張進(jìn)福，李瑞芳，盧建波，章 顯，張陽(yáng)陽(yáng)

（河南省綠韻環(huán)?？萍加邢薰荆幽相嵵?450052）

豆制品是我國(guó)人民經(jīng)常食用的食品之一。某食品有限公司主要從事豆制品的生產(chǎn)加工，廢水日排放量為500 m3，其廢水主要來(lái)源于食品原料的清洗浸泡廢水、漿渣分離廢水及設(shè)備清洗廢水等。這些廢水間歇性排放，濃度高，COD、氨氮、B/C高，可生化性較好〔1-7〕。20世紀(jì)80年代已采用物化法+生化法處理該類(lèi)廢水，其中生化法主要采用厭氧+好氧工藝，或膜技術(shù)，但缺少高效、價(jià)廉且占地少的工藝〔1〕。筆者采用微濾+氣浮+厭氧反應(yīng)器+Bardenpho工藝對(duì)該廢水進(jìn)行處理，尾水排入附近污水深度處理系統(tǒng)，出水水質(zhì)要求滿(mǎn)足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

該工程處理規(guī)模為500 m3/d，24 h不間斷運(yùn)行，出水執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及出水標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 進(jìn)出水水質(zhì)Table 1 Inlet and outlet water quality

2 工藝流程

根據(jù)豆制品行業(yè)的水處理工程經(jīng)驗(yàn)及運(yùn)行效果〔1-6〕，結(jié)合該工程的水質(zhì)水量及標(biāo)準(zhǔn)要求，確定采用微濾+氣浮+混凝沉淀+厭氧反應(yīng)器+Bardenpho工藝。

豆制品廢水中的豆皮、豆渣、碎豆腐皮等渣滓較多，易酸化，故首先采用格柵去除水中的大顆粒污染物，隨后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，對(duì)污水進(jìn)行均質(zhì)均量。用泵將調(diào)節(jié)池污水提升至微濾機(jī)，經(jīng)微濾機(jī)攔截后的污水自流進(jìn)入氣浮機(jī)，主要去除水中懸浮的油脂，然后自流進(jìn)入混凝沉淀池，進(jìn)一步去除水中的細(xì)小懸浮物。格柵及微濾機(jī)攔截的浮渣外運(yùn)處置。

混凝沉淀池出水自流進(jìn)入中間水池，因該污水易酸化，在中間水池設(shè)有堿液投加裝置以調(diào)節(jié)污水pH，并設(shè)有蒸汽加熱系統(tǒng)，提升污水水溫至35～38℃，之后由泵提升至厭氧反應(yīng)器內(nèi)。豆制品廢水的有機(jī)物含量高，B/C較高，易生化，故選用厭氧反應(yīng)器；進(jìn)水中的有機(jī)物與顆粒污泥和氣液分離區(qū)回流的泥水混合物在混合區(qū)混合，形成的混合物進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，在高濃度污泥作用下，大部分有機(jī)物被降解并轉(zhuǎn)化為沼氣。厭氧區(qū)處理后的廢水除一部分被沼氣提升至頂部的固液分離處外，其余都通過(guò)三相分離器進(jìn)入沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，上清液由出水系統(tǒng)排走，沉淀的污泥由排泥系統(tǒng)排出反應(yīng)器外。

因廢水BOD5/TN較高，且碳源充足，宜采用Bardenpho工藝。Bardenpho工藝為缺氧池+好氧池+缺氧池+好氧池（A1+O1+A2+O2）。好氧池根據(jù)亞硝酸菌適應(yīng)的條件，通過(guò)控制溶解氧、pH、污泥齡，將NH3-N硝化至NO2-；在好氧池內(nèi)設(shè)置回流泵，O1池混合液回流至A1池，O2池混合液回流至A1池及A2池，利用來(lái)水碳源進(jìn)行反硝化脫氮，實(shí)現(xiàn)污水凈化處理。工藝流程見(jiàn)圖1。

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

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）格柵渠。尺寸為2.0 m×0.5 m×2.0 m，鋼砼結(jié)構(gòu)，地下式，1座。采用機(jī)械中格柵，不銹鋼材質(zhì)，格柵寬0.5 m，柵條間距為10 mm，功率為0.75 kW。

（2）調(diào)節(jié)池。尺寸為7.0 m×7.0 m×5.0 m，鋼砼結(jié)構(gòu)，地下式，1座，有效水深3.8 m，有效容積186 m3，停留時(shí)間8.9 h。設(shè)提升泵2臺(tái)，1用1備，流量25 m3/h，揚(yáng)程15 m，功率3 kW。池底部設(shè)有穿孔曝氣管，與好氧池共用風(fēng)機(jī)。

（3）微濾機(jī)。碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，地上式。尺寸為D1.0 m×1.5 m，1臺(tái)。過(guò)濾面積5 m2，滾筒轉(zhuǎn)速5 r/min，功率1.1 kW。

（4）氣浮機(jī)。碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，地上式，尺寸為4.65 m×2.95 m×2.48 m，1臺(tái)。溶氣水量6 m3/h，總停留時(shí)間0.8 h，水力表面負(fù)荷為3.8 m3/（m2·h），功率7.5 kW。配套溶氣罐規(guī)格D0.5 m×1.5 m；配套空壓機(jī)，排氣量0.14 m3，壓力0.7 MPa。設(shè)置PAC加藥裝置1套，投加量50 mg/L，功率0.75 kW。設(shè)置PAM加藥裝置1套，投加量3 mg/L，功率0.75 kW。

（5）混凝沉淀池。尺寸為12.0 m×2.5 m×3.5 m，鋼砼結(jié)構(gòu)，半地上式，1座?？傆行莘e93 m3，停留時(shí)間4.5 h。設(shè)置PAC加藥裝置1套，投加量50 mg/L，功率0.75 kW。設(shè)置PAM加藥裝置1套，投加量3 mg/L，功率0.75 kW。

