間歇式活性污泥（SBR）法在食品生產(chǎn)廢水處理中的應(yīng)用

文_溫任榮 廣東綠美環(huán)境科技有限公司

1 間歇式活性污泥法在食品生產(chǎn)廢水處理中的概述

食品生產(chǎn)企業(yè)作為工業(yè)廢水的制造大戶，基于當(dāng)前國家對生態(tài)環(huán)保工作的關(guān)注，食品生產(chǎn)廠污水廢水處理的思路也逐漸清晰，推出了一些新型有效的廢水處理技術(shù)，間歇式活性污泥法則是其中之一。間歇式活性污泥法作為基于間歇曝氣的方式運(yùn)行的有效的污水處理技術(shù)，技術(shù)的核心在于SBR反應(yīng)池，集均化、沉淀、生物降解及二沉等多功能為一體，在一些污水間歇排放及流量變化較大的場合都適用。

對比傳統(tǒng)的污水處理方法，其優(yōu)勢也是顯而易見。一是投資少占地面積小，不需要投入大量的物資去建設(shè)初淀池、二層池、污泥硝化池，這種處理方式整體占地面積小，也不需要過多的輔助設(shè)備，投資方面的優(yōu)勢十分突出。數(shù)據(jù)顯示，間歇式活性污泥法對比傳統(tǒng)的污水處理法可節(jié)約占地面積30%，成本投入可減少40%。二是出水質(zhì)量好，傳統(tǒng)的廢水處理方法主要是去除廢水中的含碳有機(jī)物，而含氮含磷的有機(jī)物可能無法直接去除，當(dāng)其進(jìn)入水體引起水體的富營養(yǎng)化問題，而間歇式活性污泥法可以直接完成氮元素的轉(zhuǎn)化，并且將磷元素轉(zhuǎn)移到污泥中，BOD和SS去除率高達(dá)95%以上，出水質(zhì)量更有保障。三是處理費(fèi)用低，傳統(tǒng)的廢水處理方法只能去除泥齡在2d左右的污泥，而間歇式活性污泥法可以針對長達(dá)20d之久的污泥進(jìn)行去除，且污泥能得以完全氧化，穩(wěn)定性好，處理后的污泥直接還田，不需要進(jìn)行污泥的硝化處理，對應(yīng)的處理效率更高，費(fèi)用成本更低。

2 間歇式活性污泥法在食品生產(chǎn)廢水處理中的應(yīng)用案例

某食品廠主營肉類產(chǎn)品，其在食品生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，其對應(yīng)的肉類加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)具體指數(shù)見表1，在廢水處理中及采取了“磁混凝+SBR”的處理方法，其中SBR反應(yīng)池基于間歇曝氣方式于好氧段進(jìn)行硝化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌的協(xié)同反應(yīng)。逐漸完成硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，最終有機(jī)物被分解為二氧化碳和水，微生物則從硝酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榘钡?，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞原生質(zhì)成分。若存在缺氧情況，會(huì)基于反硝化作用實(shí)現(xiàn)液態(tài)氮到氣態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，正是因?yàn)楹醚?、缺氧、厭氧三大階段的配合，實(shí)現(xiàn)了廢水的科學(xué)處理。

表1 食品廠進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

在具體的處理中，先將食品生產(chǎn)加工廢水進(jìn)行磁混凝處理，目的是去除較多的油脂、懸浮物，再采用間歇式活性污泥法進(jìn)行廢水的生物處理，具體的廢水處理流程見圖1。該食品加工廠生產(chǎn)的廢水在經(jīng)過格柵過濾后進(jìn)入到沉砂池中，完成初步的砂水分離后，排污泵將污水送至混合罐，混合罐內(nèi)有絮凝劑、助凝劑、磁粉等，充分?jǐn)嚢枘z體間顆粒處于碰撞狀態(tài)，而磁粉被吸附到絮體內(nèi)，構(gòu)成微磁絮團(tuán)，在經(jīng)過混凝處理后出水進(jìn)入到超磁分離設(shè)備，在高能磁場作用下磁性絮團(tuán)。微磁絮團(tuán)與水體徹底分離，分離后的微磁絮團(tuán)被磁回收器回收并處理，而污泥則進(jìn)入污泥池，水則被送到SCR反應(yīng)器中進(jìn)行生物脫磷除氮處理，最終經(jīng)消毒后直接排放或用于生產(chǎn)利用。

圖1 食品廠廢水處理流程

統(tǒng)計(jì)該食品廠6～8月的進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)可以看出，6月污染物質(zhì)進(jìn)水濃度高而出水水質(zhì)好，可生化性更好。6月出水水質(zhì)優(yōu)于7月、8月可能與溫度有關(guān)，6月的氣溫更適于有機(jī)物的降解，7月、8月溫度較高，生物降解能力減弱。經(jīng)過間歇式活性污泥法處理后的水pH值為7～8，SS≤25mg/L，CODcr≤52.5mg/L，BOD≤15.6mg/L，ρ≤16.1mg/L，ρ（NH3-N）≤10.6mg/L，水質(zhì)相對穩(wěn)定，符合污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 間歇式活性污泥法效果影響要素

運(yùn)行條件的差異會(huì)直接影響食品廢水處理效果，以某食品廠案例來說，6月廢水處理效果要優(yōu)于7月、8月，原因在于溫度更理想，因此結(jié)合間歇式活性污泥法在食品生產(chǎn)廢水處理中的應(yīng)用情況主要從曝氣量、曝氣時(shí)間、沉淀時(shí)間、閑置時(shí)間、基質(zhì)濃度去論述影響間歇式活性污泥法食品生產(chǎn)廢水處理效果的具體情況。

