海產(chǎn)品高污染有機(jī)污水處理工藝

　　隨著我國鐵路的高速發(fā)展，鐵路物流由傳統(tǒng)倉儲、轉(zhuǎn)運(yùn)方式趨于多樣化、外延化發(fā)展，如某國際物流中心開拓、嘗試“境外深海捕撈+海產(chǎn)品冷鏈精加工+出口歐盟”的新型物流模式。在海產(chǎn)品冷鏈精加工過程中，所產(chǎn)生的生產(chǎn)污水有別于傳統(tǒng)鐵路行業(yè)污水，污水性質(zhì)發(fā)生了很大變化。通過對該項(xiàng)目海產(chǎn)品加工生產(chǎn)污水處理站“設(shè)計(jì)―施工―系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試”全過程系列工作，對其污水特點(diǎn)及性質(zhì)進(jìn)行了探討分析，針對性地采取以“氣浮+ICER生化”為核心的污水處理工藝，以確保尾水達(dá)到環(huán)評批復(fù)的《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978―1996)[1]二級標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　一、污水處理工藝方案設(shè)計(jì)

　　1.1 污水性質(zhì)與特點(diǎn)

　　海產(chǎn)品冷鏈加工是將深海魚類解凍之后再進(jìn)行去頭、去尾、去內(nèi)臟、去骨處理，清洗干凈或切片速凍或腌制為成品。加工過程所產(chǎn)生的污水含有脂肪、水溶性蛋白、無機(jī)鹽、細(xì)小魚皮及大量微細(xì)魚糜等物質(zhì)，其污水具有以下性質(zhì)和特點(diǎn)：有機(jī)污染嚴(yán)重，化學(xué)需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、總氮(TN)及總磷(TP)嚴(yán)重超標(biāo)，但可生化性好，是典型的高碳氮比(C/N)比有機(jī)污水；懸浮物(SS)少但水溫低，加工車間排水出水水溫一般穩(wěn)定在8~10℃，是典型的低溫低濁生產(chǎn)污水；污水中含鹽量高，遠(yuǎn)高于微生物得以生存繁殖“水中含鹽量不得超過0.3%”的耐鹽環(huán)境指標(biāo)，主要污染物指標(biāo)檢測數(shù)據(jù)如表1所示。

　　1.2 處理工藝設(shè)計(jì)

　　在污水處理站設(shè)計(jì)之初，對大連、秦皇島、煙臺及榮成等地海產(chǎn)品加工企業(yè)的污水處理工藝及實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行了調(diào)研，主要采用“物化法+生化法”組合污水處理工藝，生化法尤以缺氧-好氧活性污泥法(Anoxic/Oxic，A/O)或厭氧-缺氧-好氧活性污泥法(Anaerobic-Anoxic-Oxic，A2-O)污水處理工藝居多。在調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)一個(gè)共性問題，即A-O法或A2-O法生物反應(yīng)池中的活性污泥濃度均比較低。經(jīng)過反復(fù)研究后認(rèn)為造成其活性污泥濃度低的主要原因在于：一是污水水溫低，活性污泥增殖緩慢；二是A-O法或A2-O法工藝的水流狀態(tài)均為“空間推流式”，使活性污泥流失嚴(yán)重，在池內(nèi)的水力停留時(shí)間短。

　　因此，根據(jù)海產(chǎn)品加工生產(chǎn)污水的性質(zhì)和特點(diǎn)，對污水處理工藝進(jìn)行了針對性改進(jìn)，采用了“時(shí)間推流式”間歇循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法(IntermittentCycleExtendedReactorActivatedSludgeProcess，ICER)工藝，間歇式排水的方式有效避免了活性污泥的流失，延長了活性污泥在反應(yīng)池內(nèi)的水力停留時(shí)間，具體污水處理工藝流程設(shè)計(jì)如圖1所示。

　　1.2.1 物化法處理工藝

　　污水經(jīng)粗格柵去除魚皮、魚骨等大雜質(zhì)，轉(zhuǎn)鼓細(xì)格柵清除魚鱗、魚糜等細(xì)小雜質(zhì)后，進(jìn)入調(diào)節(jié)隔油池，經(jīng)調(diào)節(jié)水量、均和水質(zhì)、去除漂浮油脂后，由污水泵提升至溶氣氣浮設(shè)備；污水與堿式氯化鋁(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)充分混合并形成絮凝體礬花后，實(shí)現(xiàn)了乳化油脂的分離。

