飲料生產(chǎn)廢水處理工藝
甘肅某飲料生產(chǎn)企業(yè)主要產(chǎn)品為果汁飲料、純凈水、牛奶飲料等，廠區(qū)廢水主要來源于設(shè)備清洗、消毒過程產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水以及少量生活污水。廢水中含有一定量的過氧乙酸，主要污染因子為SS、COD、BOD5、TP等，廢水具有排放不穩(wěn)定、可生化性較好、懸浮物含量較高等特點。
根據(jù)企業(yè)建設(shè)規(guī)劃，基地污水處理站的一期建設(shè)規(guī)模為900m3/d，二期擴建到2000m3/d，本次建設(shè)為一期工程。
污水處理站的出水水質(zhì)需滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的一級A標(biāo)準(zhǔn)要求。
設(shè)計進、出水水質(zhì)見表1。
表1設(shè)計進、出水水質(zhì)
Tab．1Designinfluentandeffluentquality
1處理工藝
1.1工藝流程
廢水處理工藝流程見圖1。廢水經(jīng)過格柵去除固體漂浮物和懸浮物后進入集水井，經(jīng)一級提升泵提升，進入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池出水進入氣浮設(shè)備，為了防止由于水中懸浮物在調(diào)節(jié)池中沉淀而影響調(diào)節(jié)池的運行，調(diào)節(jié)池中設(shè)有穿孔曝氣管對其進行定期攪拌。廢水經(jīng)過氣浮處理后由泵提升進入水解酸化池，部分有機污染物得以降解，并且廢水的可生化性也得到改善。水解酸化池出水自流進入生物接觸氧化池進行好氧生物處理，出水在二沉池進行泥水分離，二沉池出水經(jīng)曝氣生物濾池進一步深度處理后達標(biāo)排放。水解酸化池的剩余污泥及二沉池排出的污泥進入污泥濃縮池進行濃縮，濃縮后的污泥使用帶式壓濾機脫水，脫水污泥外運。污泥濃縮池上清液及帶式壓濾機濾液回集水井。
圖1工藝流程
Fig．1Flowchartofprocess
1.2工藝特點
①原水懸浮物濃度高，在進入生化處理之前必須去除大部分懸浮物，以減輕對后續(xù)生化處理工藝可能產(chǎn)生的沖擊。預(yù)處理階段采用了格柵/曝氣調(diào)節(jié)池/氣浮工藝，可以確保后續(xù)生化系統(tǒng)的正常運行。
②工廠生產(chǎn)過程中PET洗瓶廢水中含有過氧乙酸，具有酸性和氧化性，導(dǎo)致廢水在某些時段pH值為4～5，廢水進入生化處理前必須對其pH值進行調(diào)節(jié)，以保證進入生化系統(tǒng)的廢水pH值為6～8。
③針對水質(zhì)特點和工程用地情況，生化階段采用了水解酸化/接觸氧化/BAF工藝，并采用了池體共壁的設(shè)計，在滿足處理效果的同時也最大程度地節(jié)省了工程占地。
④為保證出水中磷的達標(biāo)，生化處理之后采用了化學(xué)除磷措施。
⑤為保證最終出水水質(zhì)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)要求，系統(tǒng)設(shè)置了曝氣生物濾池(BAF)深度處理單元，運行實踐證明，BAF單元對出水水質(zhì)達標(biāo)起到了重要作用。
2主要處理單元的設(shè)計參數(shù)
①調(diào)節(jié)池
一期、二期合建。尺寸為10．0m×18．0m×6．2m，設(shè)計水力停留時間為12h，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)穿孔管預(yù)曝氣，并起攪拌作用;池內(nèi)配置潛污泵2臺。
②氣浮設(shè)備
組合氣浮設(shè)備1套(置于氣浮間內(nèi))，尺寸為6．7m×2．0m×2．45m，水力停留時間為30min，處理水量為50m3/h，水力表面負荷為4m3/(m2·h)，氣水回流比為30%。配套設(shè)備包括回流泵、溶藥裝置、加藥裝置、溶氣裝置等。氣浮設(shè)備之前設(shè)置管道混合器，廢水進入氣浮前同時投加PAC、PAM兩種藥劑，其中PAC投加量為100～150mg/L、PAM投加量為3～5mg/L。
③水解酸化池
尺寸為10．0m×8．0m×7．0m，有效容積為528m3，水力停留時間為14．1h。采用布水器布水，布水器設(shè)主管和支管，可覆蓋所有水解酸化池，沒有死角。
④生物接觸氧化池
