咖啡粗加工廢水處理混凝沉淀-A2/O工藝

　　1、工程概況

　　云南省是小粒種咖啡的最適宜種植區(qū)，經(jīng)過(guò)近20多年的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，目前已成為我國(guó)最大的咖啡種植基地，貿(mào)易集散地和出口基地。云南某咖啡產(chǎn)業(yè)集團(tuán)公司主要從事咖啡粗加工、出口銷(xiāo)售，其配套建有目前國(guó)內(nèi)最大咖啡種植合作基地，年加工咖啡鮮果能力達(dá)10萬(wàn)t以上。

　　咖啡豆粗加工基本工序?yàn)槌?、分?jí)→機(jī)械脫皮、脫膠→浸泡、清洗→烘干;生產(chǎn)廢水主要來(lái)自機(jī)械脫皮、脫膠及浸泡、清洗工序，高濃度廢水主要來(lái)自機(jī)械脫皮、脫膠段，其CODCr質(zhì)量濃度在20000mg/L左右，BOD5質(zhì)量濃度在2600mg/L左右，NH3-N質(zhì)量濃度在350mg/L左右，浸泡、清洗工序產(chǎn)生的廢水CODCr質(zhì)量濃度較低，基本在500mg/L左右，BOD5質(zhì)量濃度在200mg/L左右，NH3-N質(zhì)量濃度在20mg/L左右。

　　原生產(chǎn)廢水通過(guò)投加生石灰、沉淀等簡(jiǎn)單處理后外排進(jìn)入瀾滄江。為滿(mǎn)足環(huán)保要求，該企業(yè)決定對(duì)原有污水處理設(shè)施進(jìn)行改造。經(jīng)中試后，確定采用混凝沉淀-A2/O工藝，處理后出水指標(biāo)達(dá)到GB8978―1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

　　2、廢水水量和水質(zhì)

　　由于該公司咖啡加工使用山泉水，上游用水戶(hù)較多，來(lái)水不穩(wěn)定，機(jī)械脫皮、脫膠均使用循環(huán)水，造成循環(huán)水中CODCr、SS、NH3-N濃度較高，pH值較低，且廢水中含有大量果膠。果膠是一類(lèi)成分比較復(fù)雜的多糖，結(jié)合狀態(tài)和理化性質(zhì)可分為原果膠、可溶性果膠和果膠酸。成熟水果中存在的主要為可溶性果膠，可溶性果膠是由半乳糖醛酸、半乳糖醛酸甲脂以α-1，4糖甘鍵連接而成的高分子化合物，可生化性差，難以生化處理。機(jī)械脫皮、脫膠工序排放廢水量約占總廢水量的1/3，且為當(dāng)日生產(chǎn)完成后一次集中排放。浸泡、清洗段廢水排放量約占總排水量的2/3，排放方式為間歇排放，可生化性較好。2種廢水全部進(jìn)入調(diào)節(jié)池混合后處理，以降低處理難度。污水處理站設(shè)計(jì)處理量為100m3/d。

　　分別取生產(chǎn)過(guò)程中的機(jī)械脫皮、脫膠廢水，浸泡、清洗廢水及2種廢水混合水樣，CODCr使用HACH-DRB200消解器+HACH-DR900便攜式多參數(shù)比色計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，pH值使用HACH-HQ11d現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，BOD5、NH3-N委托當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測(cè)試驗(yàn)室測(cè)定，測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

　　3、廢水處理工藝

　　目前，國(guó)內(nèi)外含果膠廢水的處理方法主要有復(fù)合絮凝劑處理、混凝吸附法處理、果膠酶處理、生物接觸氧化法處理等方式。

　　咖啡粗加工廢水含大量果膠，果膠在適宜條件下其溶液能形成凝膠和部分發(fā)生甲氧基化，殘留的羧基單元以游離酸的形式存在或形成銨、鉀、鈉和鈣等鹽。果膠在堿性環(huán)境下具有不穩(wěn)定的特點(diǎn)，同時(shí)，高濃度的堿性金屬鹽通常會(huì)使果膠的粘度下降，二價(jià)或三價(jià)金屬鹽的存在可以抑制果膠的溶解性。結(jié)合鹽析法利用果膠分子結(jié)構(gòu)中的羧基被鋁、銅、鋅、鉀等金屬離子中和生成不溶于水的果膠鹽而從溶液中分離出來(lái)的機(jī)理，根據(jù)中試結(jié)果，采用先調(diào)整pH值至弱堿性，再采用混凝沉淀-生化處理的工藝。工藝流程見(jiàn)圖1。

