醬菜廢水處理工程設(shè)計(jì)實(shí)例

曾德城

（廈門福添環(huán)?？萍加邢薰荆＝◤B門361199）

醬菜生產(chǎn)加工過程中， 會(huì)產(chǎn)生大量高鹽分、高COD、高SS 的醬菜廢水，若直接外排將會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境〔1-2〕。 醬菜廢水中的有機(jī)物易生物降解，但高濃度鹽對(duì)微生物有強(qiáng)烈的抑制作用， 給生物處理帶來了一定難度〔3-5〕。 本研究介紹了某食品公司醬菜廢水處理的工藝流程、主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)及調(diào)試運(yùn)行，以期為同類醬菜廢水處理實(shí)際工程設(shè)計(jì)、 運(yùn)行及改造提供一定的參考。

1 廢水的水質(zhì)水量

該食品公司泡菜、醬腌菜、豆瓣醬生產(chǎn)加工過程產(chǎn)生的醬菜廢水，水質(zhì)水量變化大，早上常排放的浸泡腌漬廢水含大量的食鹽，水質(zhì)電導(dǎo)率超過20 mS/cm，COD 通常超過10 000 mg/L；下午排放的清洗水通常電導(dǎo)率低于10 mS/cm，COD 約為3 000 mg/L，主要污染物為有機(jī)物、懸浮物、氨氮等，廢水具有高鹽度、高COD、高BOD、高SS、高色度的特點(diǎn)。該公司的廢水排放具有一定的間歇性，根據(jù)企業(yè)廢水的實(shí)際排放情況及產(chǎn)生規(guī)模（醬菜生產(chǎn)周期短，腌漬浸泡時(shí)間通常一天或幾天即可，因生產(chǎn)隨訂單而變化，排水量變化明顯），經(jīng)綜合數(shù)據(jù)確定全天廢水處理量為1 000 m3/d，設(shè)計(jì)最大流量為50 m3/h。 根據(jù)食品工業(yè)園區(qū)污水處理廠的接管要求，該廢水處理站建成后排水應(yīng)滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

2 廢水處理工藝

根據(jù)食品廢水處理常采用的處理方法， 參考類似企業(yè)廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行狀況， 結(jié)合本項(xiàng)工程的水質(zhì)、水量等實(shí)際情況，確定采用混凝氣浮—UASB—活性污泥法—生物接觸氧化—曝氣生物濾池組合工藝，工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

廢水中含有大量的懸浮物，經(jīng)過機(jī)械格柵后，加入混凝藥劑再進(jìn)行浮選去除懸浮物， 由于廢水呈酸性，為了提高混凝-氣浮處理效果，需要在混凝前將pH 調(diào)節(jié)為7.5；預(yù)處理后廢水進(jìn)入U(xiǎn)ASB 厭氧系統(tǒng)，厭氧采用良好的布水系統(tǒng)及控制內(nèi)循環(huán)上升流速，接種耐鹽菌，分階段培養(yǎng)厭氧污泥。厭氧出水后設(shè)置的污泥緩沖池懸浮物較多，部分回流，部分排放，再進(jìn)入高負(fù)荷的活性污泥池內(nèi)，池內(nèi)活性污泥SV30可達(dá)45%，后續(xù)配套二級(jí)生物接觸氧化池、陶粒生物濾池，好氧生化系統(tǒng)將有機(jī)污染物基本消除，之后進(jìn)入斜管沉淀系統(tǒng)進(jìn)行固液分離，出水實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，污泥進(jìn)入污泥壓濾機(jī)處置。

為確保處理系統(tǒng)投產(chǎn)后能夠穩(wěn)定達(dá)到二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)考慮工廠生產(chǎn)高峰時(shí)排水的負(fù)荷沖擊，工藝設(shè)計(jì)偏保守進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)，利于項(xiàng)目穩(wěn)定性。

廢水的較高負(fù)荷以及沖擊負(fù)荷、高鹽度負(fù)荷，對(duì)以生化為主的生化處理培養(yǎng)穩(wěn)定高效微生物菌群有著較大的難度，同時(shí)也是本項(xiàng)目的重點(diǎn)之處，針對(duì)此情況采用以下方式應(yīng)對(duì)：

