移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器在某食品廢水處理站改造中的應(yīng)用

孫雅麗

（金州環(huán)境集團(tuán)股份有限公司北京100101）

移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器在某食品廢水處理站改造中的應(yīng)用

孫雅麗

（金州環(huán)境集團(tuán)股份有限公司北京100101）

對(duì)某食品廢水水質(zhì)及原有處理工藝存在的問題進(jìn)行了分析，在充分利用原有設(shè)施的前提下，提出以MBBR為主體的改造工藝路線。結(jié)果表明：改造后的廢水站運(yùn)行效果良好，可達(dá)到《水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB11/307-2005）的要求。

食品廢水；氣??；MBBR

食品工業(yè)是指以農(nóng)、牧、漁、林業(yè)產(chǎn)品為主要原料進(jìn)行加工的行業(yè)，廣泛存在于我國(guó)各地。食品工業(yè)廢水主要來源于原料清洗、加工生產(chǎn)及成形工段，通常具有高油脂，高COD、BOD，高氮磷化合物，高食品添加劑，高洗滌劑，且水質(zhì)水量變化幅度大等特點(diǎn)。食品廢水的處理目前已有30多年的歷史，現(xiàn)有處理工藝一般以生化法為主體。羅斯君等采用UASB+SBR工藝處理糖果廢水[1]，謝遠(yuǎn)紅等以水解酸化+二段接觸氧化法處理面點(diǎn)、豆?jié){及肉類食品加工廢水[2]，謝永新以高密沉淀-ABR-AO-氣浮法處理天才制糖廢水均取得了很好的效果[3]，此外CASS、AB、EGSB、膜處理等工藝在食品廢水中也有應(yīng)用[4-6]。

1 廢水水質(zhì)及特征

北京某食品企業(yè)主要生產(chǎn)糖果、巧克力、餅干等產(chǎn)品，其廢水主要包含產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水、設(shè)備、模具、容器及廠房地面進(jìn)行沖洗產(chǎn)生的清洗廢水以及職工淋浴和廁所產(chǎn)生生活污水，混合后排至廠區(qū)廢水站進(jìn)行綜合處理。其污染物以有機(jī)物和SS為主，并含有大量的油脂、食品添加劑、洗滌劑等物質(zhì)，由于生產(chǎn)和沖洗周期的存在導(dǎo)致水質(zhì)水量波動(dòng)很大。根據(jù)北京市相關(guān)要求，廢水站出水指標(biāo)需達(dá)到DB11/307-2005《水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》中排入城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放限值的要求，見表1。

表1 廢水站進(jìn)出水水質(zhì)mg/L

原廢水站處理水量為50m3/d，處理工藝如圖1所示。主要存在的問題：（1）生產(chǎn)能力擴(kuò)大，現(xiàn)廢水水量已達(dá)150m3/d，超負(fù)表1廢水站進(jìn)出水水質(zhì)mg/L荷嚴(yán)重。（2）增產(chǎn)導(dǎo)致廢水COD增加，氣浮出水COD已從2000mg/L增至5000mg/L，高峰時(shí)達(dá)9000mg/L，有機(jī)物嚴(yán)重超負(fù)荷。（3）進(jìn)水含油600mg/L，現(xiàn)有氣浮系統(tǒng)為一級(jí)氣浮，且無加藥設(shè)備，不能滿足除油要求。（4）現(xiàn)有系統(tǒng)無營(yíng)養(yǎng)鹽投加裝置，廢水氮磷不足，無pH調(diào)節(jié)裝置，廢水進(jìn)入生化后間歇性出現(xiàn)pH低于6。（5）現(xiàn)有曝氣設(shè)備為機(jī)械曝氣，曝氣量不足。

圖1 原處理流程

3 處理工藝改造方案及分析

3.1 改造工藝流程

本工程主體為生化段的擴(kuò)容改造，由于場(chǎng)地限制，要求盡量利用現(xiàn)有構(gòu)筑物，最大程度減少開挖量；由于距居民區(qū)很近本次改造不允許使用厭氧方案，給改造工程帶來一定難度。

MBBR（Moving Bed Biofilm Reactor，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器）是目前在污水改造項(xiàng)目中應(yīng)用非常廣泛的一種工藝，起源于生物接觸氧化和傳統(tǒng)流化床兩種工藝之上，在20世紀(jì)90年代由挪威Kaldnes Miljiteknologi公司與SINTEF研發(fā)機(jī)構(gòu)聯(lián)合開發(fā)[7]。其核心是向曝氣池中投加比重接近水的懸浮填料作為載體，提高污水處理系統(tǒng)內(nèi)的微生物總量，在活性污泥和生物膜的雙重作用下，顯著提高污水凈化性能，并增加抗沖擊性，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定。在好氧條件下，懸浮填料在氣泡和水流的作用下在水中流動(dòng)，氣流通過填料時(shí)，被剪切成為更小的氣泡，增加生物膜與氧的接觸，從而提高傳氧效率[10]。采用MBBR工藝的改造項(xiàng)目一般僅需在好氧區(qū)增加穿孔管曝氣系統(tǒng)、設(shè)置懸浮填料格網(wǎng)，無需擴(kuò)建或新增反應(yīng)池容積、改造工程量小且運(yùn)行管理方便。目前該技術(shù)已被成功推廣到歐洲、美國(guó)、日本和中國(guó)在內(nèi)的多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，世界范圍內(nèi)已有幾百例大中型市政和工業(yè)污水廠工程應(yīng)用實(shí)例。

