气浮-A_O_SBR工艺在冷食加工废水处理中的应用.pdf

水 污 染 治 理 气浮 － A/O/SBR 工艺在冷食加工 废水处理中的应用 韦彦斐李欲如梅荣武沈浙萍 浙江省环境保护科学设计研究院 国家环境保护水污染控制技术 浙江 中心， 杭州 310007 摘要 结合工程实例， 介绍了气浮 － A/O/SBR 工艺在处理冷食加工废水处理工程中的实际应用。运行结果表明 该工 艺运行稳定， 处理效果好， COD 去除率在 90 以上， 各项指标均优于 GB 89781996污水综合排放标准 三级排放 标准。 关键词 气浮;A/O/SBR;冷食加工废水;工程应用 APPLICATION OF AIR FLOATATION － A/O /SBR IN TREATMENT OF COOL FOOD PROCESSING WASTEWATER Wei YanfeiLi YuruMei RongwuShen Zheping State Environmental Protection Water Pollution Control Technology Center Zhejiang Province Environmental Science Research ＆ Design Institute of Zhejiang Province，Hangzhou 310007，China AbstractBased on project examples， it is introduced the actual use of air floatation-A/O/SBR technology in treating cool food processing wastewater． The running result shows that the process runs well with good treatment effect and the removal rate of COD can reach more than 90 ． Every index can meet the third-order of“Integrated Wastewater Discharge Standard” GB 89781996 ． Keywordsair floatation;A/O/SBR;cool food processing wastewater;project application 浙江某大型冷食加工企业主要生产冷饮、 速冻食 品等， 年产量达 5. 5 万 t。根据该公司废水排放特点， 对该企业废水采用“气浮 － A/O/SBR” 为主体的组合 工艺。该公司废水处理站处理规模为2 500 m3/d， 总 投资为 516 万元， 于 2009 年 3 月建成并投入试运行， 至今运行情况良好， 出水水质指标均优于 GB 8978 1996污水综合排放标准 三级排放标准。 1设计进出水水质、 水量 1. 1产品及废水来源 该公司产生的主要污水有 冷饮生产废水、 冷食 生产废水、 地面冲洗废水及生活污水。 冷饮废水产量为 4. 5 万t/a， 主要原料为白砂糖、 奶粉、 棕榈油、 椰子油、 香精香料等。此废水的 COD 和动植物油类含量高。速冻废水产量为 1. 5 万 t/a， 主要生产水饺、 蒸制品、 汤圆等， 各产品废水所占比例 为 水饺 40 、 蒸制品 35 、 汤圆 15 、 其他 10 。 废水主要是设备定期冲洗产生。根据工艺要求， 车间 地面每班次均需要冲洗， 主要是冷饮生产车间和水饺 制馅车间冲洗频率较高， 废水产生量较大， 主要含有 滴漏的饮料原浆和蔬菜肉类拣选洗涤过程落在地面 的物料。 1. 2废水特征分析 由生产工艺调查及水样检测结果可知， 该废水主 要特点 1 有机污染物 COD 浓度高， 可生化性比例 较高。 2 油脂含量高， 生产汤圆、 肉饺及生产冷饮的废 水中含有大量油脂。 3 含悬浮物高，生产汤圆、 饺子产生的洗米水、 洗设备水含大量的悬浮物， 该悬浮物成分为富含淀粉 的米粒、 米粉、 豆沙等; 该悬浮物若长时间滞留在水 中，悬浮物糊化， 水解后部分溶于水， 造成废水 COD 浓度升高， pH 值下降。故废水处理须考虑在除油的 同时去除悬浮物。 1 环境工程 2012 年 2 月第 30 卷第 1 期 4 废水呈弱酸性， 隔油除渣后废水长时间曝气， 废水 pH 值会有一定的回升， 因此可节省一定的中和 药剂费用。 1. 3设计进水水量、 水质 根据类似企业废水调查及估算， 设计进水水质见 表 1。 表 1综合废水进水水量、 水质 项目 水量 / m3d － 1 pH ρ COD / mg L － 1 ρ BOD5 / mg L － 1 动植物油 / mg L － 1 ρ SS / mg L － 1 数值5004 ～ 6≤4 000≤2 500≤300≤4 000 1. 4设计出水水质 处理后出水执行 GB 89781996污水综合排放 标准 三级排放标准， 见表 2。 