改进型ABR+复合生物反应器处理糕点残渣废水.pdf

改进型 ABR 复合生物反应器 处理糕点残渣废水 许华诚 福建高科环保研究院有限公司， 福建 泉州 362000 摘要 介绍了改进型 ABR 复合生物反应器在糕点残渣废水处理工程实例中的应用， 运行结果表明 该工艺运行稳 定、 操作简便、 运行成本低， 处理糕点残渣废水可获得良好的效果， 出水水质达 GB 89781996 污水综合排放标准 中 的一级排放标准。 关键词 糕点残渣废水;改进型 ABR;复合生物反应器 TREATMENT FOR WASTEWATER CONTAINING PASTRIES RESIDUE BY MODIFIED ABR HYBRID BIOLOGICAL REACTOR Xu Huacheng Fujian High-Tech Environmental Protection Research Institute， Quanzhou 362000， China AbstractIt was introduced an actual project，in which the modified ABR hybrid bioreactor was used for treatment on wastewater containing pastries residue． The running results showed that the process featured stable and simple operation，low operating cost，etc． The treatment effect was very well through this technology，the effluent quality reached the first-class standard specified in“Integrated Wastewater Discharge Standard” GB 89781996 ． Keywordswastewater containing pastries residue;modified ABR;hybrid biological reactor 1工程概况 泉州某食品有限公司主要从事法式面包、 蛋黄 派、 饼干、 膨化食品等糕点食品的开发、 生产和销售经 营业务， 生产废水主要来源于设备冲洗水、 容器清洗 水、 生产车间地面清洗水， 特别是在其糕点生产过程 中由于直接采用清水刷洗糕点烘烤机台 板 ， 致使 废水中含有大量的糕点残渣， 主要为残留面粉、 淀粉、 面包屑以及少量食用油、 蛋清等。该废水属于中高浓 度有机废水， 特点是水量大， 水质波动大， 有机物和悬 浮物含量高， COD、 BOD5、 SS 浓度高， 易腐败， 易结块， 经过多方调查研究， 并结合小试情况， 最终确定主体 工艺采用“改进型 ABR 复合生物反应器” 处理该项 目废水， 经过工程实践证明， 处理效果良好， 出水指标 均能稳定达到 GB 89781996污水综合排放标准 表 4 中的一级排放标准。 2处理水量与水质 根据企业的生产能力和废水排放情况， 确定工程 设计建设规模为1 000 m3/d， 24 h 连续处理， 每小时 处理量为42 m3。 参照同类型生产企业生产废水的水质， 结合该项 目的实际情况确定进水设计水质; 同时在企业建成试 生产后对实际生产废水进行取样检测得到实际废水 水质。该项目的废水主要处理水质指标设计值、 实际 值和排放标准要求见表 1。 表 1废水水质 mg/L pH 除外 项目ρ COD ρ BOD5 ρ SS ρ 氨 氮 ρ 动植 物油 pH 设计水质350018001500401005 ～7 实际水质 2440 ～582011130 ～2780 535 ～2210 12 ～47 15 ～3205. 5 ～7. 3 排放标准≤100≤20≤70≤15≤106 ～9 注 1 COD 波动较大， 表中 为 日 常 正 常 数值 范围， 峰 值最高达 10550mg/L。 3废水处理工艺 该企业废水主要污染物包括 1 悬浮水中的固 体物质以及蛋白、 淀粉、 油脂、 胶体等; 2 溶解在废水 中的糖类、 有机酸、 多元醇等， 主要以碳水化合物为 9 环境工程 2013 年 2 月第 31 卷第 1 期 主。