李尚月，余建朋，況 力，饒思源

（1.機(jī)械工業(yè)第三設(shè)計(jì)研究院，重慶400039；2.重慶水務(wù)集團(tuán)股份有限公司，重慶400020）

食品加工過程中有大量的副產(chǎn)物和廢棄物產(chǎn)生，而且用水量很大，廢水排放量也很大。食品工業(yè)廢水主要來源于3個(gè)生產(chǎn)工段：一是原料清洗工段，廢水含大量懸浮物；二是生產(chǎn)工段，原料中未利用的部分進(jìn)入廢水中，含有大量有機(jī)物；三是成形工段，使用了各種食品添加劑，一部分流失進(jìn)入廢水，使廢水化學(xué)成分復(fù)雜。

食品工業(yè)廢水的特點(diǎn)主要體現(xiàn)6個(gè)方面：1）廢水量大小不一；2）生產(chǎn)隨季節(jié)變化，廢水水質(zhì)水量也隨季節(jié)變化；3）廢水中可生物降解成分多；4）廢水中含各種微生物，包括致病微生物，廢水易腐敗發(fā)臭；5）高濃度廢水多，其BOD濃度在500mg／L以上的情況很多，其中有濃度高達(dá)數(shù)萬毫克每升的，亦并不罕見；6）廢水中氮、磷含量較高。

1 廢水水質(zhì)、水量及工藝選擇

1.1 廢水水質(zhì)、水量

彭水縣某工業(yè)園區(qū)企業(yè)為農(nóng)副產(chǎn)品深加工和食品加工類型企業(yè)，所排放的廢水主要包括園區(qū)內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)廢水、園區(qū)內(nèi)居民區(qū)及公共場所生活廢水。廢水的主要成分為食品工業(yè)廢水，隨季節(jié)、制作工藝的變化而變化，廢水中含有大量的有機(jī)物，易腐敗，不含有害物質(zhì)，屬于中高濃度廢水。

對于企業(yè)生產(chǎn)廢水，要求第二類污染物達(dá)到GB8978－1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》第二類污染物最高允許排放濃度的三級標(biāo)準(zhǔn)后，才允許排入工業(yè)園區(qū)污水管網(wǎng)系統(tǒng)，但是，由于園區(qū)采用標(biāo)準(zhǔn)廠房，入駐企業(yè)多采用作坊式生產(chǎn)，所排放的廢水一般情況下未經(jīng)過預(yù)處理（或預(yù)處理后不一定達(dá)到三級標(biāo)準(zhǔn)）就直接排入園區(qū)污水處理廠，造成園區(qū)污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)濃度偏高。

工業(yè)園區(qū)的污水經(jīng)污水處理廠處理達(dá)標(biāo)后排入郁江，達(dá)到GB8978－1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)。園區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見表1

表1 污水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)

根據(jù)工業(yè)園區(qū)發(fā)展情況和企業(yè)入住情況，預(yù)計(jì)到2015年，廢水排放量將達(dá)到3 000t／d左右，園區(qū)污水處理廠遠(yuǎn)期建設(shè)規(guī)模擴(kuò)建至6 000t／d。

1.2 處理系統(tǒng)工藝選擇

目前處理城市廢水主要采用生化處理法，但由于該工業(yè)園區(qū)污水處理廠的原水大部分來自食品工業(yè)，廢水的有機(jī)物濃度較高，因此必須經(jīng)一定預(yù)處理后再進(jìn)行生化處理。預(yù)處理工藝采用混凝沉淀法，加少量的混凝劑可去除廢水中50%以上的有機(jī)物。

處理中高濃度的有機(jī)廢水常常需要在好氧處理系統(tǒng)前段設(shè)置厭氧預(yù)處理段，水解酸化可以將廢水中的難降解的大分子有機(jī)物分解成易降解的小分子有機(jī)物，水力停留時(shí)間較短，只部分降解有機(jī)物，達(dá)到降低好氧生物階段的負(fù)荷、改善廢水營養(yǎng)平衡的目的。

好氧處理系統(tǒng)采用循環(huán)式活性污泥法處理工藝，即CAST工藝，指設(shè)有生物選擇器及兼氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)的可變?nèi)莘e反應(yīng)池，生物選擇器可有效防止污泥膨脹，以序批曝氣—非曝氣方式運(yùn)行的間歇式活性污泥處理工藝，在一個(gè)反應(yīng)器中完成有機(jī)污染物的生物降解和泥水分離的處理功能。它的循環(huán)操作運(yùn)行過程包括以下四個(gè)階段：充水－曝氣階段、沉淀階段、潷水（上清液排出）、閑置階段。CAST工藝具有運(yùn)行方式靈活、占地面積小、耐沖擊負(fù)荷，適合小規(guī)模污水的生化處理。

