醬油廢水處理工藝
醬油生產廢水屬于比較難處理的工業廢水。雖然其BOD5/COD值一般大于0．4，可生化性好，但由于含有大量難降解有機物，色度的生物降解性差，鹽度高以及污染物負荷變化較大，傳統活性污泥法對該廢水的處理效果較差。采用MBR工藝處理該類廢水，可以利用膜的截留作用保持反應器內較高的污泥濃度及較強的抗沖擊能力，避免傳統活性污泥法處理醬油廢水時色度與COD去除不同步的現象，而且可以減少剩余污泥產量。
1工程概述
廣東省鶴山市某調味品公司以生產醬油為主，兼營醬品及腐乳的生產。由于生產中各工段排放的廢水不同，所以排放口的廢水水質波動很大(見表1)。
表1醬油廢水水質
Tab．1Wastewaterquality
該公司原建有一套處理能力為1000m3/d的厭氧/SBR/物化處理系統，存在的主要問題有:①抗沖擊負荷能力不強，系統出水水質不能穩定達標;②物化處理加藥量非常大，運行費用高;③處理水量不能滿足企業發展需要;④原有工藝占地面積較大，用地緊張制約了企業的擴產。
在前期試驗研究的基礎上，該公司對原有廢水處理工藝進行了改造，改造后處理能力為2000m3/d。工藝流程如圖1所示。
圖1改造后醬油廢水處理工藝流程
Fig．1Flowchartofreconstructedprocess
調節池容積為1000m3，水力停留時間為16h。厭氧工序分2段，厭氧1由2個總容積為1500m3的池塘組成，水力停留時間為24h;厭氧2為人工強化厭氧工段，池體為鋼筋混凝土結構，尺寸為50m×18m×6m，分8格，有效容積為4500m3，池內投加聚乙烯球形填料，水力停留時間為72h。
好氧池為鋼筋混凝土結構，有效容積為3000m3，分4格(見圖2)。其中第1、2格為好氧池(DO＞2．5mg/L)，第3格為兼氧池(DO＜1．0mg/L)，第4格為好氧MBR池(DO＞2．5mg/L)。第1、2格主要用于降解有機物以及硝化反應;第3格則通過兼氧反硝化脫氮，第3格末端的泥水混合物以200%的比例回流到第2格的起始端。第4格浸沒式安裝中空纖維膜組件，該膜組件采用片式改性聚丙烯膜，孔徑為0．1μm，每片膜面積為8m2，共1800片，總膜面積為14400m2，膜組件尺寸(L×B)為800mm×500mm。第4格末端的污泥通過污泥泵定期回流到第1格的起始端。第1、2、3格的污泥濃度為7000mg/L，第4格的污泥濃度＞8500mg/L。好氧工藝采用真空泵抽吸出水。在運行過程中發現，隨著系統的運行pH值會有下降趨勢，故每天向系統投加堿(NaOH)，投加量為100kg/d。
圖2MBR反應池的平面示意
Fig．2SchematicdiagramofMBRtank
好氧出水進入混凝沉淀工藝，混凝反應時間為30min，沉淀池采用平流沉淀池，表面負荷為1m3/(m2·h)，尺寸(L×B×H)為20m×4．2m×5m，沉淀時間為2h。沉淀池出水通過管道混合器投加含次氯酸鈉13%的漂水，經過氧化脫色后排放。
2工藝運行效果
2.1厭氧工段
厭氧工段于2009年8月開始調試運行，接種污泥取自附近市政污水廠的干化污泥及原工程厭氧段的污泥。加入污泥后連續小流量向厭氧2進水，并逐漸增加進水量直至設計流量。
在厭氧處理的前60天，COD去除效果不明顯，可能因為厭氧污泥的生長比較緩慢，其COD去除率僅為30%左右。隨著厭氧污泥的增長，出水COD開始明顯下降，運行3個月后，厭氧出水COD穩定在500mg/L左右，去除率＞60%。
厭氧過程會導致廢水中氨氮明顯升高。前60天氨氮的增加不明顯，在180～190mg/L之間波動。隨后，出水氨氮快速升高到200mg/L左右并逐漸穩定，其原因是大量有機氮經厭氧轉化為氨氮。
在厭氧過程中，色度也明顯升高。前60天色度基本在380～400倍范圍內波動，其后穩定在400倍左右。其原因可能是一些蛋白質中的褐色素被分解釋放，并且厭氧池沒有遮光，致使大量的醬油色素由于太陽光的暴曬而致色度加深。
厭氧池出水濁度經過初期的波動之后，基本可以穩定在100NTU。
2.2好氧工段
好氧工段于2010年4月開始調試，接種污泥取自附近市政污水廠的干化污泥。
實際運行情況表明，需要較長時間的調試期才能使好氧MBR的處理效果穩定下來。出水COD在前200天內波動范圍為150～360mg/L，去除率為28%～70%。其原因可能是廢水鹽度與氨氮均較高，系統中微生物抗沖擊能力差，需要較長的穩定期。另外，系統調試到160天時，工程所在地進入冬季，水溫較低導致系統污泥的性能變差。隨著各種條件的穩定，活性污泥微生態系統日益穩定，COD去除率也逐漸穩定。運行到230天后，出水COD穩定在160mg/L左右，此時的BOD5僅為3．4mg/L，說明剩下的COD多屬于難生物降解部分。色度的去除效果與COD相似，同樣出現了較大的波動，在運行200天后，出水色度才逐漸穩定在100倍左右。
好氧工段對氨氮的效果比較理想，出水氨氮基本在10mg/L以下，其原因可能是MBR中硝化菌生長良好，以及好氧池第3格的兼氧區有較好的脫氮效果。與很多研究的結論一致，MBR出水中濁度基本能保持在1NTU以下。氨氮和濁度均達到了廣東省《水污染物排放限值》(DB44/26—2001)的要求。
2.3混凝沉淀與氧化脫色
針對MBR出水中COD和色度不達標的問題，進一步采用了混凝沉淀和氧化脫色工序。
隨著PAC投加量的增加，出水COD先降后升，加藥量約為80mg/L時，出水COD能保持在90mg/L以下，出水色度約為60倍。
投加含次氯酸鈉13%的漂水可以明顯去除廢水中的色度，投加量越大，脫色效果越好。當投加量＞1mL/L時，出水色度基本低于40倍，可以達到DB44/26-2001的要求。
2.4主要經濟指標
改造后新工藝的電費為0．57元/m3、藥劑費為1．9元/m3，而原工藝采用SBR法時電費與藥劑費分別為0．85元/m3和3．2元/m3，新工藝的運行費用明顯降低。如果考慮膜折舊與人工費用，新工藝處理該企業醬油廢水的運行成本基本可以控制在3．0元/m3。另外，新工藝的表觀污泥產率基本小于0．1gMLSS/gCOD，比傳統活性污泥法的污泥產率(＞0．3gMLSS/gCOD)低，剩余污泥量明顯降低，污泥處理費用也減少。
3結論
對某調味品公司的醬油廢水處理工藝進行改造，采用厭氧/好氧MBR/混凝沉淀/氧化脫色工藝，穩定運行后出水水質分別為:COD＜90mg/L、氨氮＜10mg/L、色度＜40倍、濁度＜1NTU，各項指標均可達到廣東省《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)的要求。經濟指標分析表明，該工藝運行費用低，可行性良好。
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