談食品添加劑生產(chǎn)廢水處理工程設計

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摘要：采用UASB反應器-A/O反應池-二沉池-混凝沉淀-消毒組合工藝處理食品添加劑廢水，處理規(guī)模為300m3/d，進水COD為2500~3000mg/L、BOD5為900~1100mg/L、NH3-N為120~140mg/L、SS為200~250mg/L，處理后出水水質滿足《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）規(guī)定的一級排放標準，即COD≤100mg/L、BOD5≤20mg/L、NH3-N≤15mg/L、SS≤70mg/L。該工藝運行費用低、管理簡單方便、易于操作、無二次污染。

關鍵詞：食品添加劑生產(chǎn)廢水；UASB反應器；A/O反應器；混凝沉淀

引言

食品添加劑種類眾多，生產(chǎn)工藝多樣，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水成分復雜，污染物濃度較高，是較難處理的工業(yè)廢水之一。目前國內外處理食品添加劑生產(chǎn)廢水的工藝較多，主要有物理化學法、生物化學處理法、化學法，大多數(shù)是以生物化學處理法為主的組合工藝，如物理化學—生物處理—化學處理組合法。河南某食品添加劑生產(chǎn)企業(yè)主要生產(chǎn)肌酸、膽堿、三甲基甘氨酸等系列產(chǎn)品，在生產(chǎn)過程中每天廢水產(chǎn)生量為260~280m3。結合企業(yè)排水狀況及相關設計標準規(guī)范，本工程設計處理規(guī)模為300m3/d，采用生物化學—物理化學—化學組合工藝，經(jīng)處理后，出水水質滿足《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）規(guī)定的一級排放標準。

1設計進出水質

本次工程廢水主要包括生產(chǎn)廢水和少量的生活辦公廢水，其中，生產(chǎn)廢水來源于生產(chǎn)過程中的酸性廢水、堿性廢水、母液廢水、離心殘液、冷凝水、設備清洗及車間地面洗水等，廢水排放屬間歇排放，混合后廢水中COD、BOD5、NH3-N濃度都比較高，不含有毒有害物質。

2污水處理工藝流程

根據(jù)該公司生產(chǎn)廢水排放特點，通過研究國內類似廢水處理的實驗成果及實際運行情況，確定本污水處理工程采用人工格柵—調節(jié)池—UASB反應器—A/O反應池—二沉池—混凝沉淀—消毒組合的處理工藝，污泥處理采用板框壓濾機污泥脫水的處理工藝。工藝流程如圖1所示。

3主要構筑物及設計參數(shù)

