食品工業高鹽高氮磷有機廢水處理技術
近年來,榨菜生產規模化、集約化程度愈來愈高,并形成大量特色食品工業園區,在其生產過程中產生大量高鹽高氮磷有機廢水(10 m3/t榨菜),該類廢水具有鹽度高(3%~15%)、有機物及氮磷濃度高(COD 3 000~41 000 mg/L,TN 100~1 000 mg/L,TP 20~300 mg/L),溶解性有機質多,可生化性好的特點。
目前,食品工業高氮磷有機廢水耐鹽/嗜鹽菌微生物處理系統構建技術得到突破,高鹽廢水生物處理的瓶頸已被解除,生物處理將成為食品工業高鹽高氮磷有機廢水高效低成本處理的主要途徑;在工藝形式上,考慮耐鹽/嗜鹽菌適合的生存環境,以及避免廢水高濃度溶解性有機質可能導致的污泥膨脹等問題,宜以生物膜工藝為主;針對該類廢水處理規模小,污染物種類多濃度高的特征,采用生物-物化組合工藝,以及具有同步去除多種污染物、工藝流程短、效能高的新技術將成趨勢。針對其技術路徑總結如下:
1 清潔生產減排增效技術
對于食品工業產生的高鹽高氮磷有機廢水的治理,首先應改良其生產工藝,從源頭大幅削減污染負荷,在此基礎上,考慮對其廢液中資源進行回收利用。如對榨菜生產工藝進行清潔生產工藝改革,通過對傳統“三腌三榨”的生產工藝進行改良,將第3次腌制液回用于第2次腌制,第2次腌制液回用于榨菜醬油的制作,這樣可以減少腌制液的污染物排放,可實現腌制液鹽分和營養物質的回收與榨菜醬油生產的創收,大幅削減其生產過程中產生的污染負荷,實現榨菜清潔生產、減排增效。
2 高鹽高濃度有機廢水生物處理技術
食品工業高鹽高濃度有機廢水具有良好的可生化性,對其采用常溫厭氧處理是實現其高效低成本處理可行的技術路徑。但需要解決好兩個關鍵問題,一方面,高鹽/超高鹽條件下厭氧耐鹽/嗜鹽菌微生物系統的構建,采用適宜的生物膜載體和啟動運行參數,可實現厭氧耐鹽/嗜鹽菌快速富集和穩定;另一方面,對于常溫厭氧反應器冬季低溫階段效能下降的問題,在采用新型高效厭氧生物膜工藝的基礎上,組合好氧生物膜、絮凝沉淀等工藝單元,提高系統冬季運行的保障能力。
此外,通過厭氧生物膜、好氧生物膜、絮凝沉淀等工藝單元的組配和工藝參數的優化調控,可以實現高鹽高濃度有機廢水不同的處理目標要求。對于食品工業小水量的高鹽高濃度有機廢水處理,可采用基于射流充氧方式的壓力式生物膜反應器設備,此類設備具有高效低耗、運行管理方便靈活的優勢。
3 高鹽高氮磷廢水生物除磷脫氮技術
對于高鹽條件下高氮高磷廢水的生物處理,首先,在高鹽條件下,采用污水廠脫水污泥,選擇適宜的生物膜載體和啟動運行參數,可實現耐鹽/嗜鹽脫氮除磷微生物的快速富集和穩定,構建出耐鹽/嗜鹽菌的脫氮除磷微生物系統;同時,應避免常規生物脫氮除磷工藝單元多、工藝流程長、運行管理復雜等問題,宜采用序批式生物膜處理工藝,在反應器生物膜中建立同步硝化反硝化系統,并通過反應器序批式操作實現聚磷菌除磷,并通過化學除磷輔助保障高磷廢水的除磷效果。
為了進一步提升高鹽高氮磷廢水的處理效能,還可采用基于磷酸鹽生物還原的同步脫氮除磷工藝,利用磷酸鹽生物還原除磷,將磷酸鹽還原為磷化氫從水中逸出分離,該工藝解決了現有脫氮除磷工藝中氮磷去除的泥齡矛盾、生物除磷與污泥減量的矛盾、簡化工藝流程和運行操作;還可通過建立高負荷異氧硝化同步脫氮除磷處理系統,大幅提高氮磷的去除效果。
4 高鹽/超高鹽高氮磷有機廢水物化處理技術
高鹽廢水物化處理可充分利用微電解及電解法的優勢形成 “三級微電解-二維電解”、“曝氣微電解-電化學氧化”、“三級微電解-厭氧生物膜-接觸氧化”等組合處理工藝, 可使廢水的pH值升高、鹽度降低,去除難降解有機物、降低氮磷濃度,有利于后續生物法處理,實現高鹽廢水的高效穩定處理。
5 高鹽/超高鹽高氮磷有機廢水處理組合工藝
根據高鹽高氮磷有機廢水處理出路,可分別執行不同的排放標準,形成不同的處理工藝流程。對于城鎮污水處理廠覆蓋區域內的食品工業高鹽高氮磷有機廢水,可通過預處理達到《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)三級標準后,排入下水道進入城鎮污水廠與城鎮污水協同處理,實現達標排放,預處理工藝主要有:復合厭氧反應器→混凝沉淀、ASBBR→SBBR→混凝沉淀、壓力生物膜反應器→混凝沉淀及曝氣微電解→電化學氧化→混凝沉淀等;在城鎮污水處理廠不能覆蓋的區域,則宜單獨處理達到《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)一級標準后排放,其處理工藝主要有:ASBBR→二級SBBR→混凝沉淀、二級壓力生物膜反應器→混凝沉淀等。
綜上所述,應改變對于食品工業高鹽高氮磷有機廢水不適宜生物處理的傳統認識,在清潔生產基礎上,通過構建耐鹽/嗜鹽微生物系統,充分發揮高鹽廢水生物處理高效低成本的優勢,為食品工業規模化可持續發展提供保障。
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