1 項目概述
某食品有限公司主要生產(chǎn)經(jīng)營果凍、膨化食品、烘焙食品等，生產(chǎn)廢水70%以上來自于果凍生產(chǎn)，另外還有少量膨化、烘焙生產(chǎn)車間排放的廢水及少量生活污水。果凍生產(chǎn)廢水主要來自水果預煮、制汁、濃縮等工序，有機物主要以碳水化合物為主，如糖類、有機酸、多元醇等，廢水中還含有一定量的明膠、果膠、卡拉膠等，這些膠分子質量大、結構穩(wěn)定。因此該企業(yè)廢水是一種高濃度的有機廢水，水質特點是COD、BOD、SS、油脂含量高，B/C高，可生化性好，氮、磷含量高。按照環(huán)保“三同時”的要求，公司配套建設相應的廢水處理工程。
2 設計參數(shù)及工藝流程
2.1 水量及水質
根據(jù)企業(yè)提供的資料，本廢水處理工程處理的廢水主要為果凍生產(chǎn)廢水，另外包括少量膨化食品生產(chǎn)廢水、烘焙食品生產(chǎn)廢水以及廠區(qū)生活污水。按照公司所在地環(huán)保部門的要求，該廢水處理工程需達到國家環(huán)保部頒布的《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）的二級排放要求，然后排入市政污水 處理廠進一步處理。綜合國內外同行業(yè)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，結合企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，確定該廢水處理工程的設計規(guī)模為1 000 m3/d（42 m3/h）。
2.2 工藝流程
廢水的BOD5/COD=0.447，可生化性較好，故廢水處理可采用以生化處理（厭氧+好氧組合工藝）為主、物化處理為輔的組合處理工藝，又因廢水中動植物油濃度較高，可增加除油預處理設施，以確保后續(xù)處理工序良好運行以及外排廢水中動植物油濃度達標。確定工程采用“預處理+高效氣浮+UBF厭氧+改良氧化溝”的綜合處理工藝。
2.3 工藝說明
生產(chǎn)系統(tǒng)排出的廢水以及廠區(qū)內的生活污水經(jīng)排水管（溝）進入廢水處理站，在經(jīng)過機械格柵去除大粒徑漂浮雜質后進入集水調節(jié)池。集水調節(jié)池上設撇油器，池內安裝穿孔管曝氣系統(tǒng)。設置集水調節(jié)池，可以穩(wěn)定調節(jié)廢水的水量與水質，防止由于廢水排水的不連續(xù)而造成廢水處理系統(tǒng)的負荷沖擊。曝氣可充分攪動混合廢水，一方面可使廢水中漂浮狀油脂充分上浮，另一方面可防止有機質沉淀厭氧氧化進而腐敗發(fā)臭，同時對廢水進行預曝氣還可以降解部分有機負荷，減輕后續(xù)系統(tǒng)的壓力。廢水在集水調節(jié)池均質均量后由泵送入高效氣浮澄清器，在輸送過程中投加混凝劑，經(jīng)過混凝氣浮去除廢水中大部分的膠體類懸浮物質及動植物油脂等有機污染物，為后續(xù)生化處理奠定基礎。
高效氣浮澄清器出水進入生化處理系統(tǒng)的微生物酸化池。在微生物酸化池中，特種產(chǎn)酸菌將復雜難降解的COD轉化為易降解的COD，高分子有機物轉化為低分子有機物，這為后續(xù)的厭氧反應器中的產(chǎn)甲烷菌提供了充足的食物。微生物酸化池出水在厭氧調節(jié)池中與厭氧處理后的一部分出水混合后由泵送入UBF厭氧反應器。在高效產(chǎn)甲烷菌的作用下，大部分的有機物被分解為無機小分子物質（二氧化碳和水）和甲烷，出水自流入好氧生化處理系統(tǒng)，甲烷通過三相分離器收集后送入鍋爐燃燒。
厭氧出水進入由生物選擇池、改良氧化溝以及二沉池組成的好氧生化處理系統(tǒng)進行好氧生化處理。經(jīng)過好氧生化處理后的廢水經(jīng)二沉池泥水分離后，上清液即可回用或達標外排。
