梁康強(qiáng)， 梁曉宇， 黎成， 楊浩， 余柏沅

（1.湖南強(qiáng)宇環(huán)?？萍加邢薰?， 長(zhǎng)沙 410000； 2.南縣經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)管理委員會(huì)， 湖南 益陽(yáng) 413200）

1 工程概況

湖南省某縣食品加工工業(yè)園位于該縣經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)， 一期占地面積88 余畝， 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化廠房約7 萬(wàn)m2， 主要入駐企業(yè)類型包括淡水產(chǎn)品精深加工、綠色有機(jī)蔬菜加工、 鹵制食品加工、 豆制食品加工、飲料食品加工、 速食加工等。 廢水包括生產(chǎn)廢水和生活污水， 其中生產(chǎn)廢水由蒸煮廢水、 清洗廢水、浸泡廢水、 設(shè)備及地面清洗廢水組成， 其主要污染物為COD、 BOD5、 氨氮、 SS、 動(dòng)植物油。 食品加工廢水具有間歇排放、 可生化性較好等特點(diǎn)［1］。 基于生產(chǎn)現(xiàn)狀及環(huán)保要求， 經(jīng)多次論證， 選擇溶氣氣浮-水解酸化-接觸氧化的組合工藝對(duì)其進(jìn)行處理，出水達(dá)到南縣第二污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水要求。 該工程于2019 年5 月正式投入使用， 12 個(gè)月的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明工藝設(shè)計(jì)合理， 運(yùn)行穩(wěn)定， 出水水質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于既定排放要求。

2 設(shè)計(jì)水量水質(zhì)

該項(xiàng)目廢水均為間斷排放， 主要包括食品加工過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水（占比95%）和工人日常生活產(chǎn)生的生活污水（占比5%）， 根據(jù)入駐企業(yè)和擬入駐企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際， 本工程設(shè)計(jì)處理規(guī)模為1 000 m3／d。 出水達(dá)到該縣第二污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水要求。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表1 所示。

3 處理工藝流程

3.1 工藝流程選擇

本工程廢水中含有一定量的蛋白質(zhì)、 脂肪等大分子有機(jī)物［2-3］， 給廢水好氧處理帶來(lái)了一定的困難； 同時(shí)高濃度的動(dòng)植物油也會(huì)影響微生物的好氧處理［3-5］。 因此本工程的重點(diǎn)在于在生物處理前降低廢水中動(dòng)植物油濃度以及將大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)Tab. 1 Design influent and effluent water quality

對(duì)于食品加工廢水， 國(guó)內(nèi)外一般采用物化處理-生化處理的聯(lián)合處理方式［6-7］。 為便于后續(xù)生物處理， 需在生化處理前最大限度地降低廢水中動(dòng)植物油濃度， 根據(jù)類似工程實(shí)踐， 動(dòng)植物油可通過(guò)溶氣氣浮工藝得到有效去除。 本工程進(jìn)水m（BOD5）／m（COD）＝0.5， 可生化性強(qiáng)， 可采用好氧處理作為主體處理工藝， 在進(jìn)行好氧處理前需對(duì)廢水中的有機(jī)大分子物質(zhì)進(jìn)行降解。 基于此， 從經(jīng)濟(jì)、 去除效果等多角度考慮， 采用水解酸化-接觸氧化作為生化處理工藝。 綜上， 本工程處理工藝為溶氣氣浮-水解酸化-接觸氧化， 工藝流程如圖1 所示。

圖1 廢水處理工藝流程Fig. 1 Process flow of wastewater treatment

3.2 工藝流程說(shuō)明

園區(qū)生產(chǎn)廢水經(jīng)粗細(xì)兩級(jí)格柵后進(jìn)入預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池， 調(diào)節(jié)廢水的水量與水質(zhì)， 保證后續(xù)處理構(gòu)筑物能夠持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行； 預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池出水提升至溶氣氣浮裝置， 利用水中各種原有溶解、 懸浮物質(zhì)表面活性的差異， 或投加藥劑而產(chǎn)生的表面活性的差異對(duì)廢水中的動(dòng)植物油進(jìn)行分離， 避免對(duì)后續(xù)生化系統(tǒng)產(chǎn)生干擾； 溶氣氣浮裝置出水自流進(jìn)水解酸化池， 蛋白質(zhì)、 脂肪等較難降解的有機(jī)大分子物質(zhì)降解為易生物降解的小分子物質(zhì)［8-9］， 有效提高了廢水的可生化性， 為有機(jī)污染物的徹底去除提供強(qiáng)有力的條件； 水解酸化池出水自流進(jìn)入接觸氧化池，池內(nèi)設(shè)組合填料和曝氣裝置， 利用好氧微生物進(jìn)一步降解、 吸附廢水中的有機(jī)物， 大量降解污染物，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)； 接觸氧化池出水進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離， 最后達(dá)標(biāo)排入下游污水處理廠。

