甘蔗制糖企業生化處理廢水的回收利用
【摘要】分析了當前甘蔗制糖企業的生化處理廢水狀況，并進一步提出如何對生化處理出水進行回收利用，以達到節能減排目的。
【關鍵詞】制糖企業；生化處理；回收利用
1 前言
甘蔗制糖行業對整個國民經濟的發展和社會穩定有著不可缺少的推動作用，但高耗水、高污染和水資源不足嚴重制約了不少制糖企業的進一步發展，做好節水減排工作對于一家謀求長遠發展的制糖企業而言已顯得十分重要。筆者在某糖廠從事環保管理工作達十余年，參與生化處理廢水項目運行近三個榨季，也自始至今參加了企業“十一五”期間節能減排工作的全過程，對于生化處理后廢水的進一步回收利用有著自己獨特的見解和建議。
2 制糖工業廢水末端治理狀況
為了實現穩定達標排放及“十一五”節能減排工作目標，我區幾乎所有甘蔗制糖企業均上了末端廢水治理項目，其中絕大多數糖廠采用了包含活性污泥法在內的好氧- 微生物處理法。這種方法是在溶解氧存在的條件下，通過工業廢水與好氧微生物充分接觸而進行微生物代謝和有機物分解，使制糖廢水最終達到排放水質標準要求。如今許多糖廠的好氧- 微生物處理廢水工藝流程比較相似，如圖1。
圖1 工藝流程圖
由于目前糖廠普遍不再生產酒精，且制煉澄清系統配套了無濾布真空吸濾機，已基本杜絕酒精廢液、洗濾布水等這兩股高濃度廢水，所以末端廢水的進水水質變化不大，主要污染物 COD 濃度大多在300~600 之間波動，比較適合好氧微生物的生存代謝所需，為生化處理系統穩定達標出水奠定基礎，并為制糖企業對廢水的不斷回收利用提供了條件。
3 生化處理廢水的回收利用
許多糖廠為了降低工業生產的新鮮用水量，減少廢水的排放量，打好節能減排、節水降耗攻堅戰，紛紛將廢水回收利用工程列入到生產技術改造項目中。隨著制糖末端廢水治理技術逐漸成熟，經生化處理后的工業廢水均能做到出水清澈透明， COD、BOD5、SS 等主要污染物濃度指標普遍較低，且遠低于國家允許排放濃度標準，出水水質稍稍偏堿。筆者認為，生化處理后廢水在不接觸生產原料、成品等影響到食品安全前提條件下，這樣的達標廢水是可以進行以下幾個方面利用的。
3.1 回用循環冷卻池
制糖企業的循環池冷卻水大都進行閉式循環使用，主要用于生產過程的設備冷卻降溫、抽真空等，除了部分剩余的工藝熱水進入到循環池冷卻系統外，一般人為補水較少，所以工藝熱水就成為循環池水溢流的水源。為了減少排水量，許多廠對循環池水采取“冷卻→回用→再冷卻→再回用”的循環用水方式，由于工藝水中含有一定糖分，這樣不斷重復利用勢必導致冷卻水污染物濃度的不斷升高。作為生化系統處理的主要廢水，循環池溢流冷卻水濃度的提高將會給生化處理系統運行帶來一定的負荷壓力，甚至超出系統所能承受的負荷壓力范圍。有些糖廠為了降低循環冷卻水水溫和濃度以達到生產工藝要求，直接向循環池系統補充新鮮冷水，這樣做的后果是既增加工業新鮮用水量，又加大了企業的排污壓力，對節能減排工作十分不利。怎樣做到不用向循環池系統補充新鮮水，又能保證循環冷卻水處在低濃度情況下運行呢，目前比較理想的辦法就是將生化處理后的部分達標排放廢水直接回用到循環水池，具體回用水量須根據生化處理系統廢水實際處理量適當進行調整，從而可以將循環池冷卻水的污染物濃度控制在較低范圍，同時也可以對循環水池中的循環水進行輔助降溫，可謂一舉兩得。
3.2 回用鍋爐沖灰水池