高效氣浮澄清器的浮渣及沉淀污泥以及厭氧池、二沉池的剩余污泥，經(jīng)污泥濃縮池濃縮后泵入污泥脫水機脫水，含水率達到75%左右后外運，進行綜合利用或填埋處置。污泥濃縮池的上清液及脫水過程中的濾液、沖洗液回流入集水池進行再處理，杜絕產(chǎn)生二次污染。
3 工藝設備及設計參數(shù)
3.1 預處理單元
?。?）格柵。LHXG-500型格柵1臺，材質為304不銹鋼，有效柵寬500 mm，柵齒間隙5 mm，柵網(wǎng)速度3.8 m/min，功率0.55 kW。格柵傾角60°，溝（渠）深1.5 m，卸渣高度2 m。
?。?）集水調節(jié)池。鑒于該企業(yè)生產(chǎn)廢水的排放為間歇性排放，水質、水量的波動性較大，為避免整個處理系統(tǒng)受到負荷沖擊致使處理效果不穩(wěn)定，在整個廢水處理系統(tǒng)前設置大容積磚混結構集水調節(jié)池1座，用來收集生產(chǎn)系統(tǒng)排放的廢水，起到穩(wěn)定水量，調節(jié)水質的作用。集水調節(jié)池池面設置撇油器，撇油撇渣。水下設置曝氣管，防止懸浮物沉積。從集水調節(jié)池出來的廢水由泵提升送至高效氣浮澄清器。集水調節(jié)池設計流量42 m3/h，水力停留時間（HRT）8 h，規(guī)格尺寸16.0 m×6.0 m×4.0 m，有效容積336 m3，高程布置上超高0.5 m。
配套設備包括：80WQ50-10-3廢水提升泵2臺，1用1備；LHPY-60行車式撇油器1臺，鋼制防腐；DN 50穿孔曝氣管1套，ABS；SWR150-150A-1520羅茨鼓風機2套，1用1備。
3.2 物化處理單元
?。?）高效氣浮澄清器。鋼制內襯不銹鋼LH- QC7.5型高效氣浮澄清器1臺，設計流量42 m3/h，外型尺寸為6.0 m×2.0 m×2.4 m，功率7.5 kW +0.5 kW。
?。?）加藥系統(tǒng)。包括溶藥罐4臺，尺寸為D 2.0 m×2.5 m，體積6.5 m3，碳鋼防腐；JBR-400溶藥攪拌器 4臺，2用2備，鋼制防腐；加藥泵4臺，Q=2 m3/h，H=20 m，2用2備。
3.3 厭氧生化處理單元
?。?）微生物酸化池。磚混二廊道折流式微生物酸化池1座，主要用來接收高效氣浮澄清器出水，利用特種產(chǎn)酸菌將復雜難降解的COD轉化為易降解的COD，高分子有機物轉化為低分子有機物（低級脂肪酸），為后續(xù)UBF厭氧反應器中的產(chǎn)甲烷菌提供充足的營養(yǎng)。設計流量42 m3/h，HRT=9 h，規(guī)格尺寸為14.0 m×8.0 m×4.5 m，有效容積380 m3，高程布置上超高2.0 m。
酸化池填料采用專用全塑性夾片維綸醛化絲填料，規(guī)格D=150 mm，安裝高度2.5 m，總體積280 m3。
（2）厭氧調節(jié)池。磚混結構厭氧調節(jié)池1座，用來接收微生物酸化池出水、反應器回流水，廢水在此混合后由提升泵送入UBF厭氧反應器。池內設置列管式蒸汽加熱管，冬季利用生產(chǎn)系統(tǒng)廢蒸汽的余熱循環(huán)加熱池內廢水，以提高厭氧效果。設計流量42 m3/h，HRT=51.4 min，規(guī)格尺寸4.0 m×3.0 m×3.5 m，有效容積36 m3，高程布置上超高0.5 m。
配套100W80-20型厭氧進液泵2臺，1用1備。
?。?）UBF厭氧反應器。鋼制內襯玻璃鋼UBF厭氧反應器1座，在這里高效產(chǎn)甲烷菌將廢水中大量的低級脂肪酸降解轉化為甲烷、二氧化碳、水和新的細胞物質，在降解廢水污染負荷的同時回收沼氣。設計流量42 m3/h，HRT=7.62 h，COD容積負荷4.73 kg/（m3·d），外形尺寸D 8 m×7.0 m，有效容積320 m3，高程布置上超高4.5 m。
厭氧填料采用專用全塑性夾片維綸醛化絲填料，規(guī)格為D=150 mm，總體積125 m3，安裝高度2.5 m。
鋼骨架玻璃鋼三相分離器1套，規(guī)格為D 8 m×0.5 m。
厭氧附件1套，包括布水器、溢流堰、回流裝置、水封系統(tǒng)，鋼制防腐。