表 2设计出水水质 项目pH ρ COD / mg L － 1 ρ 动植物油 / mg L － 1 ρ SS / mg L － 1 数值6 ～ 9≤500≤100≤400 2工艺流程 根据废水特征， 选择“初沉 － 气浮 － A/O/SBR” 为主体的物化 － 生化组合工艺， 其工艺流程见图 1。 图 1废水处理流程 工艺流程说明 1 集水池。因厂区较大， 管网接至污水处理站 时管底标高较低， 因此设置集水池， 通过提升泵提升 后再进行处理。同时集水池前设置格栅去除大颗粒 杂质， 以保护水泵。 2 隔油沉淀池。为平流式沉淀池。池内设刮泥 撇渣机， 底部刮泥， 上部撇渣及浮油; 设专门浮渣、 浮 油收集区， 收集的浮渣可提供给专门收集酒店废物制 作饲料的上门收购企业， 节省处置费用。 3 调节池。调节池前段设中和区， 加碱中和废 水。调节池内设微孔曝气软管曝气， 一方面防止废水 中悬浮物沉积， 造成废水 COD 浓度升高， pH 值下降; 另一方面， 调节池内长时间曝气， 能使废水 pH 有一 定程度回升， 减少中和药剂费。 4 气浮池。采用加药气浮处理设施去除油脂及 悬浮物， 避免油脂带入生化池影响生化池去除效率。 5 A/O/SBR 池。A 段是提高废水可生化性， 降 低废水毒性， 同时部分 O 池污泥回流至 A 池， 起到污 泥稳定化， 防止污泥膨胀; O 池是去除可生化降解的 COD， O 池微生物在充氧条件下利用水中的有机物为 营养物质， 不断地进行新陈代谢， 使水中有机污染物 不断地被氧化分解得以去除。为防止污泥膨胀， 在 A 池及 O 池内填加少量填料。 A/O/SBR 池末端为两个 SBR 区， 两个 SBR 池交 替完成进水、 曝气、 沉淀和排水程序， 整个 A/O/SBR 可实现连续进水， 连续出水; 由于在静止条件下完成 活性污泥沉淀， 处理效果较沉淀池好。 本工艺采用空气堰出水， 空气堰固定安装在高水 位上方， 使 SBR 池始终满池运行， 在电气控制系统 下， 采用空气压力方法， 完成从反应池里排出清水的 任务。 自动空气排水堰利用 SBR 池曝气系统的空气 流， 通过自动控制箱内电动阀的周期性启闭来达到排 水与停止排水的目的。 6 污泥浓缩池。沉淀池、 气浮池及 SBR 池剩余 生化污泥经污泥池浓缩后压滤， 压滤机滤液及污泥池 上清液排入集水池， 泥饼外运填埋。 7 排放口。设置规范化排放口， 并安装在线监 测系统 含等比例采样仪、 流量、 pH 值、 COD、 视频 。 3处理工艺特点 本项目主要处理工艺为 A/O/SBR 工艺， 与一般 传统活性污泥工艺相比具有如下 5 个特点 1A/O/SBR 池集水量及水质调节、 生化反应与 污泥沉淀功能于一体， 无需另建二沉池， 采用组合结 构形式与其他工艺相比， 土建投资较少。 2A/O/SBR 系统的运行经历厌氧、 好氧、 沉淀 等阶段， 微生物可通过多种途径进行代谢， 利用不同 形态的氧源作为电子受体， 使有机质的降解更完全且 节省能耗， 脱氮除磷效果更佳。 3 A/O/SBR 系统中污泥同样经过厌氧、 好氧环 境， 筛选优势菌种， 抑制丝状菌的生长， 污泥的沉降性 2 环境工程 2012 年 2 月第 30 卷第 1 期 能和脱水性能良好， 具有较低的剩余污泥产率和较高 剩余污泥浓度。 4 污泥浓度高， 耐冲击负荷能力强， 适合处理各 种有机废水。 5 排放剩余污泥浓度高， 体积小， 剩余污泥处理 方便简捷。 A/O/SBR 工艺与一般传统的 SBR 工艺相比具 有以下特点 1 A/O/SBR 系统是从连续运行的单元 厌氧 池 进水， 而不是从 SBR 单元进水， 将大部分好氧量 从 SBR 池转移到连续运行的主曝气池中， 改善了设 备的利用率。 2 由于所有的生化反应都与反应物的浓度有关， 从连续运行的厌氧池进水加速了厌氧反应速率。厌氧 后的污水进入缺氧池， 再进入曝气池， 提高了缺氧区的 反应速率及曝气区的 BOD 降解和硝化反应速率， 从而 改善了系统的整体处理效率， 提高了出水水质， 同时也 使系统的体积效率大大提高， 即系统的 F/M 值和容积 负荷大大提高， 从而达到缩小系统体积的目的。 3 从连续运行单元进水改善了系统承受水力冲 击负荷、 有机物冲击负荷的能力。 4 A/O/SBR 系统 SBR 池的水力条件经过专门 处理。在 SBR 池的中间设置底部挡板避免了水力射 流的影响， 并且改善了水力状态。使得 SBR 池前端 的水流状态是由下而上， 而非通常的平流状态。因此 SBR 池在出水时起悬浮污泥床的过滤作用而非一般 的沉淀作用。因此 A/O/SBR 与 SBR 有本质区别。 4主要构筑物及设备 1 集水池 1 座， 尺寸 5 m 2. 5 m 4. 7 m， 有效 容积 15 m3。内有 机械格栅 1 台， 不锈钢材料， 渠宽 0. 5 m， 设备净宽 0. 45 m， 功率为 0. 37 kW; 潜污泵 1 用 1 备， 不锈钢材料， Q 145 m3/h， H 10 m， N 7. 5 kW; 超声波液位计 1 台， 自动控制水泵启闭。 2 隔油初沉池 1 座， 尺寸 16 m 6 m 4. 0 m， 沉 淀负荷为 0. 78 m3/ m2h 。内有 SHG6000 型行车 式刮泥撇渣机 1 台， 水上碳钢、 水下不锈钢材质， N 3. 