冷飲雪糕污水處理一體化設備

江蘇省南通市某冷飲廠廢水為反應釜沖洗水和部分生活廢水，主要污染物有油脂、糖、奶、面粉等物質，為高濃度有機廢水，主要污染物指標為：CODCr 4000～6000 mg/L；BOD5 3000～5000 mg/L；pH 5～7，具有漂浮物多、濃度高、易酸化等特點，廢水日排放量約為400 m3/d，對收納水體的水質影響較大。根據環保部門要求，廢水經過處理后應符合《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中規定的Ⅲ級排放標準。

1 工藝確定

1.1 工藝分析

冷飲雪糕污水處理一體化設備

(1)廢水中的油脂類物質對生化處理有一定的影響，表現為：①容易漂浮的油脂使菌體難以長時間保留；②脂類降解產生的LCFA對厭氧微生物有嚴重的抑制。因此首先需要選擇氣浮工藝去除廢水中的油脂。

(2)UASB反應器內可形成大量顆粒，生物含量高、沉降性良好，COD去除率高，滿足高負荷處理要求，處理冷飲廢水時容積負荷可達到10 kgCOD/(m3·d)以上。

(3)單純地利用厭氧工藝不易實現廢水的達標排放，因此采用接觸氧化法來加強整套工藝的處理能力。接觸氧化采用生物膜處理技術，能有效減少菌種流失，節省了污泥回流設施的投資。

1.2 工藝流程

根據上述分析，該冷飲廢水可采用氣浮－UASB－好氧工藝來處理，工藝流程圖如圖1 所示。

圖1 工藝流程

Fig.1 Technological Process

2 設計說明

2.1 調節池

調節池構造尺寸為(長)12 m×(寬)6 m×(高)3.2 m，地下部分3m，有效容積180 m3，停留時間為11 h，調節池進水端設置隔油池。

2.2 氣浮池

氣浮池購買山東某企業生產的成套裝置，鋼結構。構造尺寸為(長)4.5×(寬)2 m×(高)3 m，回流比1∶3，進水前端設置加藥裝置。

2.3 UASB 池

UASB 池構造尺寸為(長)9 m×(寬)9 m×(高)7 m，地下部分2.5 m，有效容積520 m3，停留時間為28 h，設計容積負荷為3.8kgCOD/(m3·d)

2.4 接觸氧化池

接觸氧化池構造尺寸為(長)7 m×(寬)3 m×(高)5.5 m，地下部分2.5 m，共兩座，有效容積210 m3，停留時間為13 h，設計容積負荷為1.5 kg COD/(m3·d)，曝氣采用旋混式曝氣器，控制氣水比在15∶1。

2.5 二沉池

二沉池采用平流式結構，構造尺寸為(長)7 m×(寬)3 m×(高)5.5m，地下部分2.5 m，表面負荷0.8 m3/(m2·h)。底部設置3 格泥斗，泥斗高1.8 m。

3 啟動及運行效果

3.1 UASB 工藝的啟動

*階段：從附近污水處理廠購買厭氧污泥，按20 kg·VSS/m3濃度向池內植入種泥。同時向池中注入稀釋過的廢水，保持COD濃度在450 mg/L 以下。嚴格控制反應器內溫度5~20 ℃，出水pH6.8~7.2。

第二階段：反應器的容積負荷由0.1 kg COD/(m3·d)開始內循環運行，以5 d 為一個周期，歷經八個周期后，運行負荷逐步提升到2 kgCOD/(m3·d)。控制出水VFA＜3 mmol/L，VFA/ALK＜0.3。

第三階段：反應器容積負荷由2 kg COD/(m3·d)開始，每次0.1kg COD/(m3·d)有機負荷提升，提升周期不固定。經過50 d 時間的運行，基本達到3.5 kg COD/(m3·d)以上，滿足設計要求，啟動完成。

3.2 接觸氧化工藝的啟動

*階段：利用附近污水處理廠二沉池排出的好氧污泥，植入濃度為10 kg·VSS/m3。同時向池中注入稀釋過的廢水，保持COD 濃度在400 mg/L 左右，悶曝5 d。

第二階段：連續曝氣，每隔1 h泵入1 h污水(約15 m3)，并逐步縮短間隔，延長進水時間，運行30 d 后，填料上的生物膜變得滑膩肥厚，處理效率達到設計標準，啟動完成。

3.3 運行效果

整套處理設施于2007 年4 月完成啟動，投入運行，5 月份生產進入高峰期，廢水水量水質均達到設計標準，部分數據如表1所示。

表1 各單元COD 監測數據

Tab.1 The monitor data of each Unit’s COD

從表中的監測數據可以看出，在運行初期，由于COD 負荷突然加大，UASB 和接觸氧化處理單元的去除率有少許下降，但是并沒有發生污泥膨脹等問題，說明系統耐沖擊負荷能力較強。正常運行后，氣浮去除效率在20 %上下浮動，這跟廢水中懸浮成份的含量有一定關系。UASB 去除效率維持在80 %左右，處理效率比較平穩。接觸氧化平均去除率為71.2 %，有足夠空間確保廢水達標排放。

4 結語

氣浮池有效去除廢水中的油脂成份，確保后續生物處理穩定、高效運行；UASB－接觸氧化工藝相結合，能保持微生物良好的代謝平衡，大大提高了單個處理系統的抗沖擊負荷能力。在兩年多的運行過程中，該套處理設施對冷飲廢水處理效果明顯，能平穩保持較高的COD 負荷，出水水質穩定達標。整套裝置運行費用低，不計設施折舊率，廢水直接運行費用僅為0.6 元/t。