通過以上分析，最終確定選用混凝沉淀—水解酸化—CAST工藝的組合工藝技術(shù)作為該工業(yè)園區(qū)污水處理廠處理工藝。該組合工藝是一種有效的、合理的優(yōu)化工藝，運(yùn)用此組合工藝處理后，污水污染物排放濃度可達(dá)到GB8978－1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)。擬建項(xiàng)目污水治理分級去除效果見表2。

表2 廢水中污染物分級去除效果

2 工藝流程及主要構(gòu)筑物

2.1 工藝流程

混凝沉淀—水解酸化—CAST工藝流程見圖1。

圖1 園區(qū)污水處理廠工藝流程圖

2.2 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

根據(jù)工程規(guī)模及分期安排，格柵井、調(diào)節(jié)池、鼓風(fēng)機(jī)房、接觸消毒池和污泥脫水機(jī)房按遠(yuǎn)期（6 000 m3／d）設(shè)計(jì)，其它構(gòu)筑物按近期（3 000m3／d）設(shè)計(jì)。主體構(gòu)筑物見表3。

表3 主體構(gòu)筑物一覽表

2.2.1 格柵井

格柵井是污水處理廠內(nèi)工藝流程的最前端構(gòu)筑物，其作用為攔截污水中的垃圾渣子，保證污水提升泵能夠正常運(yùn)行。為保證事故排放，設(shè)置了安全溢流口。

2.2.2 調(diào)節(jié)池

根據(jù)污水水量和水質(zhì)實(shí)際情況，為保證污水處理廠生產(chǎn)設(shè)施的正常穩(wěn)定運(yùn)行，在污水處理廠內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)池，起到均質(zhì)、均量的作用。水力停留時(shí)間8h，有效池容1 000m3。

2.2.3 混凝沉淀池

投加PAC和PAM通過機(jī)械攪拌進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間分別為3min，再進(jìn)行絮凝反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為15min，絮凝反應(yīng)后的污水進(jìn)入混凝沉淀池。

沉淀池將絮凝反應(yīng)后的混合液進(jìn)行固液分離后，澄清水進(jìn)入水解酸化池。本工程沉淀池采用平流式沉淀池，采用桁車式刮泥刮渣機(jī)。平流沉淀池具有沉淀效率高、停留時(shí)間短、占地少、去除浮油等優(yōu)點(diǎn)。

為節(jié)約工程投資，平流式沉淀池采用與混凝反應(yīng)池合建的一體式構(gòu)筑物。

2.2.4 貯泥池

貯泥池作為臨時(shí)貯存污泥的作用，貯泥池的污泥通過潛污泵抽至污泥脫水機(jī)房，平流式沉淀池的污泥和CAST池的剩余污泥排至貯泥池。

2.2.5 水解酸化池

水解酸化池是一種新型的厭氧反應(yīng)器，將厭氧水解處理作為各種生化處理的預(yù)處理工藝，由于不需充氧曝氣而大大降低了運(yùn)行成本，有效提高污水的可生化性，降低后續(xù)生物處理階段的負(fù)荷，大大減少了后續(xù)好氧處理工藝的曝氣量，降低工程投資和運(yùn)行費(fèi)用。停留時(shí)間8h，有效池容667m3。

2.2.6 CAST生物處理池

CAST生物處理池分為生物選擇區(qū)、厭氧區(qū)和好氧主反應(yīng)區(qū)二個(gè)部分。其中選擇區(qū)容積占單格總?cè)莘e15%。進(jìn)水與回流污泥充分混合后進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)。每個(gè)選擇區(qū)內(nèi)設(shè)有1個(gè)潛水?dāng)嚢杵?。厭氧區(qū)污水通過厭氧區(qū)與主反應(yīng)區(qū)之間的隔墻底部開孔緩慢進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)，主反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有微孔曝氣器。污水在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)過周期性充水、曝氣、沉淀、排水、閑置等階段得到凈化。工程設(shè)計(jì)兩個(gè)CAST池，每格池設(shè)剩余污泥泵1臺、回流污泥泵1臺；底部微孔曝氣器采用管式微孔曝氣器；主反應(yīng)區(qū)撇水采用旋轉(zhuǎn)式潷水器，每格設(shè)1臺。