75 kW; 污泥泵 Q 40 m3/h， H 15 m， N 4 kW， 2 台 1 用 1 备 。 3 调节池 1 座， 尺寸为 16. 8 m 11 m 6 m， HRT 9. 75 h. 内有 提升泵 2 台 1 用 1 备 ，不锈钢 材质， Q 105 m3/h， H 15 m， N 15 kW; pH 计 1 台; 加碱装置 1 套; 穿孔管曝气系统 1 套。pH 计与加碱 装置连锁， 根据进水 pH 自动控制加碱量。 4 气浮槽 1 座， 处理水量 105 m3/h， 回流泵 15 kW， 附带 1. 5 kW 加气电机， 0. 55 kW 刮沫机， 表面负 荷 2. 1 m3/ m2h 。A3 钢成套设备， 放置于 A/O/ SBR 池顶。 5 A/O/SBR 池 1 座， 尺寸为 30 m 14. 6 m 6. 5 m。其中 A 池尺寸 11. 8 m 5 m 6. 5 m， HRT 3 h; O 池尺寸 18 m 5 m 6. 5 m 18 m 4. 5 m 6. 5 m 2 格， HRT 15 h; SBR 池尺寸 11. 8 m 4. 5 m 6. 5 m， 2 座交替运行， HRT 3 h。内有 2. 2 kW 潜水搅拌机 2 台; ZH65 － 2000 可提升曝气管 216 套， 2 m/套; 组合填料 460 m3; 不锈钢空气出水堰 2 台， 2 500 t/d; 污泥泵 Q 40 m3/h， H 7 m， N 2. 2 kW， 4 台 2 用 2 备 。A 池、 O 池、 SBR 池组合成一体化 A/O/SBR 池。 6 污泥浓缩池 1 座， 尺寸 9 m 3 m 6. 5 m， 内 分 2 格。内有 排泥螺杆泵 2 台 1 用 1 备 ， Q 12 m3/h， H 60 m， N 4 kW。 7 其他设备 55 kW 生化 池风机 2 台 1 用 1 备 ， Q 26. 95 m3/min， 升压 68. 6 kPa; 18. 5 kW 调 节池风机 1 台， Q 10. 39 m3/min， 升压 58. 8 kPa; 带式压滤机 1 台， 带宽 1 m， 含空压机、 加药装置。 5工程调试 工程竣工后经过 1 个月的调试， 主要为 A/O/ SBR 池的培菌驯化和设备调试。调试在夏季进行， 气 温、 水温等均适合培菌驯化。在调试期间向池内注入 清水， 达到设计水位， 在 A 池和 O 池内接种某食品企 业废水处理站曝气池生物污泥。然后启动污水泵， 间 歇进水， 间歇曝气， 逐渐提高负荷， 并向处理系统投加 适量的碳酸氢铵、 磷酸二氢钾、 葡萄糖和面粉等营养 源， 促使微生物膜的形成。10 d 后观察各处理构筑物 活性污泥的状况， 生化池内出现褐色菌胶团， COD 的 去除率达 50 。继续提高负荷， 15 d 后褐色菌胶团 大量存在， 填料开始挂膜， COD 去除率达 50 。25 d 后填料挂膜质量较好， COD 去除率达 80 ， 此时培菌 驯化结束， 同时水泵、 风机、 气浮、 压滤机等主要设备 联动运行稳定。调试成功， 出水各项指标基本达到预 期目标， 处理系统开始正常运行。 6运行效果分析 系统自 2009 年 7 月正常运行至今已近 2 年， 目 前实际处理水量为1 000 ～ 2 000 m3/d， 系统运行稳 下转第 7 页 3 环境工程 2012 年 2 月第 30 卷第 1 期 水的研究［J］． 天津理工大学学报， 2005，21 1 82- 84． ［4］Ruiz G，Jeison D C． Nitrification with high nitrite accumulation for the treatment of wastewater with high ammonia concentration［J］． Wat Res， 2003， 37 6 1371- 1377． ［5］宋学起， 王淑莹， 彭永臻， 等． 以氯化钠和时间控制实现亚硝酸 型硝化反硝化［J］． 高技术通讯， 2004 1 95- 99． ［6］Inamori Y， Fujimoto N， Sudo R． Necessity of simultaneous nitrogen and phosphorus removal from total viewpoint of the effects on aquatic ecosystem［J］． Water Waste， 1993， 35 1 19- 26． ［7］Johwan A， Tomotaka D． Transation of phosphorus and relevant intr-acellular compounds by a phosphorus accumulating enrichment culture in the Presence of both electron acceptor and electron acceptor［J］． Biotech Bioeng， 2002， 79 1 83- 92． ［8］王秋阳， 李涛， 王东升， 等． A2/O 污水处理工艺化学强化除磷 研究［J］． 