　　4、主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

　　(1)格柵池(原有改造)。

　　1座，鋼筋混凝土半地上式，結(jié)構(gòu)尺寸為2.7m×0.8m×2.0m。設(shè)置3mm不銹鋼人工格柵1套。

　　(2)調(diào)節(jié)池兼事故池(新建)。

　　1座，鋼筋混凝土地埋式，結(jié)構(gòu)尺寸為8.0m×8.0m×4.8m，有效水深4.0m。設(shè)置提升泵2臺(tái)，1用1備，流量為10m3/h，揚(yáng)程為10m，功率為0.75kW;潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)，葉輪直徑為260mm，功率為0.75kW。

　　(3)混凝沉淀池(原有改造)。

　　1座，鋼筋混凝土半地上式，結(jié)構(gòu)尺寸為5.4m×5.0m×2.0m，有效水深1.5m。設(shè)置NaOH、PAC、PAM加藥裝置各1套，流量為60L/h;螺桿泵2臺(tái)，流量為5m3/h，揚(yáng)程為80m，功率為1.5kW。

　　(4)厭氧池(新建)。

　　1座，鋼筋混凝土半地上式，結(jié)構(gòu)尺寸為3.0m×5.0m×3.5m，有效水深為3.2m，污泥負(fù)荷為0.3kg[BOD5]/(kg[MLSS?d])。池體內(nèi)掛組合填料，直徑為150mm，高度為2m，共30m3;內(nèi)循環(huán)攪拌泵2臺(tái)，流量為10m3/h，揚(yáng)程為10m，功率為0.75kW。

　　(5)缺氧池(新建)。

　　鋼筋混凝土半地上式，結(jié)構(gòu)尺寸為3.00m×5.25m×3.50m，預(yù)缺氧區(qū)尺寸為3.00m×2.00m×3.50m，有效水深為3.0m。池體內(nèi)掛組合填料，直徑為150mm，高度為2m，共31.5m3;預(yù)缺氧區(qū)設(shè)置內(nèi)循環(huán)攪拌泵、污泥回流泵各1臺(tái)，流量為10m3/h，揚(yáng)程為10m，功率為0.75kW。

　　(6)接觸氧化池(原有改造)。

　　1座，鋼筋混凝土半地上式，一級(jí)接觸氧化區(qū)尺寸為5.0m×4.9m×2.0m，有效水深為1.7m，HRT為9.8h，二級(jí)接觸氧化區(qū)尺寸為5.0m×4.9m×2.0m，有效水深為1.7m，HRT為9.8h，污泥負(fù)荷為0.06kg[BOD5]/(kg[MLSS]?d)。設(shè)置混合液回流泵2臺(tái)，1用1備，流量為15m3/h，揚(yáng)程為15m，功率為1.5kW;池體內(nèi)掛組合填料，直徑為150mm，高度為1m，共50m3;配三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)，1用1備，風(fēng)量為7.54m3/h，風(fēng)壓為34.3kPa，功率為7.5kW。

　　(7)二沉池(新建)。

　　采用斜管沉淀池，鋼筋混凝土半地上式，結(jié)構(gòu)尺寸為3.0m×3.0m×3.5m(其中絮凝區(qū)凈尺寸為3.0m×0.8m×3.5m;斜管沉淀區(qū)凈尺寸為3.0m×2.0m×3.5m)，設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為0.7m3/(m2?h)，斜管直徑為50mm，共6m2。設(shè)置PAC、PAM加藥裝置各1套，流量為60L/h;污泥泵1臺(tái)，流量為10m3/h，揚(yáng)程為10m，功率為0.75kW。