废水 BOD5/COD 值高， 可生化性好， 所以该类废 水适宜采用生化处理为主的工艺技术， 考虑到该废水 含有较多的动植物油类和糕点残渣容易上浮结块的特 性， 应辅以一定的预处理措施。处理工艺流程见图 1。 图 1工艺流程 4工艺特点及主要构筑物 4. 1格栅井 主要去除废水中的大块固体杂物， 以防后续设备 堵塞， 设置粗、 细格栅各一套。 4. 2隔油池 该项目糕点生产废水含有较高浓度的动植物油 脂， 为避免油脂进入后续生化系统包围活性污泥， 造 成生物活性下降， 以及造成活性污泥容易随油脂上浮 而流失， 设置两格隔油池， 隔油池采用中部过水孔， 使 得油脂上浮于水面， 沉渣沉于池底， 便于打捞， 同时不 会引起过水孔的堵塞， 这样就克服了采用传统气浮方 法造价高和耗能的缺点， 即减少工程造价， 也降低运 行费用。隔油池有效容积100 m3， HRT 2. 4 h。 4. 3调节池 由于废水排放量及水质波动性较大。因此在处 理前设置调节池是必要的， 可以起到调节水量和水质 的作用， 使得后续工艺的处理负荷基本处在相同的水 平， 有利于处理工艺的连续、 稳定、 可靠运行; 另外为 防止废水中的糕点残渣在调节池内淤积、 上浮结块、 发臭等， 调节池内设置大气泡空气搅动装置， 主要起 搅动打碎糕点残渣的作用。 调节池有效容积480 m3， HRT 11. 5 h， 配置提 升泵 2 台。 4. 4 隔油 初沉池 废水中的糕点残渣经过调节池大气泡空气搅动 打碎后， 残渣中的油脂与固体物分离， 因此有必要设 置 隔油 初沉池进一步隔除废水中的油脂和沉淀去 除较大块的固体物; 另外， 废水偏酸性， 在初沉池前设 置 pH 调节区， 调节废水 pH 在 6. 5 ～ 7. 5。 初沉 池 表 面 负 荷 1. 0 m3/ m2h ，有 效 容 积 130 m3， HRT 3. 0 h。 4. 5改进型 ABR 池 ABR 厌 氧 折 流 板 反 应 器，anaerbic barffled reactor 是 Bachmann 和 Mccarty 等人在 80 年代提出 的一种新型高效厌氧反应器， 可以看成是几个 UASB 相互串联而成， 它的水力流态介于完全混合式和推流 式之间。该工程所采用改进型 ABR 是根据该糕点残 渣废水的特性和小试试验数据， 对 ABR 的进水、 隔室 宽度、 填料设置等进行改良和优化， 并增设混合液回 流装置。 该池分为 6 个单元格， 每个单元格分为 2 个区， 下向流与上向流体积比为 1∶ 4。最后一个单元格上 向流中上部设置生物填料， 有效防止厌氧污泥的流 失; 最后一格配置两台混合液回流泵， 混合液回流至 第一格， 回流厌氧污泥并有效降低进水有机冲击负 荷， 增大废水在 ABR 池中的流速及搅动强度， 促使废 水中的非溶解态糕点残渣物质逐步转化为溶解态有 机物， 避免糕点残渣在 ABR 池内因流速低结块上浮， 影响处理效果及沼气的释放， 前 5 个单元格的上向流 流速不小于0. 55 mm/s。 改进型 ABR 池有效容积1200 m3， HRT 28. 8 h， COD 容积负荷2. 5 kg / m3d 。 4. 6复合生物反应器 复合生物反应器是将生物膜法与传统的活性污 泥法进行有机结合的一种新型高效污水处理工艺， 该 工程采用由接触氧化法的二沉池污泥回流来形成复 合生物反应器， 由于污泥的回流， 为微生物提供了更 加有利的生存环境， 附着和悬浮生长的微生物协作完 成对污染物的降解过程， 其中附着型生长微生物占多 数， 两相之间的可转化性增强了系统的调节机制， 使 复合系统具有更强的适应性和稳定性， 系统的复杂生 态结构使其具备了较强的抗冲击负荷能力。在反应 器内沿着水流到载体的方向， 构成一个悬浮好氧型、 附着好氧型、 附着兼氧型和附着厌氧型的多种不同活 动能力、 呼吸类型、 营养类型的微生物系统。微生物 之间形成了互相联系、 互相制约的动态平衡体系， 对 污染物的去除由多种微生物协作完成。在反应器内 特定的微环境中形成特定的优势菌种， 从而增强了反 应器的处理能力和适应性。该工艺的主要优势是 1 可节省占地面积和基建投资; 2 处理效率高， 耐冲 击， 适应性强; 3 可避免污泥膨胀， 污泥产生量较少; 4 由于厌氧和缺氧微环境的存在， 系统内存在同步 硝化现象， 聚磷菌的厌氧释磷和好氧摄磷过程也同时 存在， 兼具了脱氮除磷功能。 