氣浮/水解酸化/接觸氧化工藝處理粉類(lèi)、肉類(lèi)食品加工廢水
某食品公司主要生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)冬粉、真空油炸以及肉類(lèi)食品。其中粉類(lèi)廢水主要由蒸煮過(guò)程以及冷卻過(guò)程排放組成;肉類(lèi)廢水主要由加工清洗、蒸煮以及器具、地板沖洗等過(guò)程排放組成。工業(yè)廢水中的CODcr濃度高達3500mg/L,BOD5濃度達到1500mg/L,廢水中各種有機物含量均較高,且廢水的BOD5/COD為0.4左右,可生化性較好,屬可生物降解。
同時(shí)該廢水又含有氨氮、固體懸浮物以及少量碎肉毛發(fā)等,若廢水僅僅只通過(guò)好氧處理的話(huà),難以達到相關(guān)標準要求。采用組合氣浮工序對廢水中的油脂、SS有很好的去除效果,同時(shí)對于部分COD、氨氮也均有一定的去除率,為降低后端工序的負荷起到保障作用;對于廢水中的有機物以及氨氮,則選擇水解酸化+生物接觸氧化來(lái)去除,將有機物轉成CO2和H2O,且生物接觸氧化法的有機負荷較常規活性污泥法大,耐沖擊強,同時(shí)利用硝化菌與反硝化菌將氨氮轉換成氮氣,從而降低廢水中的有機物和氨氮的濃度。因此,采用氣浮+水解酸化+生物接觸氧化為主體的生化處理工藝較合理。
1水量、水質(zhì)
廠(chǎng)區廢水主要由粉類(lèi)加工、肉類(lèi)加工以及部分生活污水組成,生產(chǎn)廢水并沒(méi)有比較明顯的季節性,但廢水量在一日之中比較集中在白天,廢水產(chǎn)生量為1000m3/d,經(jīng)過(guò)調解處理后,污水系統平均處理42m3/h。
廢水的COD、BOD、氨氮、SS等指標均較高,廢水中富含蛋白質(zhì)和油脂。根據實(shí)測的數據,其進(jìn)水水質(zhì)和達標出水水質(zhì)情況見(jiàn)表1。
2工藝流程及主要構筑物參數
本工程的工藝流程如圖1所示。
(1)廠(chǎng)區的廢水通過(guò)廠(chǎng)區管網(wǎng)收集后排至機械格柵井,去除較大懸浮雜物。
(2)格柵井出水靠重力進(jìn)入綜合調節池,在調節池中設置預曝氣系統,可迅速且高效的對水量、水質(zhì)進(jìn)行中和調節,后用泵提升至氣浮池。
(3)在氣浮池中投加正確混凝劑和絮凝劑,結合溶氣設備產(chǎn)生的大量細泡去除細小懸浮物、COD、油脂,對BOD也有一定的去除效果,油類(lèi)以及細小懸浮物上浮至液體表面,通過(guò)刮渣至集泥槽,泥渣靠重力排入污泥濃縮池,上清液則重力流進(jìn)入水解酸化池。
(4)廢水通過(guò)布水渠進(jìn)入水解酸化池后,缺氧型微生物在缺氧狀態(tài)下可將大分子有機物分解成小分子有機物,降低后續好氧處理的負荷,同時(shí)對COD、BOD、NH3-N等污染物也有著(zhù)顯著(zhù)的去除效果。
(5)水解酸化池出水重力流進(jìn)入生物接觸氧化池,在有充足溶解氧的條件下,好氧菌的吸附降解有機物,將有機物分解成CO2和HO2。
(6)泥水混合物進(jìn)入豎流沉淀池,進(jìn)行泥水分離,上清液則通過(guò)排水渠進(jìn)入標準化排放口,污泥則定時(shí)通過(guò)污泥回流泵泵至前段生化系統或將剩余污泥排至污泥濃縮池。
污泥濃縮池通過(guò)污泥泵將污泥泵至污泥脫水機,泥餅定期外運處理。
3主要構筑物及運行效果
3.1機械格柵井
格柵井設置回轉式格柵除污機,用以截留廢水中顆粒較大的懸浮物或漂浮物,如小碎肉、塑料膜、小木條、破布等能夠堵塞或磨損水泵和管道的物質(zhì),以減輕后續處理設施的處理負荷。格柵井的尺寸為2.5m×0.6m×3.0m,有效水深0.5m。
3.2預曝氣調節池
廢水日排放水量、水質(zhì)波動(dòng)較大,而且含有較多雜質(zhì),故設調節池,附以鼓風(fēng)曝氣作為攪拌動(dòng)力,從而起到調節水量和均勻水質(zhì)的作用,保證進(jìn)入后續處理單元的水量水質(zhì)恒定,有利于后續處理工藝的連續、穩定、可靠運行。調節池尺寸為43.0m×7.0m×5.5m,有效水深3.0m,停留時(shí)間為10.7h。
3.3組合氣浮池
由于廢水中含有一定量的油脂和固體懸浮物,這類(lèi)污染物在調節池中并不能很好的被去除,為避免油脂進(jìn)入后續生化處理單元后裹住生物膜或活性污泥,從而影響傳質(zhì),造成生化階段處理效率降低,故設置氣浮池進(jìn)一步去除廢水中的COD、SS、油脂及部分氨氮,有利于降低后續工藝的處理負荷。單臺設備尺寸5.7m×3.1m×2.5m。