（2）設(shè)置環(huán)形多點(diǎn)加壓布水進(jìn)水方式，進(jìn)水與回流水混合進(jìn)入，保持上升流速于0.5～1 m/h。

（3）污泥緩沖池設(shè)置回流污泥保持厭氧污泥濃度，根據(jù)運(yùn)行適當(dāng)排泥降低后續(xù)污染負(fù)荷。

（4）活性污泥系統(tǒng)作高負(fù)荷生物反應(yīng)區(qū)及生物選擇區(qū)，末端增設(shè)排泥系統(tǒng)控制污泥質(zhì)量濃度為3 000～5 000 mg/L。

（5）上述生化處理后，生物接觸氧化池負(fù)荷實(shí)現(xiàn)減負(fù)，采用組合式填料掛膜，溶氧量（DO）保持在2 mg/L 左右，生物濾池采用組合濾料，設(shè)置多級(jí)曝氣系統(tǒng)及末端設(shè)置排泥泵，避免濾池濾料堵塞。

3 主要構(gòu)筑物、設(shè)備及設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）格柵池。設(shè)計(jì)尺寸：7.0 m×3.0 m×3.0 m，1 座。設(shè)置粗格柵1 道，不銹鋼材質(zhì)，柵距為10 mm；機(jī)械細(xì)格柵1 道，耙齒不銹鋼材質(zhì)，柵距為2 mm。設(shè)計(jì)說明：由于排水管道較長(zhǎng)，車間段排水口已作細(xì)格柵攔截顆粒物，污水站設(shè)置2 道不銹鋼粗細(xì)格柵將顆粒污染物攔截，將碎菜葉、塑料物等清除。

（2）綜合調(diào)節(jié)池。 設(shè)計(jì)尺寸：12.0 m×7.0 m×5.0 m，1 座，有效容積為400 m3，設(shè)計(jì)HRT 為9.6 h。采用穿孔管曝氣混合攪拌方式，配備不銹鋼潛污泵2 臺(tái)，1 備1 用。 設(shè)計(jì)說明：對(duì)廢水進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)勻，配備1 套pH 在線控制器，自動(dòng)投加堿液，利用曝氣攪拌混合均勻，起著粗調(diào)pH 于中性的作用。

（3）氣浮池。設(shè)計(jì)尺寸：7.4 m×3.4 m×3.5 m，1 座，處理能力為50 m3/h。 配套NaOH、PAC、PAM 加藥系統(tǒng)3 套，pH 在線控制系統(tǒng)1 套，氣浮溶氣泵2 臺(tái)，刮渣機(jī)1 套。 設(shè)計(jì)說明：氣浮浮選去除懸浮物及膠體，同時(shí)可降低部分色度，溶氣回流比為1∶1.3。 氣浮出水進(jìn)入后續(xù)生化系統(tǒng)， 氣浮產(chǎn)生的浮渣匯入污泥濃縮池內(nèi)，濃縮后壓濾處理。

（4）中間池。設(shè)計(jì)尺寸：3.0 m×7.0 m×5.0 m，1 座，有效容積為95 m3。 配備不銹鋼潛污泵4 臺(tái)，2 備2 用，設(shè)置蒸汽管加熱。 設(shè)計(jì)說明：收集氣浮池出水，定量進(jìn)入生化系統(tǒng)，冬季低溫時(shí)可通入蒸汽加熱，保證UASB 反應(yīng)溫度為25～35 ℃左右。

船舶設(shè)備在安裝中涉及的安裝組件較多，各組件的安裝應(yīng)用確保了船舶后期應(yīng)用性能，運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定性。因此在實(shí)際發(fā)展關(guān)于船舶設(shè)備安裝中減振措施的應(yīng)用，也引起了安裝人員及研究人員的重視。其中具體分析船舶設(shè)備安裝中應(yīng)用減振措施，主要的應(yīng)用作用為：提升設(shè)備安裝的準(zhǔn)確性、保障設(shè)備組件的質(zhì)量合格性、加強(qiáng)設(shè)備安裝的規(guī)范性。

