):

Для малых цехов характерны концентрированный сброс и большие колебания качества стоков. Рекомендуется в первую очередь предусмотреть установку усредняющего резервуара для балансировки объема и качества воды. Перед анаэробным блоком следует проводить предварительную очистку флотацией или отстаиванием для удаления большей части ВВ, одновременно регулируя pH и щелочность. Комбинированный процесс анаэробной + аэробной очистки позволяет достичь баланса низкого остаточного ила, рекуперации биогаза и соответствия нормативам сброса, имеет низкие эксплуатационные затраты и подходит для периодического режима производства.

Часто задаваемые вопросы

В1.Каковы основные источники сточных вод производства соевых продуктов?

В основном это вода для мойки бобов, вода для замачивания бобов, вода от отделения жмыха и пульпы, фильтрат, вода для мойки оборудования и тары, а также вода для мойки полов. Объем образующихся сточных вод обычно более чем в 5 раз превышает вес переработанных соевых бобов.

В2.Каковы типичные концентрации ХПК и БПК₅ в сточных водах производства соевых продуктов?

Высококонцентрированные сточные воды могут иметь ХПК до 12000-30000 мг/л, БПК₅ 6000-10800 мг/л, ВВ 1000-1500 мг/л. Это типичные высококонцентрированные органические сточные воды.

В3.Какова наиболее распространенная трудность в очистке сточных вод малых цехов по производству соевых продуктов?

Концентрированное время сброса приводит к неравномерности объема и качества стоков, легкому закислению и образованию корки в анаэробных условиях, вспуханию ила в аэробных условиях, а высокое содержание N и P легко вызывает эвтрофикацию.

В4.Почему биологическая очистка подходит для сточных вод производства соевых продуктов?

Загрязняющие вещества в основном представляют собой разлагаемые органические вещества, с биоразлагаемостью 0,55-0,65. Соотношение C:N:P благоприятно для роста микроорганизмов, а токсичных и вредных веществ мало.

В5.Может ли анаэробная очистка в одиночку обеспечить сброс, соответствующий нормативам?

Анаэробная очистка сама по себе дает мало остаточного ила и имеет низкое энергопотребление, но сток трудно привести в соответствие с нормативами. Обычно требуется комбинация с аэробной очисткой для достижения стабильного соответствия нормативам.

В6.Какова роль процесса UASB в очистке сточных вод производства соевых продуктов?

UASB может эффективно удалять большую часть органических веществ, устойчив к нагрузкам и обеспечивает разделение газ-жидкость-ил с помощью трехфазного сепаратора. Подходит для предварительной обработки высококонцентрированных сточных вод.

В7.Почему процесс ABR-MSBR подходит для небольших цехов?

ABR обладает высокой устойчивостью к нагрузкам. MSBR обеспечивает непрерывный приток и отток с постоянным уровнем воды. Эффект очистки стабилен, капитальные и эксплуатационные затраты низки, что особенно подходит для малых и средних предприятий с периодическим характером производства.

В8.Как малым цехам снизить затраты на очистку сточных вод производства соевых продуктов?

Благодаря раздельной очистке вод разного качества, установке усредняющих резервуаров и предварительных очистных сооружений, выбору комбинированных анаэробно-аэробных процессов, а также рассмотрению возможности рекуперации и использования биогаза, можно значительно снизить энергопотребление и эксплуатационные затраты.

Заключение

Очистка сточных вод малых цехов по производству соевых продуктов должна решать такие проблемы, как большие колебания объема стоков, высокое содержание ВВ и склонность к закислению, путем выбора биологических методов очистки, сочетающих анаэробные и аэробные процессы. Проверенные решения, такие как UASB-SBR, кислотный гидролиз-анаэробное сбраживание, UASB-A/O и ABR-MSBR, подтвердили свою стабильность и экономичность в нескольких проектах. Предприятия могут эффективно контролировать загрязнение окружающей среды, достигать рекуперации ресурсов и соответствия нормативам сброса, а также способствовать устойчивому развитию отрасли. Рекомендуется определить оптимальное решение на основе собственных объемов стоков, их качества и места сброса, совместно с профессиональной оценкой, чтобы обеспечить долгосрочную стабильную работу.

 Технический паспорт датчиков качества воды 

NBL-RDO-206 Онлайн флуоресцентный датчик растворенного кислорода.pdf

NBL-COD-208 Онлайн датчик ХПК для качества воды.pdf

NBL-CL-206 Датчик остаточного хлора.pdf

NBL-DDM-206 Онлайн датчик электропроводности воды.pdf