3.1 曝氣量的影響

氧氣對好氧微生物降解能力影響較大，向曝氣池內(nèi)鼓入空氣能提高曝氣池內(nèi)氧氣濃度，使得微生物具有良好的降解能力，在反應(yīng)初期SBR反應(yīng)池供養(yǎng)充足，有機(jī)物降解速度快，隨著供養(yǎng)能力的減弱，生物有機(jī)物分解速度下降，有機(jī)物分解不徹底。氣量過大時(shí)流剪切力的作用會(huì)影響菌膠團(tuán)的形成，導(dǎo)致細(xì)胞失活，因此曝氣量是影響該工藝處理效果的重要因素。大量的研究表明，曝氣量為0.25m3/h時(shí)廢水處理效果最佳。

3.2 曝氣時(shí)間的影響

曝氣時(shí)間長短也會(huì)影響間歇式活性污泥法在食品生產(chǎn)廢水中的處理效果。確定最佳進(jìn)氣量后，控制進(jìn)氣量相同的情況下閑置時(shí)間為1h對應(yīng)的曝氣時(shí)間分別設(shè)置為1.0h、2.0h、3.0h、4.0h、5.0h、6.0h、7.0h，水中的COD、NH3-N去除率大不相同，曝氣在4h以內(nèi)去除率有明顯上升趨勢，隨著曝氣時(shí)間的增長，曲線相對平穩(wěn)，COD、NH3-N去除率受其影響不明顯，由此可以認(rèn)為，混合液中的碳氮比例失調(diào)會(huì)抑制好氧微生物的生長，最佳的爆氣時(shí)間為4h。

3.3 沉淀時(shí)間的影響

SBR工藝污泥沉降性能越好，沉淀時(shí)間越短，若沉淀時(shí)間較長會(huì)引發(fā)反硝化反應(yīng)問題，繼而產(chǎn)生污泥上浮的情況，影響水質(zhì)。選取0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h作為沉淀時(shí)間對照節(jié)點(diǎn)，在對比研究后發(fā)現(xiàn)曝氣量與最佳反應(yīng)時(shí)間不變的情況下沉淀時(shí)間延長，COD、NH3-N去除效果越來越好，在1h時(shí)去除效果最明顯。

3.4 閑置時(shí)間的影響

閑置期后的活性污泥是處于一種營養(yǎng)物的饑餓狀態(tài)，此時(shí)單位重量的活性污泥具有較強(qiáng)的吸附能力，吸附表面積大，在進(jìn)入下一階段的運(yùn)行周期后，發(fā)揮其強(qiáng)大的吸附能力去除污染物?？刂破貧鈺r(shí)間4h，進(jìn)氣量0.25m3/h，閑置時(shí)間分別取： 0.5h、1.0h、1.5h、2.0h、2.5h，控制進(jìn)水污染物COD在250mg/L左右，監(jiān)測出水COD、NH3-N去除情況，在0.5～1h階段去除率較高。

3.5 基質(zhì)濃度的影響

有機(jī)廢水濃度不同處理后出水品質(zhì)不相同，進(jìn)水COD濃度在1000mg/L以內(nèi)時(shí)，COD增高幅度不大，去除率上升明顯。當(dāng)超過1000mg/L時(shí)出水COD的濃度增高幅度較大，去除率呈下降趨勢。

4 間歇式活性污泥法的創(chuàng)新開發(fā)

由于廢水中有機(jī)污染物種類繁多，有不少污染物對微生物有抑制作用，采取單一的間歇式活性污泥處理方法很難清除其中的某些有機(jī)物，因此應(yīng)多種生物、物化處理方法與間歇式活性污泥法結(jié)合起來使用。

4.1 多段間歇式活性污泥法

多段SBR系統(tǒng)工藝對應(yīng)多段厭氧SBR、多段好氧SBR以及厭氧好氧SBR組合等多種模式，實(shí)現(xiàn)微生物在各階段性能的穩(wěn)定發(fā)揮，確保頑固有機(jī)物具有理想的降解速率。

4.2 粉末活性炭+SBR工藝

于反應(yīng)器中增加活性碳粉，基于碳粉的強(qiáng)大吸附能力，實(shí)現(xiàn)混合液中污染物濃度的縮減，減少其對微生物生長的抑制作用，最終有機(jī)物會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闋I養(yǎng)物生長的營養(yǎng)支持，于微生物表面形成菌膠團(tuán)，形成穩(wěn)定的廢水處理循環(huán)系統(tǒng)。

5 結(jié)語

隨著人們對食品加工廢水處理技術(shù)研究的深入，各種新型的處理方法不斷涌現(xiàn)，應(yīng)基于實(shí)際情況科學(xué)選擇處理工藝，確保廢水處理“對癥下藥”。

間歇式活性污泥法在食品廢水處理中的應(yīng)用優(yōu)勢十分明顯，與其他的處理方法相結(jié)合，能夠發(fā)揮協(xié)同作用，達(dá)到理想的處理目的。且該處理方法投資少、見效快、支持自動(dòng)化操作，目前已成為主流的食品廢水處理方法，各食品企業(yè)應(yīng)積極采納、推廣應(yīng)用，減少廢水排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。