生物接觸氧化池3座，單座尺寸為10m×5．5m×5．6m，總有效容積為841．5m3，水力停留時間為22．4h，每座安裝165m3組合填料，設(shè)有微孔曝氣管曝氣。
⑤二沉池
二沉池采用豎流沉淀池，并設(shè)立式污泥泵排泥。尺寸為10．0m×4．7m×6．0m，沉淀時間為2h，表面負荷為0．8m3/(m2·h)。
⑥曝氣生物濾池
設(shè)置曝氣生物濾池2座，單座尺寸為3．0m×3．0m×5．5m，容積負荷為2．0kgBOD5/(m3·d)，配有陶粒濾料，安裝有長柄曝氣濾頭及單孔膜空氣擴散器。
⑦反沖洗池
尺寸為3．4m×3．0m×3．7m，總?cè)莘e為37．7m3，有效容積為32．6m3，配有反沖洗泵1臺。
⑧污泥儲池
污泥儲池一、二期共用。尺寸為6．0m×4．0m×4．5m，配有潛水?dāng)嚢铏C1臺。
⑨污泥脫水間
污泥脫水間中設(shè)置帶式脫水機，脫水間及帶式脫水機一、二期共用。脫水間尺寸為7．2m×6．0m×4．0m。采用1臺濾帶寬度為1．0m的帶式脫水機。脫水后污泥含水率為80%～82%。
3工程運行結(jié)果
該工程于2010年11月完成設(shè)備安裝及單機調(diào)試后進入為期70d的工藝調(diào)試階段。系統(tǒng)試運行后，出水水質(zhì)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)保部門連續(xù)3天檢測的出水水質(zhì)見表2。
表2系統(tǒng)實際進、出水水質(zhì)
Tab．2Actualinfluentandeffluentquality
經(jīng)統(tǒng)計，運行電費為0．68元/m3，藥劑費為0．35元/m3，人工費為0．22元/m3，則直接運行費用總計為1．25元/m3，年運行費用為40．5萬元。
4討論和建議
①采用預(yù)處理/水解酸化/生物接觸氧化/曝氣生物濾池多級工藝處理飲料生產(chǎn)廢水，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，出水水質(zhì)達到排放標(biāo)準(zhǔn)。
②生產(chǎn)企業(yè)廢水具有排水不穩(wěn)定、懸浮物多等特點，在生化工藝之前必須重視預(yù)處理，特別是強化對懸浮物的去除，以確保后續(xù)生化處理單元的正常運行。
③由于該企業(yè)生產(chǎn)線運行不穩(wěn)定，特別是投產(chǎn)初期，系統(tǒng)來水水量和水質(zhì)都很不穩(wěn)定，因此調(diào)節(jié)池的大小對后續(xù)處理單元的穩(wěn)定運行有重要作用。本工程調(diào)節(jié)池設(shè)計水力停留時間為12h，從實際運行情況看，調(diào)節(jié)池采用較長的水力停留時間是很有必要的。
④由于該企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品中有牛奶及果汁飲料，當(dāng)生產(chǎn)線清洗和運行異常時含糖類和蛋白質(zhì)類較高的廢水進入廢水處理系統(tǒng)后，調(diào)節(jié)池的酸化作用比較明顯，特別是夏季溫度較高時，在調(diào)節(jié)池停留3～4h以后廢水pH值會出現(xiàn)突降現(xiàn)象，廢水酸化腐敗現(xiàn)象明顯，對后續(xù)處理帶來了不利影響，此時需減少廢水在調(diào)節(jié)池的停留時間。
⑤系統(tǒng)來水pH值不穩(wěn)定，特別是調(diào)試初期，來水pH值經(jīng)常在4左右波動，因此在調(diào)試和運行階段現(xiàn)場需要準(zhǔn)備一定量的堿，一般采用NaOH固體，將進水的pH值調(diào)整至6．5左右方可進入后續(xù)處理單元。
⑥生產(chǎn)過程中PET洗瓶廢水中含有過氧乙酸，具有酸性和氧化性。經(jīng)測算，工廠滿負荷生產(chǎn)時洗瓶廢水水量約200m3/d，過氧乙酸含量約20～40mg/L，與全廠廢水混合后過氧乙酸含量約5～10mg/L，這一部分過氧乙酸沒有進行針對性處理而直接進入后續(xù)生化單元。運行結(jié)果表明，生化系統(tǒng)對5～10mg/L過氧乙酸具備耐受性。
⑦BAF在運行過程中發(fā)現(xiàn)了曝氣不均勻的情況，對處理效果有一定的影響，主要是施工過程中池底曝氣管安裝質(zhì)量問題。由于BAF池曝氣管上方是2．5～3．0m高的填料層，因此對曝氣管的維修非常困難，因此在施工過程中對重要環(huán)節(jié)進行嚴(yán)格的質(zhì)量控制是非常必要的。
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