黃慶飛 陳志宏 盧政旗

【摘 要】乳制品生產(chǎn)廢水主要含有機(jī)物、油脂和懸浮物等成分，適宜采用生物法處理。文章采用“ABR厭氧反應(yīng)池+生物接觸氧化池”處理工藝，實際運(yùn)行表明，該工藝處理效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、操作管理簡便，廢水處理后達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)的要求。

【關(guān)鍵詞】乳制品生產(chǎn)；廢水；廢水處理；達(dá)標(biāo)

【中圖分類號】X792 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）06-0071-04

0 引言

乳制品生產(chǎn)廢水主要含有機(jī)物、油脂和懸浮物等成分，排放入水體后會很快降解，造成對環(huán)境的污染。以前對乳制品生產(chǎn)廢水的處理方法一般采用的是物化法（氣浮、混凝沉淀、吸附等），去除效果不好，運(yùn)行費(fèi)用高，管理不便，而采用單純的好氧生物處理法，其對有機(jī)物的去除效果雖然較好，但運(yùn)行費(fèi)用較高，經(jīng)濟(jì)不合算。本工程選用“ABR厭氧反應(yīng)池+生物接觸氧化池”處理工藝，處理效率高，運(yùn)行費(fèi)用低，操作管理非常簡便，廢水處理后達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 （GB 8978—1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1 廢水來源、水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn)

1.1 廢水來源、水質(zhì)、水量

本工程乳制品生產(chǎn)項目主要產(chǎn)品是酸牛奶、巴氏殺菌奶、調(diào)制奶和乳飲料等品種，在乳制品生產(chǎn)過程中排放的廢水主要包括以下幾個部分：預(yù)處理車間、殺菌車間和灌裝車間的設(shè)備、儲奶罐及物料管道清洗排放的廢水，包裝容器（玻璃瓶）的刷洗排放的廢水，以及車間內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生的沖洗排放的廢水。污染物中的有機(jī)物、油脂、懸浮物等，可生化性很好，不含有毒有害物質(zhì)，呈現(xiàn)乳白色，COD濃度在1 000～

1 500 mg/L范圍，屬中低濃度有機(jī)廢水，污水處理設(shè)施按最大處理能力400 m3/d設(shè)計，其廢水水質(zhì)特性見表1。

1.2 處理要求及排放標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)本工程的實際情況，按照環(huán)保主管部門對項目環(huán)境影響報告批復(fù)的要求，廢水處理后必須達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)的要求[1]。排放標(biāo)準(zhǔn)見表2。

2 廢水處理工藝流程

2.1 工藝概述

本工藝流程設(shè)施主要包括沉砂井、應(yīng)急事故池、調(diào)節(jié)池、隔油池、ABR厭氧反應(yīng)池、生物接觸氧化池、豎流式沉淀池、污泥池、清水回用池、化學(xué)品調(diào)節(jié)罐等工序。

2.2 工藝流程簡述

工藝流程簡圖如圖1所示。

車間廢水由排水系統(tǒng)（含沉砂井）收集后進(jìn)入格柵池，去除漂浮物、雜質(zhì)；由泵提升進(jìn)入六級隔油池，在隔油池內(nèi)進(jìn)行油水分離，去除大部分油污；隔油池出水自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行水質(zhì)水量及pH的調(diào)節(jié)；經(jīng)調(diào)節(jié)后的廢水由提升泵泵入ABR厭氧池，大部分有機(jī)物在厭氧菌的作用下降解；厭氧出水流入生物接觸氧化池，在曝氣條件下廢水中的有機(jī)污染物與好氧微生物充分接觸，廢水中絕大部分有機(jī)污染物被降解除去；出水經(jīng)過豎流式沉淀池后排出上清液，一路經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)排放口監(jiān)測合格后達(dá)標(biāo)外排；剩下一部分自流入回用清水池，用于廁所沖洗用水和鍋爐燃燒機(jī)冷卻用水。

定期清理格柵截留下的雜物、浮渣，傾倒至垃圾場。隔油池的油污也需定期清理。沉淀池污泥由于大部分回流，剩余污泥較少，半月排一次，排至污泥消化池進(jìn)行濃縮消化，消化后經(jīng)污泥泵到污泥干化場處理作為植物肥料。

3 工程設(shè)施

3.1 應(yīng)急事故池

應(yīng)急事故池用于應(yīng)對突發(fā)事件，作為應(yīng)急處理設(shè)施。當(dāng)發(fā)生突發(fā)事件或者廢水處理設(shè)備維修停機(jī)時，生產(chǎn)廢水排入應(yīng)急事故池臨時儲存。