（1）格柵渠。1座，鋼混結構，設置于調節(jié)池前，尺寸為1.5×0.4×1.2m，設置人工細格柵1面，用于截留污水中的漂浮物等。（2）調節(jié)池。1座，鋼混結構，尺寸為6.5×3.7×5.5m，有效容積為120m3，停留時間為9.6h。設置潛污泵3臺（2用1備），揚程為15m，功率為1.1kW；池底設置曝氣攪拌系統(tǒng)，該系統(tǒng)僅起攪拌功能，定時開啟。（3）UASB反應器。2座，鋼混結構，單座尺寸為3.6×3.6×9.0m，總有效容積為220m3，停留時間為17.6h，容積負荷為3.38kgCOD/（m3•d）；進水配置電磁流量計2臺，設置布水系統(tǒng)和排泥系統(tǒng)各2套。（4）缺氧池。1座，鋼混結構，尺寸為8.0×3.0×5.5m，有效容積為120m3，停留時間為9.6h；設置低速推流器1臺，功率為0.85kW。（5）好氧池。1座，鋼混結構，尺寸為10.3×7.25×5.5m，分兩格，單格尺寸為10.3×3.5×5.5m，有效容積為350m3，停留時間為28h；污泥負荷為0.07kgBOD5/（kgMLSS•d），污泥濃度為3300mg/L；池底設置旋切式曝氣器，148套，ABS材質；設置布氣系統(tǒng)2套；設置硝化液回流泵2臺（1用1備），揚程為12.5m，功率為3kW，用于硝化液回流，最大回流比為400%。（6）沉淀池。1座，鋼混結構，尺寸為4.0×4.0×5.5m，表面負荷為0.78m3/（m2•h）；設置離心泵2臺（1用1備），揚程為12.5m，功率為0.55kW，用于污泥回流和剩余污泥排放。（7）混凝沉淀池。1座，鋼混結構，尺寸為4.0×2.6×5.5m，表面負荷為1.85m3/（m2•h）；設置斜管填料，型號為φ80mm，數(shù)量為7m3，聚丙烯材質；反應區(qū)設置攪拌機2臺，功率為1.5kW；設置離心泵2臺（1用1備），揚程為12.5m，功率為0.55kW，用于排泥。（8）高級氧化池。1座，鋼混結構，尺寸為4×1.4×5.5m，有效容積為20m3。（9）污泥貯池。1座，鋼混結構，尺寸為4×1.5×5.5m，有效容積為20m3，池底設置曝氣攪拌系統(tǒng)。（10）鼓風機房。1座，磚混結構，尺寸為4.5×3.0×3.9m，鼓風機房內設置三葉羅茨鼓風機2臺（1用1備），風量為5.78m3/min，風壓為58.8kPa，功率為11kW。（11）污泥脫水間及加藥間。合建，1座，磚混結構，尺寸為6.0×4.5×3.9m，設置板框式污泥脫水機1臺，過濾面積為15m3，配套功率為2.2kW；設置加藥裝置4臺，功率為1.5kW。（12）配電室及值班室。合建，1座，磚混結構，總尺寸為6.0m×3.0m×3.9m。（13）在線監(jiān)測室。1座，磚混結構，總尺寸為4.5m×3.0m×3.9m。

4調試運行管理及處理效果

4.1調試運行管理

按照本工程處理工藝流程，對關鍵設備和工段在充水后進行單機調試和聯(lián)動調試以及日常管理。（1）UASB反應器。UASB反應器的接種污泥為市政污水處理廠的剩余污泥，投加含水率80%的剩余污泥，接種污泥量為反應器有效容積的60%約為5.3t，污泥接種量8kgTSS/m3，在污泥貯池經(jīng)自來水稀釋后泵入UASB反應器。UASB反應器啟動升流速度控制在0.4~1.0m/h，以保證污泥不流失，然后采取分階段逐步增大進水負荷的方法，直至達到設計水力負荷，以保證達到設計的污染物去除率。（2）A/O反應池。在A/O反應池的調試中，首先注入適量的稀釋廢水，然后投加市政污水處理廠的剩余污泥，污泥接種量為4gTSS/L。保證微生物生化條件正常，廢水濃度由低到高，進水量由小到大逐漸調節(jié)，使微生物逐步適應。在對微生物進行培養(yǎng)馴化的過程中，以一定的比例投加氮、磷等營養(yǎng)物質，促進菌種的生長。在調試運行管理中，經(jīng)常觀察活性污泥生物相，上清液透明度，污泥顏色、狀態(tài)、氣味等，并定時測試反映污泥特性的有關指標，直到出水清澈透明，表明活性污泥馴化完成。

4.2運行效果

2019年12月，污水處理工程系統(tǒng)調試完成，運行結果見表3。由表3可知，出水水質穩(wěn)定，達到了《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）規(guī)定的一級排放標準。

5經(jīng)濟分析

該工程總投資為205.25萬元，包括構（建）筑物、設備等直接投資為156.85萬元，設計費、調試費等間接投資為32.66萬元。運行成本主要包括電費、人工費以及藥劑費等，運行費用總計520.62元/d，折合運行成本為1.74元/m3。

6結語

實際運行效果表明，對該企業(yè)廢水采用的UASB反應器—A/O反應池—二沉池—混凝沉淀-消毒組合工藝處理工藝可行，出水各項指標均能滿足《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）規(guī)定的一級排放標準。該工藝運行費用低、管理簡單方便、易于操作、無二次污染，同時減少了廢水對生態(tài)環(huán)境的污染。

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作者：葛懷波 李婭 劉峻 朱亞飛 單位：河南省正大環(huán)境科技咨詢工程有限公司