3.4水解酸化池
廢水通過(guò)布水渠進(jìn)入水解酸化池,于水解酸化池中設置填料,將其作為生物膜的載體,在潛水攪拌機的作用下,生物細菌與污水更好地進(jìn)行混合,微生物可將大分子有機物分解成小分子有機物,降低后續好氧處理的負荷,對COD、BOD、NH3-N等污染物也有著(zhù)顯著(zhù)的去除效果。同時(shí),池底設有排泥管,可定期將污泥排至污泥濃縮池。水解酸化池尺寸13.0m×7.75m×5.5m,有效水深5.0m,停留時(shí)間為12.0h。
接種的污泥采用經(jīng)生物接觸氧化池活化后的城市污水廠(chǎng)的污泥進(jìn)行掛膜。投加量為30t,經(jīng)過(guò)90d的馴化運行,池內濃度達到4000mg/L。水解酸化池在90d的運行結果如下:前期對CODcr的去除率基本在8%左右;后期當隨著(zhù)污泥的日益生長(cháng),當進(jìn)水CODcr的濃度控制在1800mg/L左右時(shí),去除率穩定在20%。在此過(guò)程中,取水解酸化池進(jìn)行觀(guān)察,從第一格到最后一格,污泥逐步由絮狀污泥轉化為細小的顆粒對COD的去除率較為穩定。
3.5生物接觸氧化池
水解酸化池出水在經(jīng)過(guò)布水渠后進(jìn)入生物接觸氧化池,在曝氣池中設置填料,將其作為生物膜的載體。待處理的廢水經(jīng)充氧后以一定流速流經(jīng)填料,與生物膜接觸,在生物膜與懸浮的活性污泥共同作用下,達到凈化廢水的作用。在好氧菌新陳代謝下,通過(guò)吸附降解有機物,將有機物分解成CO2和H2O。生物接觸氧化池尺寸13.0m×10.6m×5.5m,有效水深4.5m,停留時(shí)間為16.0h。
接種的污泥采用城市污水廠(chǎng)的污泥,經(jīng)人工投加至好氧池中,投加量為20t,經(jīng)過(guò)90d的馴化運行,池內濃度達到3300mg/L,生物接觸氧化池在90d的運行結果如下:前30d對CODcr的去除率基本在45%左右;當進(jìn)水CODcr在500~1400mg/L時(shí),CODcr的去除率穩定在65%左右。在此過(guò)程中,去好氧池污泥進(jìn)行觀(guān)察,污泥顏色為棕褐色。此時(shí),系統對CODcr有較穩定的去除效率。
系統于2015年6月開(kāi)始調試,通過(guò)3個(gè)多月的調試,系統各單元運行穩定。經(jīng)監測,生物接觸氧化池單元處理效果見(jiàn)表2。
從表2可以看出,生物接觸氧化池對CODcr處理效果達到《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)三級標準。
3.6豎流沉淀池
作為二級沉淀泥水分離設備,主要進(jìn)行更高效的泥水分離,使出水上清液達標。沉淀池尺寸10.0m×5.0m×5.5m,停留時(shí)間2.62h。
4運行成本分析
該工程的運營(yíng)費主要包括電費、藥劑費和人工費:
電費:廢水處理站每天耗電約700千瓦時(shí),每千瓦時(shí)電按照0.55元計算,電費為385元,折合為0.385元/m3˙水。
藥劑費:主要是聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺兩種藥劑,日耗藥劑費為850元,折合為0.85元/m3˙水。
人工費:污水處理站定員3人,每人每年36000元,折合0.3元/m3˙水。
直接運行費用:1535元/天,折合1.535元/m3˙水。
5結論
(1)采用“氣浮+水解酸化+接觸氧化”工藝處理粉類(lèi)肉類(lèi)混合廢水,出水CODcr、BOD5等污染物均能達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)三級標準。
(2)該系統主要依靠水解酸化/生物接觸氧化處理廢水,出水穩定達標,運行費用較低,處理成本1.535元/m3˙水。
(3)生物接觸氧化池中,既有附著(zhù)生長(cháng)的微生物膜,又有懸浮生長(cháng)的微生物菌群。池中微生物更為豐富,使得系統具有更強的穩定性和適應性。污染物通過(guò)與生物膜上的微生物和懸浮生長(cháng)的微生物之間接觸而被吸收降解,同時(shí)通過(guò)生物膜上產(chǎn)生局部缺氧好氧環(huán)境,在生物膜內可以產(chǎn)生硝化反硝化作用。因此,生物接觸氧化法對氨氮也有較好的去除效果。