某碳酸飲料生產(chǎn)廢水脫氮除磷改造設(shè)計

黃龍寶，郭洪濤

1.蘇州宜科環(huán)保工程有限公司；2.山東省公路設(shè)計咨詢有限公司

一、項目概況

該項目為碳酸飲料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，現(xiàn)有污水處理設(shè)施一套，系統(tǒng)一直運行穩(wěn)定，但由于環(huán)保排放要求的提高，原有系統(tǒng)處理出水已經(jīng)不能達到現(xiàn)在要求的排放標準（廣東省綜合排放標準DB4426-2001中的一級標準），其中主要是氨氮、總磷超標。所以為使污水站處理出水達標排放，決定將現(xiàn)有污水站進行改造擴建，以使處理出水達標排放。

二、原廢水水量和水質(zhì)

根據(jù)業(yè)主提供的污水資料，污水處理站需要處理的廢水為碳酸飲料生產(chǎn)廢水,廢水水量為104m3/h；廢水主要成分和濃度見表1。

表1 排放廢水水質(zhì)

三、排放出水標準

廢水經(jīng)處理后，出水達到《廣東省水污染物排放限值標準》（DB4426-2001）中的一級標準要求，部分指標具體如下表2。

表2 出水水質(zhì)

四、設(shè)計原則

（1）選擇技術(shù)先進、工藝可靠、經(jīng)濟合理的工藝；（2）充分利用現(xiàn)有資源設(shè)施，盡量節(jié)約投資，完善系統(tǒng)；（3）依據(jù)相關(guān)標準規(guī)范選擇確定污水處理工藝和設(shè)備，確保污水處理系統(tǒng)長期穩(wěn)定可靠運行,出水達標排放。

五、設(shè)計采用的主要標準和規(guī)范

（1）《中華人民共和國水污染防治法》2018年1月1日；（2）《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》2020年9月1日；（3）《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GB50014-2006）；（4）《建筑給水排水設(shè)計標準》（GB50015-2019）；（5）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）；（6）《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范》（GB50187-2012）；（7）《供電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50052-2009）；（8）《低壓配電設(shè)計規(guī)范》（GB50054-2011）；（9）《城市污水處理廠污水、污泥排放標準》（CJ3025-93）。

六、廢水處理工藝設(shè)計

工藝選擇：廢水設(shè)計能力為104m3/h，在原有處理工藝的基礎(chǔ)上增加缺氧池、混凝池、絮凝池、沉淀池，出水氨氮、總磷達標排放。

（一）工藝流程說明

（1）車間廢水自流至集水井，集水井內(nèi)部設(shè)置粗格柵，去除瓶蓋、塑料瓶、塑料袋等懸浮垃圾；集水井內(nèi)安裝兩臺潛污泵，提升污水至后續(xù)處理構(gòu)筑物。（2）廢水收集到調(diào)節(jié)池內(nèi)，調(diào)節(jié)池進口處設(shè)1mm的細格柵，攔截部分較大的果肉，并去除部分不可降解的懸浮固體。（3）調(diào)節(jié)池出水通過離心泵提升至UASB池，水泵出口管道上設(shè)置NaOH加藥點，通過PH計的控制自動投加NaOH，調(diào)整廢水的PH值，保證進入UASB的廢水PH在6.8—7.5之間。（4）廢水經(jīng)過UASB反應后，出水COD正常在500mg/L以下，生化性也有所提高。（5）UASB出水自流進入新增缺氧池，缺氧池內(nèi)部設(shè)置潛水推流攪拌器，并投加FeSO4藥劑，加藥量為50ppm。（6）缺氧池出水自流進入好氧池，好氧池采用盤式曝氣器，污水經(jīng)過好氧生化處理后，COD在90mg/L以下,即可達標排放。（7）生物沉淀池底部污泥回流至好養(yǎng)池和缺氧池，回流比為100%（好氧池為70%，缺氧池為30%）；上清液自流至中間緩沖水池；每日定時排泥至污泥濃縮池，然后用污泥泵（螺桿泵）將濃縮液打入帶式壓濾機進行脫水處理，干泥定期外運，污泥濃縮池中的上清液及壓濾機的濾液回流入集水井進行再處理。（8）中間緩沖水池出水經(jīng)提升泵至反應池。（9）PH調(diào)整反應池內(nèi)投加NaOH，內(nèi)設(shè)攪拌機，轉(zhuǎn)速為97RPM；藥劑投加量為50PPM。（10）混凝反應槽內(nèi)投加PAC，內(nèi)設(shè)攪拌機，轉(zhuǎn)速為97RPM；藥劑投加量為50PPM。（11）絮凝反應槽內(nèi)投加PAM，內(nèi)設(shè)攪拌機，轉(zhuǎn)速為60RPM；藥劑投加量為3PPM。（12）物化沉淀池內(nèi)設(shè)刮泥機，轉(zhuǎn)速為4.98RPH，上清液達標排放，底部污泥定時排至污泥濃縮池。