环境工程学报， 2008， 2 11 1502- 1503． ［9］Pollice A， Tandoi V， Lestingi C． Influence of aeration and sludge retention time on ammonium oxidation to nitrite and nitrate［J］． Wat Res， 2002， 36 10 2541- 2546． ［ 10］Kim J H，Guo X J，Park H S． Comparison study of the effects of temperature and free ammonia concentrateon on nitrification and nitrite accumulation［J］． Process Biochemistry， 2008， 43 2 154- 160． ［ 11］Wang J L，Yang N．Partial nitrification under limited dissolved oxygen conditions［J］． Process Biochemistry， 2004， 39 10 1223- 1229． ［ 12］Hanaki K，Wantawin C，Ohgaki S． Nitrification at low level of DO with and without organic loading in a suspended growth reactor［J］． Water Res， 1990，24 3 297- 302． ［ 13］Chudoba J，Ottva V，MaderaV．Controlofactivatedsludge filamentous bulking-Ⅱ selection of microorganisms by means of a selector［J］． Water Res， 1973 7 1389- 1406． ［ 14］Chieas C，Robert L． Growth and control of filamentous microbes inactiveated sludgean integrated hypothesis［J］．Water Res， 1985， 19 4 68- 72． ［ 15］李昌湖， 范举红， 徐子松． 桐乡市城市污水处理厂对丝状菌污泥 膨胀的控制实践［J］． 中国给水排水， 2008， 24 22 95- 97． ［ 16］王嵘， 王华， 万金保． 膜生物反应器污泥培养过程中丝状菌污泥 膨胀的控制［J］． 中国给水排水， 2009， 25 3 46- 49． 作者通信处蔡仲秋110168辽宁省沈阳市沈阳建筑大学高层公 寓 B 座 217 室 E- mailcaizhongqiu hotmail． com 2011 － 07 － 06 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 3 页 定， 处理后出水均优于排放标准。表 3 为 2010 年污 水站运行数据的平均值。 表 3污水站运行情况 工艺段项目 ρ COD/ mgL － 1 ρ 动植物油/ mgL － 1 范围平均值范围平均值 隔油初 沉池 调节池 气浮池 A /O / SBR 池 进水1 539 ～ 4 3603 985152 ～ 310262 出水1 368 ～ 4 1303 02971 ～ 205138 去除率 /23. 947. 3 出水1 368 ～ 4 1303 02971 ～ 205138 进水1 368 ～ 4 1303 02971 ～ 205138 出水1 089 ～ 3 1052 35239 ～ 12359 去除率 /22. 357. 2 进水1 089 ～ 3 1052 35239 ～ 12359 出水75 ～ 4122459 ～ 5521 去除率 /89. 664 排放标准≤ 500≤100 通过以上运行数据可以看出， 生产废水经隔油沉 淀 － 气浮 － A/O/SBR 工艺处理后出水 COD 大幅度 降低， 总去除率为 93. 8 ; 废水中动植物油含量也大 幅减少; 各项出水指标均优于 GB 89781996 中的 3 级排放标准。 7经济技术分析 本工程总投资 516 万元， 其中土建费用 172. 0 万元， 设备费 282. 0 万元， 其他费用 62 万元。占地面积约为 2 100 m2， 装机功率 281 kW 需要容量为 205 kW 。 8结论与建议 冷食加工废水经过隔油沉淀 － 气浮 － A/O/SBR 工艺处理后， 出水可稳定达 GB 89781996 中 3 级排 放标准。组合工艺对污染物的去除率较高， 运行稳 定， 操作管理方便， 工程投资及运行费用相对较低。 同时， 建议在设计类似废水处理工程时， 应预先 去除影响生化处理的浮油、 浮渣等， 同时考虑浮油、 浮 渣的回收利用。 作者通信处李欲如310007杭州市天目山路 109 号 浙江省环境 保护科学设计研究院 电话 0571 88736176 E- maillyrowen 126． com 2011 － 06 － 15 收稿 7 环境工程 2012 年 2 月第 30 卷第 1 期