基于上述情況，結(jié)合該食品廢水站的現(xiàn)狀及水質(zhì)特點(diǎn)，本文采用以MBBR為主體的工藝方案對(duì)廢水站進(jìn)行改造，主要工藝流程見圖2。原調(diào)節(jié)池改為調(diào)節(jié)水解池，一定程度上降解大分子和長(zhǎng)鏈物質(zhì)，有效提高系統(tǒng)的可生化性；用渦凹-溶氣氣浮替代原有一級(jí)氣浮保障性系統(tǒng)的除油性能及懸浮物指標(biāo)；增加氮磷及pH調(diào)節(jié)工段；利用現(xiàn)有池容改造為兩級(jí)MBBR去除有機(jī)物，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

圖2 改造后處理流程

3.2 主要構(gòu)筑物

3.2.1 調(diào)節(jié)水解池

由原調(diào)節(jié)池改建而成，池容160m3，末端設(shè)置提升泵。在調(diào)節(jié)水解池內(nèi)調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，增加填料使該池具備水解功能，降解部分有機(jī)物，減少后續(xù)好氧處理的負(fù)荷壓力。

3.2.2 氣浮

氣浮段改為渦凹?xì)飧?高效溶氣浮串聯(lián)二級(jí)氣浮工藝，其中渦凹?xì)飧C(jī)利舊，增加加藥裝置，溶氣氣浮及其配套加藥設(shè)備新增。渦凹?xì)飧〕鏊土拷抵?20mg/L，溶氣氣浮出水含油量降至20mg/L以下，滿足后續(xù)生化進(jìn)水的要求。

3.2.3 好氧均質(zhì)池

好氧均質(zhì)池在原氣浮后調(diào)節(jié)池內(nèi)加隔墻改建而成，在該池內(nèi)生產(chǎn)廢水、清洗廢水與生活污水混合。好氧均質(zhì)池設(shè)置提籃格柵及攪拌機(jī)，并向池內(nèi)投加藥劑，調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)比例及pH值，滿足生化進(jìn)水要求。

3.2.4 一級(jí)MBBR

一級(jí)MBBR由原系統(tǒng)氣浮后調(diào)節(jié)池改擴(kuò)建而成，有效池容280m3，大部分有機(jī)物在此階段被降解，池內(nèi)投加填料，增設(shè)窗孔管曝氣裝置及隔網(wǎng)。一級(jí)MBBR段填料填充率50%，COD負(fù)荷2.7kg/m3/d，BOD5負(fù)荷2.1kg/m3/d。

3.2.5 二級(jí)MBBR

二級(jí)MBBR由原生化處理部分構(gòu)筑物（含水解池、一級(jí)好氧池、一級(jí)沉淀池、二級(jí)好氧池、二級(jí)沉淀池）打通改建而成，有效池容180m3，一級(jí)MBBR出水中剩余有機(jī)物在該段降解，池內(nèi)投加填料，增設(shè)窗孔管曝氣裝置及隔網(wǎng)。二級(jí)MBBR段填料填充率50%，COD負(fù)荷1.3kg/m3/d，BOD5負(fù)荷0.8kg/m3/d。

3.2.6 沉淀池

新增豎流式沉淀池一座，鋼砼，表面負(fù)荷1m/h，在沉淀池內(nèi)MBBR出水實(shí)現(xiàn)泥水分離，清水自流至清水池，污泥靜壓排至污泥儲(chǔ)池。

3.2.7 清水池

原廢水站清水池不做改造，池體尺寸2.5m×3m×3m，沉淀池出水進(jìn)入清水池，最終排入市政污水管網(wǎng)。總出水管設(shè)置電磁流量計(jì)。

3.2.8 污泥池

設(shè)置污泥池一座，池體尺寸2.5×m6.6m×3m，由原廢水站污泥池及中間水池打通改建而成，內(nèi)設(shè)攪拌器，生化污泥及氣浮污泥在該池內(nèi)暫存。

3.2.9 設(shè)備間

廢水站原有設(shè)備間重新布置，拆除損壞設(shè)備，新增溶氣氣浮機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)、污泥脫水機(jī)及配套的加藥設(shè)備均安裝在設(shè)備間內(nèi)，不增加新的廠房。

4 結(jié)語(yǔ)

4.1 整個(gè)改造工程充分利用現(xiàn)有土建設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)，將土建開挖量降至最低，布置緊湊合理，不擴(kuò)大現(xiàn)有廢水站占地面積。

4.2 采用二級(jí)MBBR處理食品廢水，具有工藝先進(jìn)、技術(shù)合理、有機(jī)負(fù)荷高，降解能力強(qiáng)、耐沖擊負(fù)荷、出水穩(wěn)定等特點(diǎn)，且改造簡(jiǎn)便，工程量小，運(yùn)行管理方便。

4.3 改造工程整體運(yùn)行效果良好，COD、BOD5、SS、油等各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)到DB11/307-2005《水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

[1]羅斯君．UASB＋SBR工藝處理糖果廢水[J].廣東化工,2008,35（4）：89-91.

[2]謝遠(yuǎn)紅.食品加工廢水處理工程實(shí)例[J].資源環(huán)境與工程, 2007,21（6）：741-742，758.

[3]謝永新.高密沉淀-ABR-AO-氣浮法處理甜菜制糖廢水[J].工業(yè)水處理,2012，32（12）：78-89.

[4]蔡邦肖．食品工業(yè)廢水的膜法處理與回用技術(shù)[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2005,31（10）：102-106.

[5]夏永紅,夏禹,劉清慧．淺談食品工業(yè)廢水處理[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2009（10）：18-21．

[6]史謙,王挺,王睿,等.谷氨酸生產(chǎn)廢水處理工藝改造[J].工業(yè)水處理,2012,32（12）:81-83.