高濃度魚粉(海產(chǎn)品)加工廢水處理工藝研究與應用

張軍曉，姜曉先，岳云怡

(榮成市水務集團有限公司，山東 榮成 264300)

魚粉是含有大量蛋白質(zhì)食品，鈣、磷、鐵、碘等礦物質(zhì)含量也多，對生物生長有極大的促進作用，經(jīng)特別處理的魚粉可作為食用，一般魚粉可作為飼料或肥料。隨著我國生產(chǎn)的躍進，人民生活的提高，農(nóng)副業(yè)的迅速發(fā)展，人民對魚粉的要求日益迫切，魚粉也是國際水產(chǎn)品中十分暢銷的產(chǎn)品。我國近年來魚粉產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，魚粉加工廢水排放量日趨增大，大量的污水得不到及時處理，直接排入附近水體，導致河流嚴重污染，大量的微生物滋生，惡臭逸散，城區(qū)環(huán)境質(zhì)量嚴重惡化，對人民群眾的身心健康造成很大的威脅，嚴重妨礙了當?shù)厣鐣?jīng)濟的快速健康發(fā)展，直接影響到周邊的水環(huán)境質(zhì)量，危及當?shù)丶爸車虻挠盟Y源，農(nóng)漁業(yè)生產(chǎn)也受到了嚴重的影響[1]。

本文以榮成市某處污水處理廠為例，對魚粉加工及冷藏廢水的處理技術進行介紹，為今后魚粉加工行業(yè)廢水處理工藝技術的選擇提供參考依據(jù)。

1 設計規(guī)模

該污水處理廠服務范圍內(nèi)有各類企業(yè)大概有50多家，以魚粉加工及冷藏廠為主，大都是家庭式加工廠，單個工廠排水量較小，并且企業(yè)排水隨季節(jié)變化性較強，每年下半年生產(chǎn)旺季排水量較多，淡季排水量較小。根據(jù)統(tǒng)計，目前生產(chǎn)淡季排水量大概在2000 m3/d左右，生產(chǎn)旺季在4000 m3/d左右，最終確定設計規(guī)模為5000 m3/d。

2 設計進水水質(zhì)

魚粉加工企業(yè)廢水濃度高、處理難度大，特別是NH3-N、TN指標較高，已經(jīng)超出正常設置二級生化處理污水處理廠的承受范圍，如不經(jīng)過企業(yè)內(nèi)部預處理而直接排入污水處理廠，很難達標排放，也勢必會造成污水處理廠建設投資大，運行成本高，不利于發(fā)揮污水處理廠集中處理的規(guī)模效益。[2]如果要求各企業(yè)將廢水處理到《污水排入城市下水道水質(zhì)標準》再排入污水處理廠，有較大難度，也增加了企業(yè)的經(jīng)營成本。因此，在適當放寬企業(yè)廢水納管標準的基礎上，經(jīng)企業(yè)內(nèi)部處理后，再排入污水處理廠進一步處理，最終確定設計進水水質(zhì)如表1所示。

表1 污水處理廠設計進水水質(zhì)Table 1 The sewage treatment design intake water quality

3 設計出水水質(zhì)

污水處理廠出水排入附近河流，最終匯入黃海，根據(jù)當?shù)丨h(huán)保部門要求，污水處理廠出水水質(zhì)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級A標準。主要指標見表2。

表2 污水處理廠設計出水水質(zhì)Table 2 The sewage treatment designed the water quality

4 工藝流程

污水經(jīng)管道進入污水處理廠，首先進入粗格柵渠，經(jīng)提升泵提升進入預處理系統(tǒng)專家進行預處理，預處理系統(tǒng)專家過濾精度150 μm，既可以出去水中的細小的懸浮物，又可以去除水中的無機砂粒和魚粉微粒，本污水處理站水量較小，且多為工業(yè)廢水，含砂量較少，因此預處理系統(tǒng)專家后不再設置沉砂池。經(jīng)過預處理后的污水進入調(diào)節(jié)池，通過設置在調(diào)節(jié)池內(nèi)的提升泵進入氣浮池，去除油類物質(zhì)和部分SS、有機物，減輕后續(xù)生化處理的負荷。氣浮池出水進入水解酸化池，在厭氧環(huán)境下，酸化水解預處理后進水中的大分子和難降解有機物，提高污水的可生化性[3]。為提高水解酸化池污泥濃度，保證水解酸化效果，在水解酸化池后增設沉淀池，實現(xiàn)污泥回流。經(jīng)過水解酸化后的污水進入?yún)捬醭?、缺氧池和好氧池，在厭氧池主要完成釋磷過程，在好氧池進行吸磷，達到除磷的目的，在好氧池進行硝化反應，通過好氧池內(nèi)的回流泵將硝化液回流到缺氧池，進行反硝化，從而達到除氮的目的[4]。好氧池出水進入二沉池，在此污泥進行沉淀，沉淀后上清液排至絮凝沉淀池，在進入絮凝池之前投加PAC和PAM，經(jīng)過機械絮凝和斜板沉淀池處理后，去除部分COD和SS，后進入纖維轉(zhuǎn)盤濾池，進一步去除SS，保證出水達標[5]。過濾后的水進入接觸消毒池，通過投加次氯酸鈉進行殺菌消毒，達標后排入臨近河流。

