洗壇廢水處理工程應(yīng)用研究

林媛媛

（浙江省環(huán)境工程有限公司，浙江杭州 310012）

1 概述

某企業(yè)主要產(chǎn)品為黃酒。該廠的生產(chǎn)廢水主要為米漿廢水、發(fā)酵罐沖洗水、洗濾布廢水、洗壇廢水和地面沖洗。該企業(yè)本著“節(jié)能減排、綜合利用”的原則，對(duì)洗壇廢水進(jìn)行處理后排放和回用。根據(jù)該企業(yè)廢水的水質(zhì)及達(dá)標(biāo)要求，設(shè)計(jì)出了以生物接觸氧化法為主，以預(yù)處理+深度處理為輔的組合工藝。先經(jīng)調(diào)節(jié)池使水質(zhì)水量得以均化，然后再經(jīng)接觸氧化處理去除有機(jī)物，生化后的污水采用沉淀池進(jìn)行泥水分離，最后進(jìn)行砂濾、消毒后用于排放和回用。該工藝具有耐沖擊負(fù)荷、處理效果穩(wěn)定、投資運(yùn)行費(fèi)用低、工藝流程簡(jiǎn)潔、剩余污泥量少、不存在污泥膨脹問(wèn)題等特點(diǎn)，并與2009年4月底驗(yàn)收運(yùn)行至今，處理效果良好，出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

2 工程設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量

設(shè)計(jì)水量240 m3/d，設(shè)計(jì)水質(zhì)見表1所列。

表1 設(shè)計(jì)水質(zhì)指標(biāo)一覽表

2.2 工藝流程

該洗壇廢水的有機(jī)污染物（CODcr）濃度較低，可生化性較好；黃酒行業(yè)季節(jié)性較強(qiáng)，其廢水的水質(zhì)水量波動(dòng)大，容易隨著季節(jié)、工作時(shí)間的變化而變化；酒壇清洗過(guò)程中使用石灰，部分石灰在清洗時(shí)脫落進(jìn)入廢水中，使得該廢水的沉淀物和懸浮物較高。因此，根據(jù)水質(zhì)特性分析和其他類似工程實(shí)例經(jīng)驗(yàn)，采用以生物接觸氧化法為主、以預(yù)處理+深度處理為輔的處理工藝，工藝流程見圖1所示。工藝特點(diǎn)為：

圖1 洗壇廢水處理工藝流程圖

（1）預(yù)處理系統(tǒng)（格柵、沉砂池和調(diào)節(jié)池）：去除懸浮物和大量石灰，均衡水質(zhì)水量，特別是水質(zhì)的穩(wěn)定，有利于降低運(yùn)行成本和水質(zhì)波動(dòng)帶來(lái)的影響，保證后續(xù)設(shè)備和處理連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）生物接觸氧化法：填料是接觸氧化的核心部位，直接影響生物接觸氧化處理的效能，該系統(tǒng)的接觸氧化池采用的是新型組合填料。生物接觸氧化法具有容積負(fù)荷較高、耐沖擊性能好、運(yùn)行穩(wěn)定、剩余污泥量少、不存在污泥膨脹問(wèn)題、占地面積較少、運(yùn)行成本和工程投資較低、操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)[1][2]。

（3）深度處理系統(tǒng)（砂濾消毒）：對(duì)于生化處理后出水中難以沉降等脫落生物膜，采用砂濾器提高有機(jī)物和SS的去除率，保證出水水質(zhì)。砂濾器作為該工程的深度過(guò)濾技術(shù)，與普通濾池相比，具有造價(jià)低、施工簡(jiǎn)便、建設(shè)周期短、技術(shù)先進(jìn)和處理效果穩(wěn)定等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外的工程實(shí)踐中已逐步得到推廣應(yīng)用[3]。

2.3 主要構(gòu)筑物及工藝說(shuō)明

（1）格柵井：1座，分 2格，尺寸為 1.50 m×1.00 m×0.90 m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與沉砂池合建，井內(nèi)設(shè)置手動(dòng)格柵一道。

（2）沉砂池：1座，分2格，尺寸為 4.50 m×1.60 m×1.00 m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與格柵井合建，停留時(shí)間30s。配置污泥泵1臺(tái)（Q=8.0 m3/h，H=12 m，N=0.75 kW）。

（3）調(diào)節(jié)池：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為12.50 m×5.50 m×4.00 m，有效容積240 m3，水力停留時(shí)間24 h。內(nèi)設(shè)提升泵1臺(tái)（Q=12.0 m3/h，H=10 m，N=1.1 kW）。

（4）接觸氧化池：1座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為6.80 m×3.00 m×4.00 m，有效容積70 m3，水力停留時(shí)間6 h。內(nèi)置組合填料（高度2.50 m），池底安裝曝氣管。配置風(fēng)機(jī) 2臺(tái)（1用1備），Q＝1.96 m3/min，H＝5 m，N＝4 kW。