（5）UASB。 設(shè)計(jì)尺寸：8.0 m×8.0 m×10.0 m，2 座并聯(lián)，單座有效容積為500 m3，COD 負(fù)荷約0.5～1 kgCOD/（m3·d）。 設(shè)置三相分離器；內(nèi)循環(huán)泵4 臺(tái)，2 用2 備，控制UASB 上升流速為0.5 m/h；沼氣通過三相分離器收集后引至沼氣燃燒裝置進(jìn)行燃燒處理。 設(shè)計(jì)說明：初期投入沼液及城市污水廠污泥（投泥量為25 t/池），接種馴化外購(gòu)某品牌耐鹽菌，由低負(fù)荷進(jìn)水開始逐步提升COD 負(fù)荷至設(shè)計(jì)值。

（6）污泥緩沖池。 設(shè)計(jì)尺寸：4.0 m×7.0 m×5.5 m，1 座，有效容積為150 m3。 設(shè)置污泥回流泵2 臺(tái)。 設(shè)計(jì)說明：污泥回流避免厭氧污泥的流失，提高UASB污泥濃度，適當(dāng)排泥減小處理負(fù)荷。

（7）活性污泥池。 設(shè)計(jì)尺寸：12.0 m×7.0 m×5.5 m，1 座，有效容積為420 m3，HRT 為10 h，污泥質(zhì)量濃度為3 000 mg/L。 曝氣采用橡膠膜微孔曝氣器，氣源采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)。 設(shè)計(jì)說明：起到生物選擇的作用，3 000～5 000 mg/L 高活性污泥濃度降解有機(jī)物去除效率較高。

（8）二級(jí)生物接觸氧化池。 設(shè)計(jì)尺寸：16.0 m×8.0 m×5.0 m，1 座，有效容積為600 m3，HRT 為14.4 h，曝氣采用橡膠膜微孔曝氣器，氣源采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)。設(shè)計(jì)說明：設(shè)置的組合式填料，DO 充分且負(fù)荷較為穩(wěn)定，馴化活性污泥掛膜形成后出水穩(wěn)定性較好。

（9）陶粒生物濾池。設(shè)計(jì)尺寸：3.0 m×6.0 m×5.0 m，1 座，有效容積為80 m3，HRT 為2 h，曝氣采用橡膠膜微孔曝氣器， 氣源采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)， 陶粒濾料為50 m3。 設(shè)計(jì)說明：濾池內(nèi)形成良好的好氧、缺氧、厭氧組合，設(shè)置多級(jí)曝氣及排泥系統(tǒng)，作為生化末端保障系統(tǒng)。

（10）斜管沉淀池。設(shè)計(jì)尺寸：12.0 m×6.0 m×5.0 m，1 座，沉淀池面積為72 m2，設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為0.7 m3/（m2·h）。 設(shè)置下斜管填料為72 m3，污泥回流泵2 臺(tái)，剩余污泥泵2 臺(tái)。 設(shè)計(jì)說明：生化末端。

（11）污泥濃縮池。 設(shè)計(jì)尺寸：3.0 m×6.0 m×5.0 m，1 座，配備50 m2箱式壓濾機(jī)1 臺(tái)；口徑DN50 氣動(dòng)隔膜泵2 臺(tái)。 設(shè)計(jì)說明：為了考慮污泥的妥善處置，設(shè)置脫水機(jī)房進(jìn)行最終處置。 污泥脫水采用板框壓濾機(jī)方式，操作運(yùn)行簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低，利用氣動(dòng)隔膜泵將濃縮污泥脫水至70%～80%。

各處理單元的COD 處理效率預(yù)估見表2。

表2 各處理單元的COD 處理效率預(yù)估

4 工程調(diào)試及處理效果

該工程于2017 年6 月竣工，通過單機(jī)及聯(lián)機(jī)調(diào)試，投入生物調(diào)試及試運(yùn)行中。

項(xiàng)目啟動(dòng)期， 僅進(jìn)入少量生產(chǎn)廢水，UASB 系統(tǒng)、活性污泥及好氧系統(tǒng)接種沼液及城市活性污泥，投加污泥量約為1/5 池容， 厭氧系統(tǒng)投加后開啟內(nèi)循環(huán)混合均勻，好氧系統(tǒng)實(shí)際悶曝1 周，分別開始加入面粉及沼液以及投加外購(gòu)的耐鹽菌， 耐鹽菌種投加總量為1.5 t 粉劑。