（6）中間水池。尺寸為12.0 m×2.5 m×3.5 m，鋼砼結(jié)構(gòu)，半地上式，1座?？傆行莘e90 m3，停留時(shí)間4.3 h。設(shè)潛污泵4臺(tái)，2用2備，流量10 m3/h，揚(yáng)程10 m，功率0.75 kW。池內(nèi)設(shè)有蒸汽加熱裝置，配套溫控系統(tǒng)。設(shè)置堿液加藥裝置1套，功率0.75 kW。設(shè)置潛水推流器1臺(tái)，功率0.85 kW，葉片直徑0.26 m。

（7）厭氧反應(yīng)器。碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，地上式，單個(gè)尺寸D7.15 m×8.5 m，2座。有效容積682 m3，停留時(shí)間32.7 h，COD容積負(fù)荷3.12 kg/（m3·d）。進(jìn)水設(shè)有電磁流量計(jì)，底部設(shè)置穿孔管布水器，頂部設(shè)三相分離器、水封罐。沼氣經(jīng)脫硫后燃燒。設(shè)循環(huán)泵4臺(tái)，2用2備，流量為25 m3/h，揚(yáng)程8 m，功率1.5 kW。

（8）Bardenpho工藝池。鋼砼結(jié)構(gòu)，地下式，尺寸為28.5 m×7.3 m×5.5 m。有效容積1 040.2 m3，分缺氧區(qū)和好氧區(qū)，缺氧區(qū)容積350 m3，好氧區(qū)容積690.235 m3。水力停留時(shí)間49.9 h，單位MLSS污泥負(fù)荷（以COD計(jì)）為0.192 kg/（kg·d）。缺氧區(qū)內(nèi)設(shè)潛水推流器4臺(tái)，功率1.5 kW，葉片直徑0.26 m。好氧區(qū)內(nèi)設(shè)曝氣器280套，羅茨風(fēng)機(jī)3臺(tái)，2用1備，風(fēng)量為5.56 m3/min，風(fēng)壓為55 kPa，功率為11 kW。設(shè)回流泵4臺(tái)，2用2備，流量40 m3/h，揚(yáng)程10 m，功率2.2 kW。

（9）二沉池。尺寸為5.5 m×5.0 m×5.5 m，鋼砼結(jié)構(gòu)，地下式，1座，表面負(fù)荷0.76 m3/（m2·h）。設(shè)污泥回流泵2臺(tái)，1用1備，流量30 m3/h，揚(yáng)程15 m，功率3 kW。

（10）污泥池。尺寸為4.0 m×4.0 m×5.0 m，鋼砼結(jié)構(gòu)，地下式，1座，有效容積62.5 m3。設(shè)潛水推流器1臺(tái)，葉片直徑0.34 m，功率1.5 kW。設(shè)提升泵2臺(tái)，1用1備，流量為25 m3/h，揚(yáng)程10 m，功率1.5 kW。

（11）設(shè)備間。1座，磚混結(jié)構(gòu)，尺寸為16.0 m×5.0 m×3.5 m。放置微濾機(jī)、氣浮機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)、加藥裝置、化驗(yàn)儀器、配電柜。板框壓濾機(jī)1套，過(guò)濾面積30 m2，功率7.5 kW。

4 處理效果及分析

該項(xiàng)目于2019年12月建設(shè)，建設(shè)完畢后調(diào)試運(yùn)行2個(gè)月，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水清澈。各項(xiàng)指標(biāo)滿(mǎn)足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求，如表2所示。

表2 工程運(yùn)行監(jiān)測(cè)結(jié)果Table 2 Monitoring results of project operation

由表2可見(jiàn)，該工藝對(duì)廢水中的COD、BOD5、NH3-N的去除率達(dá)到99%、99%、91%，去除效率高。

5 經(jīng)濟(jì)分析

該工程總投資567.277萬(wàn)元，包括構(gòu)（建）筑物投資320.355萬(wàn)元、主要設(shè)備投資193.472萬(wàn)元；設(shè)計(jì)費(fèi)、調(diào)試費(fèi)、稅費(fèi)、運(yùn)輸?shù)乳g接投資53.45萬(wàn)元。污水處理系統(tǒng)24 h運(yùn)行，站長(zhǎng)1人，負(fù)責(zé)整體運(yùn)行及技術(shù)；分為2班，每班2人，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的運(yùn)行與管理，兼職化驗(yàn)檢測(cè)。運(yùn)行成本主要包括：電費(fèi)1.19元/t；人工費(fèi)約3 500元/（人·月），折合1.17元/t；使用PAC約50 kg/d，PAM約3 kg/d，片堿約50 kg/d，藥劑費(fèi)合計(jì)0.78元/t。運(yùn) 行費(fèi)用總 計(jì)3.14元/t。

6 結(jié)論

豆制品廢水處理過(guò)程中水質(zhì)水量波動(dòng)較大，有機(jī)污染物濃度高，懸浮物含量高，可生化性較好。工程實(shí)踐表明，經(jīng)微濾+氣浮+混凝沉淀+厭氧反應(yīng)器+Bardenpho工藝處理后出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

該工藝具有出水效果穩(wěn)定可靠，投資費(fèi)用低，COD去除率高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)處理系統(tǒng)管理簡(jiǎn)單、易操作，占地相對(duì)較少，環(huán)境效益較好，有較高的推廣價(jià)值。

此外，厭氧反應(yīng)器在處理污水過(guò)程中約產(chǎn)生879 m3/d沼氣，處理后可用于中間水池加熱及生產(chǎn)車(chē)間使用，節(jié)約能源，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。