高氯親水膠體類食品廢水處理技術(shù)

1、工程概況

浙江某公司是一家專業(yè)從事親水膠體研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的生物科技企業(yè)，主要產(chǎn)品是卡拉膠、魔芋膠、瓊脂及其復(fù)配產(chǎn)品。產(chǎn)品生產(chǎn)流程為：原料→水洗→剪碎→堿洗→水洗→蒸煮→過濾→冷卻→加溶劑凝膠→過濾→取凝膠→擠壓→烘干，生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢水。根據(jù)業(yè)主方提供的相關(guān)資料，本項(xiàng)目廢水主要為堿液浸泡及煮膠溶解過程中產(chǎn)生的含鹽量較高的有機(jī)廢水，以及少量生活區(qū)污水。本工程設(shè)計(jì)主體處理工藝采用物化＋生化工藝，出水達(dá)到園區(qū)接管排放標(biāo)準(zhǔn)。

2、設(shè)計(jì)規(guī)模及進(jìn)出水水質(zhì)

該工程設(shè)計(jì)規(guī)模為4000m3／d，包括水洗廢水2500m3／d（連續(xù)流），堿洗廢水500m3／d（間斷流），蒸煮廢水800m3／d（間斷流），其他廢水200m3／d。排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行園區(qū)接管標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)廢水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。該廢水污染物濃度高、色度大、堿度高，且Cl-含量較高，本項(xiàng)目重點(diǎn)考慮廢水中堿度以及Cl-對處理工藝的影響。

3、污水處理工藝

3.1 處理工藝選擇

針對該類廢水污染物濃度高、堿度高、Cl-含量較高的特點(diǎn)，多采用預(yù)處理－生物處理－深度處理的組合工藝?？捎嗅槍π缘厥占a(chǎn)工藝中產(chǎn)生的高鹽廢水，先進(jìn)行蒸發(fā)等預(yù)處理，之后與其他廢水進(jìn)行混合處理，但投資運(yùn)行費(fèi)用較高。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)耐鹽菌采用生化法處理此類廢水，運(yùn)行費(fèi)用明顯低于物化處理。廢水色度以及懸浮物采用氣浮工藝進(jìn)行處理，合理選擇藥劑能很好地解決色度以及懸浮膠體的問題?？蛇x擇AO、SBR等生化工藝去除廢水中有機(jī)污染物，從占地、去除效果等方面考慮，可采用改良ABR-強(qiáng)化AO工藝。

首先對高堿度廢水進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)，并在調(diào)節(jié)池對水質(zhì)均勻混合。針對廢水中的懸浮物等雜質(zhì)采用氣浮工藝，并投加絮凝劑，使其整體比重小于水，可依靠浮力迅速上浮至水面，達(dá)到固液分離的目的。根據(jù)分析結(jié)果，該工程廢水m（BOD5）／m（COD）值低于0．3，可生化性較差，故在AO工藝前先采用水解酸化工藝單元，將不溶性有機(jī)物水解為溶解性有機(jī)物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)，從而改善廢水的可生化性，為后續(xù)生化處理奠定良好基礎(chǔ)。

廢水中NH3－N濃度較高，利用好氧池內(nèi)回流系統(tǒng)將硝化液回流到缺氧池，利用缺氧池內(nèi)反硝化菌的反硝化作用進(jìn)行脫氮，去除NH3－N。利用好氧微生物碳化去除有機(jī)碳以及硝化菌進(jìn)行硝化反應(yīng)將NH3－N轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。綜合考慮廢水的特點(diǎn)，兼顧處理效果及運(yùn)行等因素，廢水主體處理工藝采用氣?。牧?/span>ABR－強(qiáng)化AO工藝。

3.2 處理工藝流程

本項(xiàng)目廢水處理工藝流程如圖1所示。

廢水先進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)的均勻混合，并投加硫酸調(diào)節(jié)pH值后，用水泵提升至后續(xù)氣浮處理設(shè)備中，投加PAC、PAM有效去除廢水中的懸浮物、膠體物質(zhì)。其中氣浮產(chǎn)生的浮渣進(jìn)入浮渣收集池中，氣浮出水進(jìn)入后續(xù)生化處理單元。廢水先進(jìn)入水解池提高廢水的可生化性后，再進(jìn)入缺氧－好氧處理單元，進(jìn)行有機(jī)物、NH3-N的去除。生化出水經(jīng)二沉池進(jìn)行泥水分離后，達(dá)標(biāo)排放。

3.3 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）針對該卡拉膠廢水特點(diǎn)，預(yù)處理采用氣浮去除色度及懸浮物等，保證后續(xù)生化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）改良ABR池利用厭氧消化過程的前2個(gè)階段即水解和酸化，當(dāng)有機(jī)物為復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí)，厭氧菌利用H2O電離的H＋和OH-將有機(jī)物分子中的C―C打開，一端加入H＋，一端加入OH-，可以將長鏈水解為短鏈，支鏈成直鏈，環(huán)狀結(jié)構(gòu)成直鏈或支鏈，提高廢水的可生化性。