許多甘蔗糖廠目前均對鍋爐除塵沖灰水進行閉合式循環利用，灰水分離處理技術的成熟應用為沖灰水的回用創造了條件，不過由于鍋爐產生的煙氣溫度較高，入水膜除塵器的煙氣溫度高達180℃，煙氣在水膜除塵器除塵過程中已帶走不少沖灰水份，加上打撈灰渣吸附帶走的水量，所以鍋爐沖灰水在循環利用過程中有相當一部分產生了損耗，只有通過補充水才能保證整個灰水循環系統的用水平衡。有一些糖廠為減輕企業的排污壓力，利用洗罐水作為鍋爐除塵損耗補充水，但因洗罐水含有一定的糖份，長期的循環回用會使沖灰水粘度越來越大，造成灰水分離器反洗困難、濾料頂罐等，影響到灰水處理系統的正常運行。因此，用生化處理出水作為沖灰水損耗的補充用水實為明智之舉，并在一定程度上減少工業廢水的排放量及污染物排放。
3.3 回用生化系統調節池
甘蔗糖廠生化處理系統設置調節池的主要目的是調節工業廢水水質（包括COD 濃度、酸堿度、溫度等）、水量，使廢水水質均勻，同時承受由于生產排水不規律產生的沖擊負荷，確保整個生化處理系統能夠穩定運行。制糖工業廢水水質成分比較單一，進入調節池內的廢水COD 濃度大多在300~600mg/L 之間，BOD5 為200mg/L 左右，基本滿足了生化系統微生物所需的碳源。但糖廠的生產過程也存在煮煉液位過高、物料滿箱、管道泄漏等意外跑糖情況發生，跑糖后的制糖廢水COD 污染物濃度一般高達1500mg/L 以上，往往超過生化系統設計值的 2~3 倍，即使設有調節池也很難將廢水濃度降至系統正常進水水質要求，這時設置一條生化處理后清水回用管道就顯得很有必要。將生化處理出水回用到調節池，可以稀釋并降低池內的廢水濃度，從而避免整個生化系統受到嚴重的負荷沖擊。如果生產過程發生跑糖時不能采取有效的應對措施，嚴重的沖擊極有可能引發糖廠的生化處理系統污泥極度膨脹，繼而導致崩潰，這是我們在生化處理廢水運行過程中最不愿看到的糟糕情形。此外，清水回用還可以調節廢水的酸堿度和水溫，即使在正常生產情況下，糖廠也可以根據現場要求調節清水回用量來維持調節池的進水水質，以達到系統穩定運行的目的。所以生化處理出水回用到調節池，產生的作用是顯而易見的。
3.4 回用作衛生清潔用水
糖廠的生產區內一般均設有公共衛生間，這些衛生間內的沖洗水多為常流水，且為新鮮用水。其實這股沖洗水可以改用生化處理出水作為清潔水，并將產生的這股生活污水排回生化池系統繼續處理。因排入調節池的生活污水氨氮含量相對較高，已無形中提高了池內廢水的氨氮含量，這樣就可以適當減少營養物氮源的添加，每天少加1~2 包尿素，從而在一定程度上降低生化處理系統的廢水治理成本。
3.5 回用作污泥濃縮脫水系統沖洗水
生化處理系統產生的大部分活性污泥都是進行回用的，而剩余污泥則要采取相應措施進行處置，不過因污泥含水率高達 96%～99.8%，須經濃縮脫水處理后才能再綜合利用。由于污泥濃縮脫水系統在運行過程中要消耗20~30m3/h 的水量用于沖洗壓濾機濾帶、調和絮凝劑等，如果生化處理系統出水回用至濃縮脫水機房，完全可以做到節省新鮮用水量及減少廢水產生量。
4 結語
生化處理后廢水的回收利用，可以實現廢水的“資源化”，為制糖工業生產用水做到“零取水、零排放”奠定基礎，確保污染物長期、穩定達標排放，減少、消除對周圍河流的水體污染與生態破壞。同時還能節約工業新鮮用水量，降低甘蔗成品糖的生產成本，從而達到制糖經濟可持續發展的目的，真正實現節能減排與經濟發展的共贏。
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