复合 生 物 反 应 器 有 效 容 积 1 200 m3， HRT 01 环境工程 2013 年 2 月第 31 卷第 1 期 28. 8 h， 悬挂式填料填充率 50 ， 配置鼓风机 2 台， 功 率30 kW。 4. 7二沉池 废水经过前面各构筑物处理后， 水质改善， 水中 大量的污染物已被去除， 复合生物反应器出水进入二 沉池进行泥水分离， 污泥一部分回流到 ABR 池进行 厌氧消化减量， 另一部分回流到复合生物反应器用来 增加生物量， 回流比 30 ～ 50 ; 剩余污泥排入污泥 浓缩池处理。 二沉池 采 用 多 泥 斗 平 流 式 沉 淀 池， 表 面 负 荷 0. 7 m3/ m2h ， 配置污泥回流泵 2 台。 4. 8污泥处理系统 该项目污泥主要为 ABR 池剩余污泥和二沉池剩 余污泥以及初沉池污泥， 采用污泥浓缩池 带式污泥 脱水机处理污泥。污泥浓缩池有效容积120 m3， 带式 压滤机带宽0. 5 m。 5调试与运行结果 工程于 2010 年 12 月竣工， 2011 年 01 月起开始 设备试运行及工艺调试。工艺调试主要是进行改进 型 ABR 的厌氧污泥、 复合生物反应器的挂膜和活性 污泥的培养和驯化。为了提高系统启动速度， 投加泉 州市某污水处理厂脱水剩余污泥 含水率 75 ～ 80 进 行 微 生 物 接 种， 其 中 改 进 型 ABR 池 投 加 40 t， 复合生物反应器投加15 t， 采用间歇进水、 连续 小水量进水和逐步加大连续进水量的调试方法， 由于 调试期间外界气温及废水进水水温相对较低 进水 水温在 15 ～ 23℃ ， 菌种培养驯化时间较长， 85 d后 进水量达到设计处理水量， 各个单元基本实现预定的 去除率， 系统出水 ρ COD 均在55 ～ 93 mg/L。 工程于 2011 年 05 月由当地环境监测站取样监 测， 其 结 果 表 明， 处 理 出 水 各 项 指 标 均 达 到 GB 89781996 表 4 中 的 一 级 排 放 标 准， 监 测 结 果 见 表 2。 系统运行一年多来， 根据日常检测数据显示， 该 表 2监测结果 mg/L pH 除外 监测项目ρ CODρ BOD5ρ SS ρ 氨氮 ρ 动植物油 pH 05- 19 进口4 212 1 9302 17242875. 82 05- 19 出口72. 2 11. 032. 14. 351. 37. 61 05- 20 进口3 974 1 7351 851341386. 27 05- 20 出口76. 5 12. 726. 84. 511. 27. 53 工艺耐冲击负荷强， 出水水质稳定达标。 6结论 1 采用改进型 ABR 复合生物反应器处理糕点 残渣废水可获得良好的处理效果， 出水达 GB 8978 1996 表 4 中的一级排放标准。 2 调节池采用大气泡搅动系统打碎废水中的糕 点残渣， 可有效减少糕点残渣在后续处理工艺中上浮 结块。 3 调试初期， 改进型 ABR 池必须投入足够接种 污泥， 否则糕点残渣废水的残渣容易在 ABR 池内上 浮结块， 很难培养出厌氧污泥。 4 该工艺组合剩余污泥产量小， 节约占地面积， 较大幅度地降低了工程造价， 操作管理简便， 维修方 便， 运行稳定， 费用低， 具有广泛的推广应用价值。 参考文献 ［1］谢昕， 王国惠， 雷恒毅． 生物接触氧化法处理糕点行业废水试验 性研究［J］． 环境科学与技术， 2006， 29 3 23- 25． ［2］Bachmann A，Beard V L，McCarty P L． Perance characteristics of the anaerobic baffled reactor［J］． Wat Res， 1985， 19 1 99- 106． ［3］张忠祥， 钱易． 废水生物处理新技术［M］． 北京 清华大学出版 社， 2004． ［4］唐受印， 戴友芝， 刘忠义， 等． 食品工业废水处理［M］． 北京 化 学工业出版社， 2001． 作者通信处许华诚362000福建省泉州市丰泽区津淮街东美花 苑 16 幢 2 楼 电话 0595 22259590 E- mailnanqi01 163． com 2012 － 07 － 09 收稿 11 环境工程 2013 年 2 月第 31 卷第 1 期