根據(jù)自控程序周期性運(yùn)行。循環(huán)時(shí)間為8h，其中充水4h、曝氣6h、沉淀1h、排水1h，進(jìn)水同時(shí)進(jìn)行污泥回流，剩余污泥的排放在沉淀結(jié)束后進(jìn)行。污泥負(fù)荷：Ns＝0.11kg BOD5／kgMLSS·d，污泥濃度：MLSS＝3 500mg／L，污泥齡：t＝15d。

2.2.7 接觸消毒池

接觸消毒是為了殺滅污水中的致病細(xì)菌，消毒系統(tǒng)采用二氧化氯消毒法。接觸消毒池的池容按遠(yuǎn)期平均流量設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)流量：Q＝500m3／h（潷水器單臺流量），接觸時(shí)間：t＝30min，有效池容：V＝250m3，運(yùn)行方式：間歇消毒。

2.2.8 柴油發(fā)電機(jī)房及鼓風(fēng)機(jī)房

鼓風(fēng)機(jī)房和變配電間合建，預(yù)留遠(yuǎn)期設(shè)備位置。鼓風(fēng)機(jī)房考慮隔音降噪措施。

2.2.9 污泥脫水間

污泥脫水間設(shè)污泥帶式濃縮脫水一體機(jī)及配套設(shè)備，保證污泥能及時(shí)被處理，可以有效防止污泥的二次污染。污泥脫水機(jī)房內(nèi)預(yù)留遠(yuǎn)期設(shè)備位置。

2.2.10 加藥間

加藥間內(nèi)設(shè)加氯系統(tǒng)、混凝劑投加系統(tǒng)和輔助營養(yǎng)物質(zhì)投加系統(tǒng)。加氯系統(tǒng)包括二氧化氯發(fā)生器和配套設(shè)備；混凝劑投加系統(tǒng)，包括PAC投加系統(tǒng)和PAM投加系統(tǒng)；輔助營養(yǎng)物質(zhì)投加系統(tǒng)包括投加酸堿、投加碳源、投加除磷劑等，工業(yè)廢水成分復(fù)雜，設(shè)置輔助營養(yǎng)物質(zhì)投加系統(tǒng)目的是保證微生物生長的環(huán)境和營養(yǎng)配比。

加藥間和污泥脫水機(jī)房合建，包括原材料庫房和設(shè)備間。土建按遠(yuǎn)期建設(shè)，并預(yù)留遠(yuǎn)期設(shè)備位置。

3 工程投資及成本分析

3.1 工程投資

彭水某食品工業(yè)園污水處理廠工程總投資預(yù)算為1 948.67萬元，其中：第一部分工程費(fèi)用1 355.67萬元，工程建設(shè)其他費(fèi)用448.65萬元，基本預(yù)備費(fèi)用144.35萬元。

3.2 成本分析

處理每噸廢水的各項(xiàng)直接運(yùn)行費(fèi)用見表4。

表4 處理每噸廢水的各項(xiàng)直接運(yùn)行費(fèi)用

4 結(jié) 語

①混凝沉淀—水解酸化—CAST工藝技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，運(yùn)行可靠，適用于治理食品工業(yè)廢水。

②按近期規(guī)模計(jì)算各污染物削減量為：CODCr686.2噸／年，BOD5423.4噸／年，SS 277.4噸／年，NH3－N14.6噸／年，對于水體污染物的減排起到一定的貢獻(xiàn)。

③ 實(shí)施工業(yè)園區(qū)污水處理廠工程，有效確保園區(qū)工業(yè)廢水實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，保護(hù)郁江和烏江免受污染，同時(shí)對保護(hù)三峽庫區(qū)的水體質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境具有積極作用。

④ 工程運(yùn)行費(fèi)用較低，單位水量直接運(yùn)行費(fèi)用僅為0.43元／m3污水。

［1］ 唐受印，戴友芝.食品工業(yè)廢水處理［M］.化學(xué)工業(yè)出版社.

［2］ 赫桂珍，高永.水解酸化＋SBR工藝在啤酒廢水處理中的應(yīng)用［J］.河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，23（04）：35－37.

［3］ 崔成武，江波.水解酸化－CASS工藝處理計(jì)劃生育用藥廢水［J］.給水排水，2005，31（12）：59－60.

［4］ 許吉現(xiàn)，胡卜元.混凝沉淀－水解酸化－SBR工藝處理乳品廢水［J］.中國給水排水，2007，23（6）：71－74.