飲料生產廢水處理工藝
甘肅某飲料生產企業主要產品為果汁飲料、純凈水、牛奶飲料等，廠區廢水主要來源于設備清洗、消毒過程產生的生產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，廢水具有排放不穩定、可生化性較好、懸浮物含量較高等特點。
根據企業建設規劃，基地污水處理站的一期建設規模為900m3/d，二期擴建到2000m3/d，本次建設為一期工程。
污水處理站的出水水質需滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的一級A標準要求。
設計進、出水水質見表1。
表1設計進、出水水質
Tab．1Designinfluentandeffluentquality
1處理工藝
1.1工藝流程
廢水處理工藝流程見圖1。廢水經過格柵去除固體漂浮物和懸浮物后進入集水井，經一級提升泵提升，進入調節池，調節池出水進入氣浮設備，為了防止由于水中懸浮物在調節池中沉淀而影響調節池的運行，調節池中設有穿孔曝氣管對其進行定期攪拌。廢水經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，二沉池出水經曝氣生物濾池進一步深度處理后達標排放。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，以減輕對后續生化處理工藝可能產生的沖擊。預處理階段采用了格柵/曝氣調節池/氣浮工藝，可以確保后續生化系統的正常運行。
②工廠生產過程中PET洗瓶廢水中含有過氧乙酸，具有酸性和氧化性，導致廢水在某些時段pH值為4～5，廢水進入生化處理前必須對其pH值進行調節，以保證進入生化系統的廢水pH值為6～8。
③針對水質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計，在滿足處理效果的同時也最大程度地節省了工程占地。
④為保證出水中磷的達標，生化處理之后采用了化學除磷措施。
⑤為保證最終出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準要求，系統設置了曝氣生物濾池(BAF)深度處理單元，運行實踐證明，BAF單元對出水水質達標起到了重要作用。
2主要處理單元的設計參數
①調節池
一期、二期合建。尺寸為10．0m×18．0m×6．2m，設計水力停留時間為12h，調節池內設穿孔管預曝氣，并起攪拌作用;池內配置潛污泵2臺。
②氣浮設備
組合氣浮設備1套(置于氣浮間內)，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%。配套設備包括回流泵、溶藥裝置、加藥裝置、溶氣裝置等。氣浮設備之前設置管道混合器，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，設有微孔曝氣管曝氣。
⑤二沉池
二沉池采用豎流沉淀池，并設立式污泥泵排泥。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，總容積為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，配有潛水攪拌機1臺。
⑨污泥脫水間
污泥脫水間中設置帶式脫水機，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工程運行結果
該工程于2010年11月完成設備安裝及單機調試后進入為期70d的工藝調試階段。系統試運行后，出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準。環保部門連續3天檢測的出水水質見表2。
表2系統實際進、出水水質
Tab．2Actualinfluentandeffluentquality
經統計，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廢水，系統運行穩定可靠，出水水質達到排放標準。
②生產企業廢水具有排水不穩定、懸浮物多等特點，在生化工藝之前必須重視預處理，特別是強化對懸浮物的去除，以確保后續生化處理單元的正常運行。
③由于該企業生產線運行不穩定，特別是投產初期，系統來水水量和水質都很不穩定，因此調節池的大小對后續處理單元的穩定運行有重要作用。本工程調節池設計水力停留時間為12h，從實際運行情況看，調節池采用較長的水力停留時間是很有必要的。
④由于該企業生產產品中有牛奶及果汁飲料，當生產線清洗和運行異常時含糖類和蛋白質類較高的廢水進入廢水處理系統后，調節池的酸化作用比較明顯，特別是夏季溫度較高時，在調節池停留3～4h以后廢水pH值會出現突降現象，廢水酸化腐敗現象明顯，對后續處理帶來了不利影響，此時需減少廢水在調節池的停留時間。
⑤系統來水pH值不穩定，特別是調試初期，來水pH值經常在4左右波動，因此在調試和運行階段現場需要準備一定量的堿，一般采用NaOH固體，將進水的pH值調整至6．5左右方可進入后續處理單元。
⑥生產過程中PET洗瓶廢水中含有過氧乙酸，具有酸性和氧化性。經測算，工廠滿負荷生產時洗瓶廢水水量約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生化單元。運行結果表明，生化系統對5～10mg/L過氧乙酸具備耐受性。
⑦BAF在運行過程中發現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節進行嚴格的質量控制是非常必要的。
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