（5）二沉池：1座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為3.00 m×4.00 m×4.00 m，表面負(fù)荷為0.80 m3/（m2·h），停留時(shí)間4.0 h。

（6）中間水池：1座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為3.00 m×1.50 m×2.00 m，容積為 6.5 m3。

（7）砂濾器：1座，鋼制，Φ1.20 m。砂濾器內(nèi)部填充石英砂、無(wú)煙煤，濾速8～10 m/h，工作時(shí)間為24h，沖洗周期為48h，每次沖洗時(shí)間為10 min。提升泵 1臺(tái)（Q=12.0 m3/h，H=15 m，N=1.1 kW），沖洗水泵 1臺(tái)（Q=40 m3/h，H=16 m，N=3.0 kW）。

（8）清水池（含消毒）：1座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為13.50 m×5.00 m×4.00 m，有效容積230 m3。因該企業(yè)要求，消毒裝置只建土建，設(shè)備按企業(yè)發(fā)展情況和回用情況來(lái)添置。

（9）污泥池：1座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為2.00 m×2.00 m×3.50 m。配置污泥泵 1臺(tái)Q=15.0 m3/h，H=30.0 m，N=3.0 kW）。污泥經(jīng)過(guò)污泥池泵入板框壓濾機(jī)后外運(yùn)。

3 工程調(diào)試、運(yùn)行

該工程于2008年10月初建成，2008年10月底開始設(shè)備調(diào)試，以及菌種的培養(yǎng)、馴化。該系統(tǒng)于2009年4月底實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)穩(wěn)定排放，處理能力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.1 生化調(diào)試

（1）充水與接種：為了縮短培養(yǎng)時(shí)間，活性污泥的馴化采用接種培養(yǎng)法[4]。接種污泥取自附近某酒廠的生化污泥，約1.5 t，均勻投加到氧化池，并按照比例投加氮源和磷源。

（2）掛膜培養(yǎng)：氧化池充水與接種后，進(jìn)行悶曝 (不進(jìn)水連續(xù)曝氣)8h后，停止曝氣靜置沉淀0.5 h，再繼續(xù)悶曝，以后曝氣每隔8 h可停止曝氣，靜置沉淀0.5 h，然后繼續(xù)曝氣。悶曝氣1 d后，從調(diào)節(jié)池少量補(bǔ)充廢水。在曝氣過(guò)程中要控制生化池中溶解氧含量在2～4 mg/L之間，并需測(cè)試污泥沉降比，當(dāng)該值逐漸減少，說(shuō)明這些污泥已粘附在填料上?？紤]到在培菌掛膜初期，生物膜較薄，生物膜活性較好，因此將沉淀池積下來(lái)的污泥全部回流。

該廢水的掛膜速度較快，一周后在填料表面上看到有很薄的一層膜，微生物膜增殖正常；15 d后，填料上掛上一層褐色生物膜；運(yùn)行1個(gè)月左右，微生物開始大量繁殖，同時(shí)生物膜開始新陳代謝，老膜開始剝落，出水中出現(xiàn)懸浮物，標(biāo)志著掛膜階段結(jié)束，可進(jìn)入正常運(yùn)行。

（3）進(jìn)水調(diào)試：調(diào)試一開始將調(diào)節(jié)池廢水泵入生物接觸氧化池1/5～1/3池容，再加滿自來(lái)水，控制此時(shí)生化池水中的pH值為7或稍大于7，加入營(yíng)養(yǎng)物和碳源。以后每天加入適量的微量元素、更換約1/3池容的廢水，經(jīng)過(guò)7 d悶曝氣、靜置沉淀、補(bǔ)充廢水之后，進(jìn)入好氧池的污水按比例逐步增加，由20%逐漸提高至100%，以便對(duì)微生物進(jìn)行馴化，直至整個(gè)系統(tǒng)CODcr去除率基本穩(wěn)定。

大約經(jīng)歷近3個(gè)月的時(shí)間，從顯微鏡觀察，生物生長(zhǎng)穩(wěn)定，整個(gè)工程投入正式運(yùn)行。調(diào)試期間應(yīng)密切注意監(jiān)測(cè)水質(zhì)變化情況，避免負(fù)荷突變對(duì)生化池造成沖擊。

3.2 砂濾器的調(diào)試

砂濾器初次調(diào)試時(shí)，由于設(shè)備內(nèi)部存有空氣，因此首先進(jìn)行排氣措施；設(shè)備初始運(yùn)行時(shí)，各過(guò)濾層無(wú)法及時(shí)形成，過(guò)濾效果不佳，因此需進(jìn)行初沖洗。打開過(guò)濾器進(jìn)水閥，正洗排放閥運(yùn)行至出水濁度不大于2 mg/L即可。

砂濾器長(zhǎng)期停運(yùn)后再運(yùn)行時(shí)，也應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行排氣，同時(shí)要對(duì)濾料進(jìn)行約5～30 min的正洗，沖洗至出水清澈為止。設(shè)備反沖洗時(shí)應(yīng)控制好反沖洗強(qiáng)度，應(yīng)避免石英砂沖洗泄露出系統(tǒng)。