3.2 格柵井

在集水井后設(shè)置格柵，攔截廢水中的吸管、瓶蓋等雜物，使后續(xù)處理構(gòu)筑物能正常運(yùn)行。

3.3 隔油池

隔油池共設(shè)有6級，每一級池的出水管口低于廢水水面，起到阻隔漂浮物的作用，通過隔油池去除大部分油脂和漂浮物。

3.4 調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池主要用于調(diào)節(jié)廢水pH值、平衡水質(zhì)指標(biāo)，為混合廢水提供約12 h的調(diào)節(jié)和預(yù)酸化時間，準(zhǔn)確保證廢水進(jìn)入ABR厭氧反應(yīng)器所需要的pH條件。

3.5 ABR厭氧反應(yīng)池

ABR厭氧折流板反應(yīng)器（Anaerobic BaffLted Reactor簡稱ABR）工藝是由美國stanford大學(xué)的McCarty等人在總結(jié)了各種第二代厭氧反應(yīng)器處理工藝特點(diǎn)性能的基礎(chǔ)上開發(fā)和研制的一種高效新型的厭氧污水生物處理技術(shù)。由于在反應(yīng)器中使用一系列垂直安裝的折流板，將反應(yīng)器分隔成串聯(lián)的幾個反應(yīng)室，每個反應(yīng)室都可以看作一個相對獨(dú)立的上流式污泥床系統(tǒng)（UpfLow SLudge Bed，USB）。首先，被處理的廢水在反應(yīng)器內(nèi)沿折流板作上下流動，依次通過每個反應(yīng)室的污泥床，廢水中的有機(jī)基質(zhì)通過與微生物接觸而得到去除。借助處理過程中反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的氣體使反應(yīng)器內(nèi)的微生物固體在折流板所形成的各個隔室內(nèi)作上下膨脹和沉淀運(yùn)動，而整個反應(yīng)器內(nèi)的水流則以較慢的速度作水平流動。水流繞折流板流動而使水流在反應(yīng)器內(nèi)的流經(jīng)的總長度增加，再加之折流板的阻擋及污泥的沉降作用，生物固體被有效地截留在反應(yīng)器內(nèi)。因此，ABR反應(yīng)器的水力流態(tài)更接近推流式。其次，由于折流板在反應(yīng)器中形成各自獨(dú)立的隔室，每個隔室可以根據(jù)進(jìn)入底物的不同而培養(yǎng)出與之相適應(yīng)的微生物群落，從而使得厭氧反應(yīng)產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相沿程得到了分離，使ABR反應(yīng)器在整體性能上相當(dāng)于一個兩相厭氧系統(tǒng)，實現(xiàn)了相的分離，兩大類厭氧菌群可以各自生長在最適宜的環(huán)境條件下，有利于充分發(fā)揮厭氧菌群的活性，提高了系統(tǒng)的處理效果和運(yùn)行的穩(wěn)定性。最后，ABR反應(yīng)器可以將每個隔室產(chǎn)生的沼氣單獨(dú)排放，從而避免了厭氧過程不同階段產(chǎn)生的氣體相互混合，尤其是酸化過程中產(chǎn)生的H2可先行排放，利于產(chǎn)甲烷階段中丙酸、丁酸等中間代謝產(chǎn)物在較低的H2分壓下順利的轉(zhuǎn)化[2-3]。

ABR厭氧反應(yīng)池是本污水處理工程中2個最關(guān)鍵的處理環(huán)節(jié)的第一關(guān)，運(yùn)行是否正常直接影響后續(xù)流程的處理效果，并直接影響水質(zhì)排放指標(biāo)。因此，在工程建設(shè)時，我們采取了以下措施，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。

（1）設(shè)置串聯(lián)式六級隔室，每個隔室之間留有緩沖過道，使上一級隔室流入下一級隔室時以上流下進(jìn)的折流方式流動，保持水流平穩(wěn)，不會對生物膜造成沖擊。串聯(lián)式六級隔室，水流繞折流板流動而使水流在反應(yīng)器內(nèi)流經(jīng)的總長度增加，一是增加了厭氧菌降解有機(jī)物的時間，二是多級隔室使不同的厭氧菌群可以得到最適宜各自生長的環(huán)境條件，有利于充分發(fā)揮厭氧菌群的活性，從而提高系統(tǒng)的處理效果和運(yùn)行的穩(wěn)定性。根據(jù)地形情況，反應(yīng)池建成半埋地式，高出地面2 m。

（2）反應(yīng)器內(nèi)放置填料，增加生物反應(yīng)膜面積。具體做法是在每一個隔室內(nèi)綁掛夾有PP絲毛的填料繩，有機(jī)物和微生物在填料繩形成生物膜，大大增加生物反應(yīng)膜的面積，使厭氧菌擁有更多的生長空間，有利于厭氧菌的繁殖，提高系統(tǒng)處理的效率和運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.6 生物接觸氧化池