（二）工藝流程圖

如圖1。

圖1 工藝流程圖

（三）新增構(gòu)筑物及其設(shè)計參數(shù)

（1）缺氧池。在UASB池后好氧池前增加1個缺氧池，主要是增加生化處理系統(tǒng)的脫氮除磷效果，使系統(tǒng)成A/O工藝；在缺氧池中投加FeSO4，可以最大限度去除厭氧過程釋放出來的磷酸鹽；設(shè)計尺寸：15.0×2.7×5.6m，污泥回流比：30%，水力停留時間：2小時，材質(zhì)：Q235+環(huán)氧防腐。（2）混凝絮凝沉淀池。通過向池內(nèi)投加PAC、PAM，并進行機械攪拌混合，使之進行反應。反應后至沉淀池進行泥水分離，進一步去除水中的TP，使出水達標；反應池、絮凝池尺寸：2.00×1.50×2.50m，設(shè)計水力停留時間6分鐘。

七、運行成本分析

運營管理費用只包括電費、水費、人工費，污泥最終處置及藥劑費用，不包括設(shè)備折舊費、修理基金。處理水量以2500噸/天計。

（一）電費

系統(tǒng)裝機功率約為20Kw,系統(tǒng)常用功率為14Kw，以每度電按0.60元計，則每天處理廢水的電費為：14Kw×0.60元/Kwh×24＝201.6元/天。

（二）人工費

廢水處理站設(shè)置2人，每班1人，工資按照3000元計算，則每月6000元。

廢水的人工費用：6000元÷30天=200元/天。

（三)藥劑、自來水費用

藥劑需要加入FeSO4、PAC、PAM等，每天處理廢水約花費250元。

（四)污泥處理費用

按照除去每kgCOD，需要產(chǎn)生0.4kg干泥計算。

水量按照2500噸計算，進入好氧池COD濃度按照300mg/L計算，日除去COD量為750kgCOD,日平均產(chǎn)生2000kg污泥（85%含水率的污泥），污泥外運填埋，處理費用約為1000元。

總計每天處理廢水費用為：

電費+人工費+藥劑費+污泥處理費用=201+200+250+1000＝1651元/天（RMB）

按照實際處理水量為2500噸/天計算，噸水處理成本增加0.66元。

運行費用根據(jù)污水處理濃度變化而變化。

八、結(jié)束語

通過集水井—隔油沉砂池—調(diào)節(jié)池—UASB池—缺氧池—好氧池—生物沉淀池—緩沖池—混凝反應槽—絮凝反應槽—沉淀池—養(yǎng)魚池排放工藝，使得碳酸飲料生產(chǎn)廢水中氨氮、總磷均滿足《廣東省水污染物排放限值標準》（DB4426-2001）中的一級標準要求。