3.3 各影響因素的控制

影響生化處理的因素較多，主要有進(jìn)水水質(zhì)、pH值、溫度、DO、營(yíng)養(yǎng)物等因素。生化調(diào)試期間注意接觸氧化池的進(jìn)水水質(zhì)，生化進(jìn)水pH值一般控制在 6.5～8.5左右，池內(nèi)溫度 20～30℃，DO控制2～4 mg/L。調(diào)試初期根據(jù) BOD5∶N∶P=100∶5∶1，計(jì)算出合理的N、P投加量，以滿足微生物生長(zhǎng)需要。該工程需要的尿素投加量1.60 kg/d。

3.4 運(yùn)行效果

目前，該項(xiàng)目已經(jīng)運(yùn)行了兩年多時(shí)間，近期該縣環(huán)保監(jiān)測(cè)站于2011年1月初對(duì)該處理裝置的進(jìn)、出口的水質(zhì)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果見表2所列。

表2 廢水監(jiān)測(cè)結(jié)果表

從廢水監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，該洗壇廢水處理裝置CODcr進(jìn)水略有超過(guò)進(jìn)水設(shè)計(jì)水質(zhì)，SS低于設(shè)計(jì)要求；出水水質(zhì)CODcr去除效果良好，去除率均≥80%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于設(shè)計(jì)要求；出水SS去除率稍差，但仍符合設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求；總體看來(lái)該洗壇廢水處理站運(yùn)行較穩(wěn)定，達(dá)到了初設(shè)計(jì)的預(yù)期效果。

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

該工程按日處理量240 m3設(shè)計(jì)，工程總投資90多萬(wàn)元，直接運(yùn)行費(fèi)用1.66元/m3，其中電費(fèi)0.68元/m3，人工費(fèi)0.83元/m3，藥劑費(fèi)0.15元/m3。處理廢水若全部回用(240 m3/d)，則可節(jié)約水費(fèi)14 400元/月（設(shè)水價(jià)為2元/m3），去除廢水處理的直接費(fèi)用，相抵還盈余2 414.28元/月。當(dāng)回用處理水量的84%時(shí)，其節(jié)約的水費(fèi)開支可補(bǔ)充直接的運(yùn)行成本費(fèi)。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）采用前處理（格柵+沉砂+調(diào)節(jié)）+接觸氧化+深度處理（砂濾+消毒）為主的廢水處理工藝處理洗壇廢水，經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行表明，工藝成熟，運(yùn)行效果良好，能夠確保水質(zhì)達(dá)到排放和回用要求。

（2）由于釀酒行業(yè)具有明顯的季節(jié)性，廢水產(chǎn)生都是間斷的、不穩(wěn)定的，因此對(duì)類似廢水，在土地和資金許可條件下可設(shè)置容積相對(duì)較大的調(diào)節(jié)池，能夠有效調(diào)節(jié)廢水的水量水質(zhì)。

（3）采用接觸氧化發(fā)作為生化處理單元，既充分利用了接觸氧化法的耐沖擊負(fù)荷、剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問(wèn)題等優(yōu)點(diǎn)，又具有掛膜較容易且快的特點(diǎn)，特別適用于排放季節(jié)性明顯的洗壇廢水治理。

（4）砂濾器設(shè)在生物接觸氧化池后，用于去除接觸氧化池沉淀出水中夾帶的生物膜和懸浮物，有利于提高出水水質(zhì)，為滿足回用要求創(chuàng)造有利條件；而且其可較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)，適用于排放季節(jié)性明顯的洗壇廢水治理。

（5）該工程消毒裝置目前尚未安裝設(shè)備，考慮經(jīng)處理后的廢水出水中微生物數(shù)較高，將會(huì)影響到產(chǎn)品的衛(wèi)生指標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量，因此該企業(yè)尚未對(duì)該廢水實(shí)行真正的回用，目前正在積極推進(jìn)此項(xiàng)工作。

[1]趙賢慧.生物接觸氧化法及其研究進(jìn)展 [J].工業(yè)安全與環(huán)保，2010，36（09）：26-28.

[2]吳國(guó)旭，楊永杰，王旭.生物接觸氧化法及其變形工藝[J].工業(yè)水處理，2009，(06)：9-11.

[3]張玉潔.外循環(huán)連續(xù)砂濾器試驗(yàn)研究 [J].內(nèi)蒙古石油化工，2009，（4）：8-9.

[4]鄧喜紅，王超.廢水生物接觸氧化處理中生物膜的培養(yǎng)與馴化[J].工業(yè)水處理，2008，28（05）：42-44.

[5]莊濤，張?bào)w祥，龐艷，王偉偉.厭氧生物濾池-生物接觸氧化法治理釀造生產(chǎn)污水工程實(shí)例 [J].環(huán)境科學(xué)與管理，2005，30（04）：91-92.