3.4 好氧生化處理單元
?。?）生物選擇池。鋼筋砼結構生物選擇池1座，設計流量42 m3/h，HRT=34.3 min，規(guī)格尺寸為D 3.0 m×4.0 m，有效容積24 m3，高程布置上超高3.5 m。
配套QJB320型不銹鋼潛水攪拌機1臺。
?。?）改良氧化溝。鋼筋砼二廊道折流式改良氧化溝1座，設計流量42
m3/h，HRT=25.7 h，COD容積負荷0.56 kg/（m3·d），MLSS 2～3 g/L，污泥負荷（以 COD/MLSS計）0.22 kg/（kg·d），池體尺寸30.0 m× 8.0 m×5.0 m，有效容積1 080 m3，高程布置上超高3.0 m。
配套LH-TB11型不銹鋼推流攪拌式曝氣機 2臺。
?。?）二沉池。鋼筋砼平流式沉淀池1座，用來接收好氧生化廢水，沉淀澄清，回流及外排污泥。設計流量42 m3/h，HRT=6.9 h，表面負荷0.53 m3/（m2·h），規(guī)格尺寸10.0 m×8.0 m×4.2 m，有效容積290 m3，高程布置上超高2.5 m。
配套設備包括：LHXN-8型行車式刮吸泥機 1套，鋼制防腐，水下不銹鋼；80WQ40-12-3吸泥泵2臺。
3.5 污泥處理單元
?。?）污泥濃縮池。鋼筋砼豎流式沉淀池2座，用來儲存系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥并進行濃縮。規(guī)格尺寸 D 3.0 m×4.5 m，有效容積28 m3，高程布置上超高 0.5 m。
?。?）污泥脫水機。LH-X1000帶式濃縮壓榨一體化過濾機1臺，處理能力10～25 m3/h，功率0.55 kW +1.5 kW。
配套設備包括：污泥輸送泵2臺，1用1備，Q=30 m3/h，H=20 m；沖洗水泵1臺，Q=20 m3/h，H=45 m；空壓機1臺，Q=0.30 m3/min，P=0.7 MPa。
加藥系統(tǒng)1套，含溶藥儲藥罐、溶藥攪拌器、加藥計量泵。
4 工程實際運行效果
4.1 污染物去除效果
注：各組數(shù)據(jù)均為10次檢測結果的平均值。
4.2 處理成本
?。?）工程用電設備共計26臺（套），總裝機容量為131.39 kW，實際水處理系統(tǒng)正常運行功率 86.29 kW，若電價按0.60元/（kW·h）計，則每天電費994.06元。
?。?）污水處理廠采用四班三運轉工作制，定員5人（其中污水站站長1名、技術員、化驗人員由站長兼、操作工4名），人均日工資按60元計，則每日人工工資300元。
?。?）工程每日絮凝劑消耗費用為250元。以上合計，本工程每日運行直接費用為1 544.06元，折合噸水處理直接成本為1.54元。
5 結論
運行結果表明，采用預處理+厭氧+好氧工藝來處理以果凍為主的食品生產(chǎn)有機廢水可行，系統(tǒng)處理效果明顯，各項指標去除率高，COD總的去除率為97%，BOD5總去除率為98.5%，SS總去除率94.9%，氨氮總去除率為85.7%，油脂總去除率為93.4%。出水水質優(yōu)于《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）二級排放標準。
從運行實踐來看，該工藝具有較高的抗沖擊負荷能力，運行穩(wěn)定，盡管車間排出水的水質水量起伏大，但出水水質始終能滿足排放要求。
工程投資較低，運行費用合理。該工程總投資為235萬元，運行費用為1.54元/m3。該工藝對同類廢水的處理有一定的借鑒意義。
由于沒有采用自控加藥系統(tǒng)，藥劑的投加不能根據(jù)進水水質的變化及時調整，運行中存在藥劑浪費現(xiàn)象。厭氧產(chǎn)生的沼氣經(jīng)測量每天可達300 m3左右，工程中只是簡單引入鍋爐燃燒，沒有高效利用。如果在上述方面加以改進，運行費用會有大幅降低。
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