UASB 厭氧COD 負(fù)荷為0.2 kg/（m3·d），逐步提升，開啟內(nèi)循環(huán)泵提高上升流速，兩周后厭氧產(chǎn)氣明顯（過水封罐，未計(jì)量），逐步加入預(yù)處理后的生產(chǎn)廢水，處理效率保持于50%以上，系統(tǒng)3 個(gè)月后UASB出水穩(wěn)定，COD 去除率保持在70%以上， 產(chǎn)氣量較大（未計(jì)量），厭氧系統(tǒng)中上層水溫溫度在冬季均能保持在20 ℃以上（未開啟蒸汽加熱）。

活性污泥系統(tǒng)培養(yǎng)速度較快，污泥SV30在試運(yùn)行1 個(gè)月后保持3 000 mg/L 左右， 后續(xù)正常運(yùn)行在3 000～5 000 mg/L 之間。 調(diào)試初期泡沫豐富，加裝噴淋水進(jìn)行除泡，冬季有適當(dāng)投加中性消泡劑。水溫保持在25 ℃以上，活性污泥池DO 消耗較大，始終保持較大的供氧量?；钚晕勰噙\(yùn)行污泥量較大時(shí)，靜置進(jìn)行排泥。

生物接觸氧化池掛膜顏色灰褐色， 掛膜速度較快，可生化性較好情況下，總體污染負(fù)荷一般，培養(yǎng)過程順利，末端DO 保持在2 mg/L 以上，至生物濾池系統(tǒng)負(fù)荷較低，出水進(jìn)入沉淀池沉降性較好，無需投加混凝藥劑。

經(jīng)過沉淀池后，出水略帶黃色，末端出水增設(shè)1 套次氯酸鈉消毒脫色系統(tǒng)， 日常少量加入次氯酸鈉溶液，對(duì)色度降低有所作用，兼顧有消毒作用。本項(xiàng)目驗(yàn)收檢測(cè)結(jié)果見表3。

表3 驗(yàn)收檢測(cè)結(jié)果

由表3 可知，經(jīng)過近10 個(gè)月的調(diào)試后系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定， 出水水質(zhì)達(dá)到了工業(yè)園區(qū)污水處理廠接管水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 該工程對(duì)COD、BOD5、氨氮、TP、SS 的去除率分別為96.5%、96.8%、80.2%、70%、97.9%。

5 工程投資及運(yùn)行成本

工程總造價(jià)費(fèi)用500 萬，其中土建造價(jià)230 萬，設(shè)備費(fèi)200 萬，安裝調(diào)試等費(fèi)用70 萬；系統(tǒng)直接運(yùn)行費(fèi)用為2.60 元/m3， 其中電費(fèi)處理站總電耗約為800 kW·h/d，折合電費(fèi)為0.8 元/m3；藥劑費(fèi)為投加堿液、混凝劑、消毒藥劑，綜合投加成本為1.5 元/m3。勞動(dòng)定員2 人，人工費(fèi)折合為0.3 元/m3。

6 結(jié)語

針對(duì)該類醬菜廢水的高鹽度及較高的生產(chǎn)廢水高峰負(fù)荷廢水， 采用耐鹽菌和考慮低負(fù)荷厭氧運(yùn)行的方式，依然能夠保持較高的厭氧去除效率，使得后續(xù)好氧生化系統(tǒng)能夠在良好的低沖擊負(fù)荷條件下運(yùn)行， 厭氧出水的穩(wěn)定性解決了工廠排水高峰負(fù)荷明顯的問題。 高鹽度的異常影響再通過后續(xù)加大綜合調(diào)節(jié)池池容（車間內(nèi)解決）使得系統(tǒng)運(yùn)行較為穩(wěn)定。調(diào)試歷經(jīng)夏季及冬季， 氣溫及濕度驟變使得好氧系統(tǒng)易出現(xiàn)大量泡沫并有污泥解絮等情況出現(xiàn)、 出水及色度波動(dòng)，降低負(fù)荷運(yùn)行后，很快恢復(fù)正常。

項(xiàng)目調(diào)試完成后， 出水可穩(wěn)定達(dá)園區(qū)污水處理廠納管要求，通過調(diào)試期間的各項(xiàng)優(yōu)化工作，完善各項(xiàng)人員培訓(xùn)、現(xiàn)場(chǎng)工作管理制度的實(shí)施，本項(xiàng)目已達(dá)到設(shè)計(jì)處理的目的， 對(duì)同類型廢水處理具有一定借鑒意義。