厭氧-好氧工藝處理飲料生產廢水

近年來，我國飲料行業的發展非常迅速，其消費總量和人均占有量的增長速度保持在20 %以上，飲料行業在迅速發展的同時，也帶來了一定的環境污染問題，因針對飲料行業廢水的處理工藝日益增多，而且大多也比較成熟。

某飲料廠為美資企業，專門生產瓶裝運動型非碳酸果汁飲料。其廢水為生產飲料過程中排放的生產廢水和生活污水，生產廢水主要來源為設備清洗水、車間地面清洗廢水、生產過程中泄漏的產品和不合格品，主要特性是高COD 和BOD 值，廢水濃度及水力波動大，磷和氮的含量不足。

采用厭氧+延時曝氣工藝進行處理，效果穩定，各項出水水質指標優于《廣東省地方標準水污染物排放限值》(DB44/26-2001)(第二時段)一級標準。

1 廢水水質、水量及排放標準

                                                                                                            表1 水質指標與排放標準

該飲料廠廢水主要為高濃度生產廢水和生活污水，其中高濃度生產廢水排水量為120 m3/d，生活污水為280 m3/d，污水站進出水水質以及排放標準如表1所示。

2 處理工藝流程及主要設施

2.1 處理工藝流程


                                                                                                                              圖1 污水處理工藝流程

污水站設計處理能力400 m3/d，主體處理工藝的厭氧工藝采用混合厭氧活性污泥法，設計負荷為2.0 kgCOD/m3·d，好氧工藝采用延時曝氣活性污泥法，設計負荷為0.1036 kgBOD/kgMLSS·d。

高濃度生產廢水先經調節后進入厭氧調配池，補充氮、磷等營養物質后，進入厭氧池；在經過厭氧細菌將污水中復雜的、大分子的有機化合物轉變簡單的、溶解性、小分子的有機物后，與生活污水一起進入好氧調配池，進行好氧生物處理，好氧池出水在沉淀池中進行泥、水分離后，出水經pH 調節后達標排放。厭氧池與好氧池的剩余污泥經消化處理，經污泥脫水機脫水后運走；厭氧池及污泥消化池產生的沼氣收集后，送入火炬燃燒，避免對環境的二次污染。見圖1。

2.2 主要處理設施與設備

                                                                                                            表2 主要建、構筑物

                                                                                                                        表3 主要設備

3 工藝調試及運行效果

3.1 污泥馴化期

3.1.1厭氧污泥的馴化

為縮短調試時間，將污水處理廠的厭氧消化污泥75 m3投入厭氧池。由于飲料廢水中的氮磷組分缺乏，在厭氧調配池內補充適量的尿素和磷肥，使廢水中的w(BOD∶N∶P) ＝200∶5∶1，并控制進水的堿度不低于1200 mg/L。采取逐漸負荷提高的方法進行厭氧池的啟動，啟動負荷為0.5 kgCOD/m3·d，逐步將負荷加到設計負荷2.0 kgCOD/m3·d。

啟動初期，厭氧單元出水較為渾濁，隨著厭氧池的運行，出水變得較為清澈的同時處理效果也趨于穩定。啟動初期COD 的去除效果較差，前7 d 的去除率僅為45 %左右。隨著厭氧池的運行穩定，COD 的去除效果不斷上升，到啟動穩定期(40~60 d)已經接近77 %，至此厭氧單元啟動成功。由于啟動正值夏季，厭氧細菌活性較高，啟動時間較短，厭氧池啟動過程進出水COD 及進水負荷見圖2。

                                                                                                        圖2 厭氧池COD 進水、出水情況

3.1 2 好氧污泥的馴化

從污水處理廠運來好氧污泥，按200 mg/L 以上的比例確定投入污泥量，加入高濃度生產廢水進行悶曝，將進水COD濃度控制在2000 mg/L 左右，加入磷酸和尿素等營養物質，使廢水中的w(BOD∶N∶P)＝100∶5∶1。當好氧池混合液的TSS(MLSS)達到2000 mg/L 時，引入厭氧出水和生活污水混合廢水，逐步增大進入好氧池的連續處理水量，直至達到設計負荷，到馴化后期，好氧處理單元的處理效率為90 %以上。

在好氧池在污泥馴化初期階段，出水COD 受厭氧出水變化的影響很大，這時主要是活性污泥性能狀況不穩定，還不能完全適應飲料廠的廢水。隨著污泥馴化過程的完成，好氧系統進入了穩定運行狀態。好氧池早期曝氣時產生的泡沫較多，出現溢出池壁，影響景觀，隨著好氧池污泥量的增加及活性增加后，該現象也逐漸消除。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

3.2 穩定運行階段

隨著厭氧污泥和好氧污泥馴化的完成，進水水量增至400 m3/d，由于水量變化幅度較小，對系統沖擊造成影響不明顯，出水COD 值穩定在80 mg/L 以下，這個階段，設施整體COD 去除率穩定在97 %以上，好氧微生物種類和數量基本穩定，出現累枝蟲、小組靜輪蟲、無甲腔輪蟲、鐘蟲(長柄)等，活性污泥顏色為棕黃色。進出水COD 及進水負荷見圖3。


                                                                                                   圖3 穩定運行期進、出水COD 變化情況

經過3 個多月的工藝調試，好氧池及厭氧池都形成了性能良好的好氧、厭氧活性污泥，處理的水量、水質也達到了設計要求。

4 主要經濟技術指標

主要經濟技術指標見表4 所示。

                                                                                                            表4 主要經濟技術指標


5 結論與討論

(1)采用厭氧+延時曝氣的工藝處理高濃度飲料廢水，處理效果良好，耐沖擊負荷能力強，污染物去除率高，CODCr 去除率98.6 %，BOD5 去除率99.2 %，出水水質優于《廣東省地方標準水污染物排放限值》(DB44/26-2001)(第二時段)一級標準要求。

(2)污水站采用全自動化連續運行，管理操作簡便，由于使用進口設備較多，投資費用較高。