二沉池的一部分污泥通過渠道回流到厭氧池，剩余污泥和氣浮池污泥、絮凝沉淀池的污泥、水解酸化沉淀池后排泥混合后進入污泥濃縮池，濃縮后的污泥進入離心污泥脫水機，脫水后外運填埋處置。工藝流程圖如圖1所示。

圖1 工藝流程圖Fig.1 Process flow diagram

5 主要工藝設計參數(shù)

(1)調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)進水水量、水質(zhì)，提升水位，滿足后續(xù)處理工藝的水力要求，停留時間8 h，設置潛水攪拌機和潛污泵。

(2)氣浮池

去除來水中的油類物質(zhì)及懸浮物，降低進入后續(xù)生化處理系統(tǒng)的有機物濃度，氣浮池采用溶氣氣浮，表面負荷4.4 m3/(m2·h)，溶氣水回流比為30%。

(3)水解酸化池

酸化水解污水中的大分子有機物，提高污水的可生化性，同時部分污水可超越直接進入后續(xù)處理系統(tǒng)，停留時間12 h，設置潛水攪拌機。

(4)沉淀池

實現(xiàn)污泥回流，提高水解酸化池污泥濃度，保證水解酸化效果，采用平流式沉淀池，表面負荷0.88 m3/(m2·h)，設置桁車式吸泥機。

(5)厭氧池

創(chuàng)造厭氧環(huán)境，微生物厭氧釋磷，微生物積蓄好氧吸磷動力，停留時間1.5 h，設置潛水攪拌機。

(6)缺氧池

在缺氧環(huán)境下進行反硝化反應，去除總氮，同時降解有機物，停留時間10 h，設置潛水攪拌機。

(7)好氧池

在好氧條件下，利用微生物降解有機物，硝化菌進行氨氮硝化反應，同時聚磷菌完成磷的過量攝取，停留時間48 h，設置膜式曝氣管和硝化液回流泵。

(8)二沉池

進行固液分離，污泥從污泥回流井回流至厭氧池，剩余污泥排入污泥處理區(qū)，出水進入絮凝沉淀池，采用平流式沉淀池，表面負荷0.73 m3/(m2·h)，設置桁車式吸泥機。

(9)絮凝沉淀池

利用絮凝劑的絮凝作用，沉淀去除水中懸浮物。機械絮凝池停留時間16.5 min，設置機械絮凝劑攪拌機。斜板沉淀池表面負荷2.91 m3/(m2·h)。

(10)纖維轉(zhuǎn)盤濾池

進一步去除懸浮物，設計濾速6 m/s，設置6套纖維盤片，配套反沖洗水泵。

(11)接觸消毒池

通過投加次氯酸鈉進行消毒，停留時間35 min。

(12)污泥濃縮池

污泥重力濃縮脫水，固體通量45.0 kgDS/(m2·d)，設置污泥濃縮機。

(13)污泥脫水間

設置兩臺離心脫水機及配套加藥裝置。

(14)鼓風機房

設置3臺空氣懸浮鼓風機，2用1備。

(15)加藥間

設置1套PAM投加一體化裝置及2套PAC投加系統(tǒng)。

6 運行效果及存在問題分析

該工藝穩(wěn)定成熟、運行可靠、管理方便，項目于2016年初開始建成運行，經(jīng)過調(diào)試，系統(tǒng)運行效果良好，各項水質(zhì)穩(wěn)定達到排放標準。

在運行過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題：一是二沉池沉淀效果不理想。設計時二沉池表面負荷取值為0.73 m3/(m2·h)，在實際運行過程中發(fā)現(xiàn)因廢水中有機物含量較高，污泥沉降性能較差，導致在水量較大時二沉池出水含有細小污泥，在以后的類似項目中應適當降低表面負荷取值；二是魚粉加工廢水中NH3-N、TN濃度較高。實際進水水質(zhì)有時會超過設計進水指標，NH3-N甚至會超過300 mg/L，這種情況下出水NH3-N基本能夠穩(wěn)定達到排水標準，但TN處理難度較大，處理TN藥劑費用較高。在以后的類似項目中應與當?shù)仄髽I(yè)及相關部門充分溝通，合理確定設計進水水質(zhì)，尤其是NH3-N和TN指標；三是魚粉加工廢水臭味較大，尤其是預處理、調(diào)節(jié)池、水解酸化池等厭氧系統(tǒng)附近，H2S含量較高，長時間運行后池頂?shù)墓卧鼨C、控制柜等水上設備腐蝕嚴重，同時進水中Cl-含量較高，長時間運行后水下設備也腐蝕較快，相較其他市政污水處理廠設備使用壽命偏短。

7 結(jié) 論

采用“預處理+氣浮池+水解酸化+A2O+絮凝沉淀+纖維轉(zhuǎn)盤濾池+次氯酸鈉消毒”的組合工藝對魚粉(海產(chǎn)品)加工廢水進行處理效果良好，出水水質(zhì)較穩(wěn)定，能夠達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級A標準。運行管理便捷，具備較好的技術經(jīng)濟可行性，可為類似工程提供借鑒。