（3）生化單元投加懸浮球填料，該填料具有生物附著力強(qiáng)、比表面積大、化學(xué)和生物穩(wěn)定性好、不引起二次污染、親水性能強(qiáng)等特點(diǎn)。在使用過程中，微生物掛膜快，生物膜易脫落，使用壽命長，剩余污泥少，能夠大幅提高微生物濃度，對于整體處理效果有明顯提升。

4、主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)備配置

（1）調(diào)節(jié)池。

1座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為32．0m×7．5m×5．2m，超高0．7m，水力停留時(shí)間為6h。設(shè)提升泵2臺，1用1備，單臺流量為83m3／h，揚(yáng)程為20m，功率為7．5kW；潛水?dāng)嚢铏C(jī)4臺，單臺功率為2．5kW。調(diào)節(jié)池加設(shè)玻璃鋼蓋板以收集處理臭氣。

（2）氣浮池。

2套，單套處理能力為85m3／h，一體化鋼結(jié)構(gòu)，玻璃鋼內(nèi)防腐。

（3）水解池。

2座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單座尺寸為16．5m×16．0m×6．0m，超高0．4m，水力停留時(shí)間為17．5h，設(shè)計(jì)容積負(fù)荷約為2kg／（m3?d），溶解氧質(zhì)量濃度控制在0．1～0．3mg／L。懸浮球填料投加比約為30％。設(shè)攪拌機(jī)10臺，單臺功率為2．5kW。為收集處理臭氣，水解池加設(shè)玻璃鋼蓋板。

（4）生物選擇池。

2座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單座尺寸為8．0m×3．0m×6．0m，超高0．45m，水力停留時(shí)間為1．5h。設(shè)攪拌機(jī)2臺，單臺功率為2．5kW。生物選擇池加設(shè)玻璃鋼蓋板。

（5）AO池。

2座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單座A池尺寸為13．0m×8．0m×6．0m，超高0．5m，停留時(shí)間為6．8h；設(shè)攪拌機(jī)4臺，單臺功率為2．5kW。單座O池尺寸為24．0m×16．0m×6．0m，超高0．55m，停留時(shí)間為25h，設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷為0．4kg／（kg?d），回流比為50％～100％；設(shè)鼓風(fēng)機(jī)3臺，2用1備，風(fēng)量為45m3／min，風(fēng)壓為0．05MPa，功率為55kW；內(nèi)回流泵4臺，2用2備，單臺流量為20m3／h，揚(yáng)程為15m，功率為2．2kW。AO池加設(shè)玻璃鋼蓋板收集處理臭氣。

（6）二沉池。

2座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單座尺寸為φ12.0m×5.0m，池邊水深為4．3m，表面負(fù)荷為0．74m3／（m2?h）。單座設(shè)中心傳動刮泥機(jī)1臺，功率為0．55kW；回流泵4臺，2用2備，單臺流量為50m3／h，揚(yáng)程為25m，功率為7．5kW。

5、運(yùn)行效果

該工程于2019年3月開始動工建設(shè)，2019年7月開始調(diào)試，廢水中由于含有大量的藻類等物質(zhì)，調(diào)試過程中氣浮池出現(xiàn)大量氣泡，通過設(shè)置污泥濃縮池上清液回流系統(tǒng)，將上清液回流至調(diào)節(jié)池，可顯著解決氣浮泡沫問題。經(jīng)過2個(gè)月調(diào)試培養(yǎng)、馴化，整個(gè)系統(tǒng)可以穩(wěn)定達(dá)到園區(qū)接管排放標(biāo)準(zhǔn)。各項(xiàng)指標(biāo)平均處理效果如表2所示。收集自控中心進(jìn)出水水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，1a的實(shí)際運(yùn)行效果表明整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)良好，各項(xiàng)指標(biāo)滿足園區(qū)接管標(biāo)準(zhǔn)要求。

6、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

本工程總投資1186萬元，運(yùn)行成本約為1．9元／t。

7、結(jié)語

（1）該食品加工廢水色度大、堿度高、Cl-含量較高，采用氣浮-改良水解-AO組合工藝進(jìn)行處理是可行的，該工藝運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)簡單，出水水質(zhì)滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）針對該類廢水的水質(zhì)特征，采用氣浮預(yù)處理可以有效去除廢水中SS，以及解決因藻類溶解導(dǎo)致的色度升高問題，降低了進(jìn)入生化系統(tǒng)的負(fù)荷。

（3）AO工藝可以起到良好的去除有機(jī)物及脫氮效果，通過投加懸浮填料，不僅能增加微生物量，而且能有效防止污泥膨脹。

（4）廢水中含有大量的藻類等物質(zhì)，調(diào)試過程中氣浮單元產(chǎn)生大量的氣泡，通過設(shè)置濃縮池上清液回流系統(tǒng)，可顯著解決氣浮泡沫問題。（來源：江蘇奧尼斯環(huán)?？萍加邢薰?，南京工業(yè)大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院）