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(yù)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(zhì)量大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。因此該企業(yè)廢水是一種高濃度的有機廢水，水質(zhì)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(shè)相應(yīng)的廢水處理工程。
2 設(shè)計參數(shù)及工藝流程
2.1 水量及水質(zhì)
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(biāo)準(zhǔn)》（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(nèi)外同行業(yè)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，結(jié)合企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，確定該廢水處理工程的設(shè)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(yù)處理設(shè)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(biāo)。確定工程采用“預(yù)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(nèi)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(zhì)后進入集水調(diào)節(jié)池。集水調(diào)節(jié)池上設(shè)撇油器，池內(nèi)安裝穿孔管曝氣系統(tǒng)。設(shè)置集水調(diào)節(jié)池，可以穩(wěn)定調(diào)節(jié)廢水的水量與水質(zhì)，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(fù)荷沖擊。曝氣可充分?jǐn)噭踊旌蠌U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(zhì)沉淀厭氧氧化進而腐敗發(fā)臭，同時對廢水進行預(yù)曝氣還可以降解部分有機負(fù)荷，減輕后續(xù)系統(tǒng)的壓力。廢水在集水調(diào)節(jié)池均質(zhì)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(zhì)及動植物油脂等有機污染物，為后續(xù)生化處理奠定基礎(chǔ)。
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(fù)雜難降解的COD轉(zhuǎn)化為易降解的COD，高分子有機物轉(zhuǎn)化為低分子有機物，這為后續(xù)的厭氧反應(yīng)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(diào)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(yīng)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(zhì)（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(biāo)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(shè)備及設(shè)計參數(shù)
3.1 預(yù)處理單元
（1）格柵。LHXG-500型格柵1臺，材質(zhì)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。
（2）集水調(diào)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(zhì)、水量的波動性較大，為避免整個處理系統(tǒng)受到負(fù)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(shè)置大容積磚混結(jié)構(gòu)集水調(diào)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(diào)節(jié)水質(zhì)的作用。集水調(diào)節(jié)池池面設(shè)置撇油器，撇油撇渣。水下設(shè)置曝氣管，防止懸浮物沉積。從集水調(diào)節(jié)池出來的廢水由泵提升送至高效氣浮澄清器。集水調(diào)節(jié)池設(shè)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(shè)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(fēng)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(nèi)襯不銹鋼LH- QC7.5型高效氣浮澄清器1臺，設(shè)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。
（2）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(fù)雜難降解的COD轉(zhuǎn)化為易降解的COD，高分子有機物轉(zhuǎn)化為低分子有機物（低級脂肪酸），為后續(xù)UBF厭氧反應(yīng)器中的產(chǎn)甲烷菌提供充足的營養(yǎng)。設(shè)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。
?。?）厭氧調(diào)節(jié)池。磚混結(jié)構(gòu)厭氧調(diào)節(jié)池1座，用來接收微生物酸化池出水、反應(yīng)器回流水，廢水在此混合后由提升泵送入UBF厭氧反應(yīng)器。池內(nèi)設(shè)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(nèi)廢水，以提高厭氧效果。設(shè)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(yīng)器。鋼制內(nèi)襯玻璃鋼UBF厭氧反應(yīng)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(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、水和新的細(xì)胞物質(zhì)，在降解廢水污染負(fù)荷的同時回收沼氣。設(shè)計流量42 m3/h，HRT=7.62 h，COD容積負(fù)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(jié)構(gòu)生物選擇池1座，設(shè)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?dāng)嚢铏C1臺。
?。?）改良氧化溝。鋼筋砼二廊道折流式改良氧化溝1座，設(shè)計流量42
m3/h，HRT=25.7 h，COD容積負(fù)荷0.56 kg/（m3·d），MLSS 2～3 g/L，污泥負(fù)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(shè)計流量42 m3/h，HRT=6.9 h，表面負(fù)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(shè)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(shè)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(jié)果的平均值。
4.2 處理成本
?。?）工程用電設(shè)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。
（2）污水處理廠采用四班三運轉(zhuǎn)工作制，定員5人（其中污水站站長1名、技術(shù)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。
（3）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(jié)論
運行結(jié)果表明，采用預(yù)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(biāo)去除率高，COD總的去除率為97%，BOD5總?cè)コ蕿?8.5%，SS總?cè)コ?4.9%，氨氮總?cè)コ蕿?5.7%，油脂總?cè)コ蕿?3.4%。出水水質(zhì)優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）二級排放標(biāo)準(zhǔn)。
從運行實踐來看，該工藝具有較高的抗沖擊負(fù)荷能力，運行穩(wěn)定，盡管車間排出水的水質(zhì)水量起伏大，但出水水質(zhì)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(zhì)的變化及時調(diào)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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