生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，兼具活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)，其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動狀態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸。生物接觸氧化法凈化廢水的基本原理與一般生物膜法相同，就是以生物膜吸附廢水中的有機(jī)物，在有氧的條件下，有機(jī)物由微生物氧化分解，廢水得到凈化[4]。相比于傳統(tǒng)的活性污泥法及生物濾池法，它具有比表面積大、污泥濃度高、污泥齡長、氧利用率高、節(jié)省動力消耗、污泥產(chǎn)量少、運(yùn)行費(fèi)用低、設(shè)備易操作、易維修等工藝優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外得到廣泛的研究與應(yīng)用[5]。在可生化條件下，不論應(yīng)用于工業(yè)廢水還是養(yǎng)殖污水、生活污水的處理，都取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。該工藝具有高效節(jié)能、占地面積小、耐沖擊負(fù)荷、運(yùn)行管理方便等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的污水處理系統(tǒng)。

生物接觸氧化池是本污水處理工程中兩個最關(guān)鍵的處理環(huán)節(jié)的第二關(guān)，在這里氨/氮、亞硝酸、硝酸鹽、硫化氰等有害物質(zhì)都將得到去除，對以后流程中水質(zhì)的進(jìn)一步處理將起到關(guān)鍵作用，并直接影響水質(zhì)排放指標(biāo)。

為保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，本工程采取以下優(yōu)化措施。

（1）設(shè)置兩級生物接觸氧化池，兩級池前面都設(shè)置過道，水流以上流下進(jìn)的折流方式進(jìn)入氧化池，保持水流平穩(wěn)，不會對生物膜造成沖擊，同時水流在氧化池內(nèi)流經(jīng)的總長度增加，使有機(jī)物氧化降解的時間增加，保證系統(tǒng)處理效果。

（2）氧化池內(nèi)掛上夾有PP絲毛的填料繩。生物接觸氧化池內(nèi)的生物膜是由菌膠團(tuán)、絲狀菌、真菌、原生動物和后生動物組成的。在池內(nèi)掛上填料繩，有利于菌膠團(tuán)、絲狀菌、真菌、原生動物和后生動物在填料繩上形成生物膜。在活性污泥法中，絲狀菌常常是影響正常生物凈化作用的主要因素；而在生物接觸氧化池中，絲狀菌在填料空隙間呈立體結(jié)構(gòu)，大大增加了生物相與廢水的接觸表面，對水質(zhì)負(fù)荷變化有較大的適應(yīng)性，從而提高凈化能力，并具有較大的抗沖擊性。

（3）配置2臺羅茨鼓風(fēng)機(jī)交替使用，保證穩(wěn)定給氧化池輸送空氣。輸送空氣有2個作用：一是提供足夠的氧氣滿足耗氧菌和原生動物及后生動物的生長繁殖需要。二是通過曝氣形成沖涮作用，使老化的生物膜脫落，促進(jìn)新生物膜的生長。當(dāng)生物膜生長至一定厚度后，填料壁的微生物會因缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，所產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會使這些老化的生物膜脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長。此時，脫落的生物膜將隨出水流出池外，通過沉淀池把脫落的生物膜污泥收集。

3.7 豎流式沉淀池

沉淀池設(shè)計為底部斜板漏斗的豎流式沉淀池。生物接觸氧化池出水進(jìn)入沉淀池進(jìn)水管，進(jìn)水管固定在沉淀池中間，管口深入沉淀池底部，水從底部漏斗中間進(jìn)入沉淀池，慢慢向四周由下向上以豎流的方式流動，在豎流的過程中懸浮物沉降到底部漏斗，澄清后的廢水通過沉淀池四周的集水槽流入清水池，沉降的污泥定時回流到生物接觸氧化池。

3.8 污泥濃縮池

沉淀池泵出的污泥大部分回流到生物接觸氧化池內(nèi)，使氧化池內(nèi)微生物菌保持平衡，剩余少部分污泥排入此池，在此集中沉淀濃縮后泵到污泥干化場。

3.9 清水池

沉淀池出水流入清水池，清水池作為清水回用的集水池，起到緩沖作用。

3.10 酸罐

本工程污水處理過程中需要投加的化學(xué)品是酸，按照來水情況，偏堿性的污水pH值要調(diào)節(jié)至中性，酸的消耗主要是鹽酸。

4 系統(tǒng)運(yùn)行處理效果與分析

4.1 系統(tǒng)運(yùn)行效果

系統(tǒng)設(shè)有專職人員操作維護(hù)，各級處理設(shè)施運(yùn)行正常，監(jiān)測結(jié)果見表3。

從監(jiān)測結(jié)果看，廢水經(jīng)過處理后，各項指標(biāo)均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4.2 運(yùn)行效果分析