二沉池及溶氣氣浮裝置產(chǎn)生的污泥及浮渣除必要的回流外， 其余全部進(jìn)入污泥儲(chǔ)池， 經(jīng)壓濾脫水后外運(yùn)。

4 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

（1） 粗細(xì)格柵池。 設(shè)置在調(diào)節(jié)池內(nèi)部， 半地上鋼砼結(jié)構(gòu)， 尺寸為2.9 m×0.6 m×4.5 m， 粗格柵為機(jī)械格柵， 柵寬為5 mm， 細(xì)格柵為手動(dòng)提籃格柵，柵寬為3 mm。

（2） 預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池。 半地上鋼砼結(jié)構(gòu)， 池體尺寸為18.0 m×12.0 m×4.5 m， 有效水深4.0 m， 水力停留時(shí)間為20.7 h， 預(yù)曝空氣量為0.6 m3／（m2·h）， 氣水比為3 ∶1。

（3） 溶氣氣浮裝置。 鋼制防腐結(jié)構(gòu)， 設(shè)備尺寸為8.7 m×2.5 m×2.5 m， 處理能力為40 ～45 m3／h，溶氣水量為6 ～10 m3／h， 設(shè)計(jì)回流溶氣比為30%，總功率約為7.5 kW。 PAM、 PAC 藥液質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.2%和10%， 加藥量分別為3 和100 mg／L。

（4） 水解酸化池。 半地上鋼砼結(jié)構(gòu)， 池體尺寸為10.0 m×5.8 m×5.0 m， 有效水深4.5 m， 水力停留時(shí)間為6.27 h， 污泥濃度為6 g／L， 采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)布水方式， 盡可能使其布水均勻。

（5） 接觸氧化池。 半地上鋼砼結(jié)構(gòu)， 池體尺寸為12.0 m×10.0 m×5.0 m， 有效水深4.5 m， 水力停留時(shí)間為12.98 h， 容積負(fù)荷為0.735 kg［BOD5］／（m3·d）， 曝氣量為8.32 m3／min， 氣水比為12 ∶1，生物填料高度為3.0 m， 直徑為150 mm。

（6） 二沉池。 半地上鋼砼結(jié)構(gòu)， 池體尺寸為8.8 m×5.0 m×5.0 m， 有效水深4.0 m， 有效泥深1.0 m， 表面負(fù)荷為0.945 m3／（m2·h）， 污泥回流比為10%。

5 運(yùn)行效果

該工程自建成投入使用以來(lái)， 調(diào)試期間各工藝處理單元運(yùn)行正常。 穩(wěn)定運(yùn)行后， 本工程出水水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果如表2 所示。

表2 實(shí)測(cè)出水水質(zhì)Tab. 2 Actual effluent water characteristics

由表2 可知， 本工程各項(xiàng)出水指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)排放值（即南縣排水管網(wǎng)污廢水接管標(biāo)準(zhǔn)）。 其中2020 年3 月出水COD、 BOD5濃度較高的原因可能是： 水解酸化池與接觸氧化池中的生物處于活性恢復(fù)階段， 廢水處理效果相對(duì)較差。

6 處理成本

該工程主要處理費(fèi)用為藥劑費(fèi)和電費(fèi)， 噸水電費(fèi)為0.264 元， 噸水藥劑費(fèi)為0.169 元， 則本工程噸水處理成本為0.433 元。

7 結(jié)語(yǔ)

本工程采用溶氣氣浮-水解酸化-接觸氧化的組合工藝對(duì)食品加工綜合廢水進(jìn)行處理， 工藝處理效果良好， 系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定， 各項(xiàng)出水指標(biāo)均達(dá)到當(dāng)?shù)厥姓鬯幚韽S的設(shè)計(jì)進(jìn)水要求； 噸水處理成本為0.433 元， 相對(duì)較低。 本工程的成功運(yùn)行可為同類食品加工綜合廢水處理工程的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供借鑒。