　　(8)中間水池。

　　鋼筋混凝土半地上式，結(jié)構(gòu)尺寸為2.0m×3.0m×3.5m。配置多介質(zhì)過(guò)濾器提升泵2臺(tái)，1用1備，流量為15m3/h，揚(yáng)程為30m，功率為4kW。

　　(9)回用水池(新建)。

　　鋼筋混凝土半地上式，結(jié)構(gòu)尺寸為3.0m×3.0m×3.5m，設(shè)置多介質(zhì)過(guò)濾器反沖洗泵2臺(tái)，1用1備，流量為32m3/h，揚(yáng)程為35m，功率為5.5kW。

　　(10)污泥濃縮池(原有改造)。

　　1座，鋼筋混凝土半地上式，結(jié)構(gòu)尺寸為5.4m×2.3m×2.0m。設(shè)置螺桿泵2臺(tái)，1用1備，流量為5m3/h，揚(yáng)程為80m，功率為1.5kW。頂部設(shè)置疊螺壓榨機(jī)1臺(tái)，處理量為50~70kg/h。

　　(11)設(shè)備用房(新建)。

　　彩鋼，結(jié)構(gòu)尺寸為10.0m×9.5m×3.0m。設(shè)置多介質(zhì)過(guò)濾器2套，1用1備，直徑為900mm，高度為2200mm，內(nèi)填粒徑為0.5~2.0mm石英砂濾料和粒徑為1.0~2.0mm無(wú)煙煤濾料。

　　5、調(diào)試運(yùn)行

　　咖啡采摘主要集中在3月初至5月初，調(diào)試啟動(dòng)安排在2月中旬進(jìn)行，工程所在地氣溫較高，年平均氣溫為19.4℃，冬季無(wú)霜凍，對(duì)調(diào)試、運(yùn)行極為有利。

　　該工程活性污泥采用城市污水處理廠(chǎng)污泥進(jìn)行接種馴化，共投加濕污泥(含水率為80%)12t，厭氧、缺氧池投加4t，好氧池投加8t，調(diào)節(jié)池啟動(dòng)攪拌泵，厭氧、缺氧池啟動(dòng)內(nèi)循環(huán)攪拌泵，好氧池悶曝24h后，污水處理設(shè)施逐步少量間歇通入生產(chǎn)廢水，進(jìn)行污泥接種、馴化。進(jìn)水投加NaOH，控制pH值在8.5~9.0，混凝投加PAC和PAM，有研究表明，CODCr的去除率達(dá)到某一個(gè)最大值時(shí)，繼續(xù)增加絮凝劑的投加量，CODCr去除率的變化并不明顯，因此，根據(jù)混凝試驗(yàn)確定最佳絮凝劑投加濃度。污泥回流比控制在50%，混合液回流比控制在100%。半個(gè)月后，開(kāi)始連續(xù)24h進(jìn)水，滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。

　　6、處理效果

　　通過(guò)運(yùn)行過(guò)程中實(shí)測(cè)，主要指標(biāo)均能達(dá)到GB8978―1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，出水實(shí)測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表2。

　　7、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

　　本項(xiàng)目總投資115萬(wàn)元，處理水量為100t/d，運(yùn)行費(fèi)用為1.3元/t，其中電費(fèi)1.2元/t，藥劑費(fèi)0.1元/t，不含人工費(fèi)。

　　8、結(jié)語(yǔ)

　　實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，采用混凝沉淀-A2/O工藝處理咖啡粗加工廢水，對(duì)CODCr、BOD5、NH3-N的去除率均達(dá)到98%以上，該工藝對(duì)咖啡加工廢水具有很好的處理效果，能穩(wěn)定達(dá)到GB8978―1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。該工藝具有投資省、運(yùn)行成本低、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。投加NaOH脫果膠的方式與投加石灰脫果膠相比，具有渣量小、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。在厭氧池增加內(nèi)循環(huán)攪拌泵和投加厭氧污泥，提高了處理效率。(來(lái)源：四川國(guó)唯環(huán)保工程有限公司)