為了更直觀地觀察結(jié)果，我們通過對最有代表性的COD指標(biāo)的監(jiān)測來分析系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

4.2.1 系統(tǒng)運(yùn)行COD監(jiān)測數(shù)據(jù)

系統(tǒng)運(yùn)行COD監(jiān)測數(shù)據(jù)見表4。

4.2.2 運(yùn)行效果分析與探討

（1）從表中數(shù)據(jù)可以看出，在進(jìn)水COD波動較大的情況下，系統(tǒng)能維持穩(wěn)定地運(yùn)行，調(diào)節(jié)池COD去除率為21%～46%，ABR池COD去除率為83%～90%，生物接觸氧化池COD去除率為63%～80%。

（2）進(jìn)水COD波動較大的情況下，ABR厭氧池出水口COD都保持在98.8 mg/L以下，排放口COD保持在33.2 mg/L以下，完全符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

（3）調(diào)節(jié)池COD去除率為21%～46%，表明調(diào)節(jié)池內(nèi)也存在微生物降解作用，而且作用較為顯著，這可能是因為采用間歇式方式生產(chǎn)，每天一班，因此廢水在調(diào)節(jié)池中有24 h的停留時間，為微生物的繁殖生長提供了條件，如果能保持這樣的去除率，新的工程中可以考慮這個環(huán)節(jié)的降解作用，從而節(jié)約投資。

（4）ABR厭氧池COD去除率為83%～90%，其出水口COD值在73.2～98.8 mg/L，此指標(biāo)已經(jīng)提前達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)，處理效率高，其原因有2個方面：一是六級隔室的設(shè)置使得廢水的微生物降解時間充足，不同的厭氧菌群得到各自最適宜的生長條件；二是填料繩的使用增加了生物膜的表面積，厭氧菌群有充足的生長繁殖空間。因此，在新的過程中可以考慮盡量增加隔室的級數(shù)和填料的體積來提高處理效率。

（5）生物接觸氧化池COD去除率為63%～80%，達(dá)到了預(yù)期的處理效果。此環(huán)節(jié)的生物膜是一個動態(tài)的平衡，老化的生物膜不斷脫落，新的生物膜不斷生長，從而達(dá)到一個動態(tài)平衡，輸送空氣的流量和壓力的控制對處理效果起到非常重要的作用。

此外，各監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)不是同步數(shù)據(jù)，即不是同一批廢水在各處理環(huán)節(jié)的值，而是系統(tǒng)各處理環(huán)節(jié)在同一時間的值，因此對運(yùn)行效果的分析會產(chǎn)生一定的影響，但由于是從實際運(yùn)行中取得的數(shù)據(jù)，還是有實際的意義。

4.3 經(jīng)處理廢水的利用

經(jīng)過處理的廢水各項指標(biāo)都低于排放標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)每天都有一部分用于廁所的沖洗用水和生物質(zhì)鍋爐燃燒機(jī)的冷卻用水，效果較好。

4.4 運(yùn)行費(fèi)用及系統(tǒng)維護(hù)

廢水處理的直接費(fèi)用主要是電費(fèi)和調(diào)節(jié)pH用酸的費(fèi)用，按目前每天一班實際生產(chǎn)負(fù)荷，處理廢水費(fèi)用約1元/t，處理成本較低，配備一名專職人員，工作量不大，操作和管理都比較方便。

5 結(jié)語

（1）實際運(yùn)行表明，本工程系統(tǒng)采用“ABR厭氧池+生物接觸氧化池”處理工藝，運(yùn)行可靠，出水水質(zhì)穩(wěn)定，達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)的要求，為“美麗南寧·清潔水源”做出了貢獻(xiàn)。

（2）系統(tǒng)工藝處理效率高，處理成本低，操作和管理方便。

（3）處理后的廢水部分用于廁所沖洗用水和鍋爐燃燒機(jī)冷卻用水，達(dá)到節(jié)約用水的目的。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]GB 8978—1996，污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]徐金蘭，王志盈，李賀.厭氧折流版反應(yīng)器（ABR）的工藝特征與處理性能[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2002，134（4）：362-365.

[3]馬瓏玲，唐艷葵，張寒冰.折流式厭氧反應(yīng)器的設(shè)計[J].廣西大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2008，133（6）：378-380.

[4]陳漢輝，孫國勝.生物接觸氧化法處理微污染源水的研究進(jìn)展與應(yīng)用[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2000（3）：55-60.

[5]姜瑞，于振波，李晶，等.生物接觸氧化法的研究現(xiàn)狀分析[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2013，38（5）：61-63.

[責(zé)任編輯：鐘聲賢]