　　1.2.2 生化法處理工藝

　　海產(chǎn)品加工污水所含的有機(jī)物成分比較復(fù)雜，特別是含有一些好氧微生物不能降解或難以降解的有機(jī)物質(zhì)。污水進(jìn)入?yún)捬醭刂?，在厭氧菌胞外酶的作用下，通過水解酸化作用將這些復(fù)雜的有機(jī)物分解成簡單的有機(jī)物，如蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化成氨基酸、脂類轉(zhuǎn)化成脂肪酸和甘油等。厭氧工藝作為提高污水可生化性預(yù)處理工藝，為后續(xù)好氧處理工藝提供基礎(chǔ)條件。

　　ICER是在序列間歇式活性污泥法(SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess，SBR)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即在SBR池內(nèi)進(jìn)水端增加了生物選擇器及活性污泥回流系統(tǒng)，ICER生物反應(yīng)池采用連續(xù)進(jìn)水(沉淀期、排水期、靜置期仍連續(xù)進(jìn)水)、間歇排水的方式，通過可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController，PLC)時(shí)間控制器實(shí)現(xiàn)曝氣、沉淀、潷水、靜置4個(gè)階段全自動周期循環(huán)運(yùn)行。曝氣階段有機(jī)污染物被微生物氧化分解，同時(shí)將污水中的NH3-N通過微生物硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3-N；沉淀、潷水、靜置階段停止曝氣，微生物利用水中剩余的溶解氧(DissolvedOxygen，DO)進(jìn)行氧化分解，反應(yīng)池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧、厭氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化，兼性微生物周而復(fù)始地在好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達(dá)到對污染物的去除作用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了脫氮、除磷。

　　二、污水處理系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試及工藝完善

　　該項(xiàng)目于2019年5月1日起開始進(jìn)行污水處理系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)聯(lián)試，截至2019年9月30日順利完成并通過環(huán)保驗(yàn)收，歷時(shí)4個(gè)月。在調(diào)試過程中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)考慮不足的問題，并通過聯(lián)調(diào)聯(lián)試針對性地進(jìn)行了技術(shù)調(diào)整與修正，具體措施如下。

　　2.1 提溫降鹽

　　在設(shè)計(jì)階段，對高鹽、低溫低濁污水的認(rèn)識程度不足，僅對生產(chǎn)污水進(jìn)行了專項(xiàng)處理，但在生產(chǎn)車間試生產(chǎn)期間，發(fā)現(xiàn)高鹽、低溫低濁的程度超出了設(shè)計(jì)預(yù)想。海產(chǎn)品均來自于深海捕撈的冰鮮海魚，在加工之前均需自來水浸泡解凍，“冰+水”的直接排出造成了車間污水的水溫低。此外，海魚解凍的海水及腌制工藝排放的污水直接導(dǎo)致了污水含鹽量超標(biāo)。針對這些問題，采取了將物流園區(qū)生活污水、淋浴廢水一起引入海產(chǎn)品加工污水中的辦法，有效提高了污水溫度(約提高3~6℃)，稀釋了加工污水中的鹽度，保證其綜合污水的含鹽量低于0.3%，以利于生化處理。提溫降鹽試驗(yàn)曲線如圖2、圖3所示。

　　2.2 確定混凝劑投放量

　　海產(chǎn)品加工污水是典型的低溫低濁污水，雖然引入了其他生活污水提高了水溫，但低濁度依然影響溶氣氣浮混凝效果，礬花呈輕絮狀短瘦晶體且易碎，絮體比重近似于水比重而懸浮水中，不利于溶氣氣浮分離去除。為此，進(jìn)行了混凝劑投藥專項(xiàng)試驗(yàn)，通過藥劑適應(yīng)性試驗(yàn)，首先確定混凝劑采用PAC、絮凝劑采用PAM;隨后進(jìn)行投藥量試驗(yàn)，分別按照420mg/L和25mg/L向原污水投加PAC和PAM時(shí)，COD的去除率最大達(dá)到59%;調(diào)節(jié)原污水懸浮物(SS)濃度至200mg/L時(shí)，分別按照230mg/L和25mg/L投加PAC和PAM時(shí)，COD的去除率最大達(dá)到89%?；炷齽┩端幵囼?yàn)曲線如圖4所示。

　　2.3 活性污泥培養(yǎng)馴化

　　物化工藝調(diào)試完成后，確保了生化系統(tǒng)的進(jìn)水鹽度低于0.3%、COD不高于2500mg/L。活性污泥取自于某城市污水廠(A2/O工藝)二沉池的新鮮污泥，先期投放于ICER生物反應(yīng)池內(nèi)，經(jīng)過“微量疊加―循序漸進(jìn)”的方式注入海產(chǎn)品加工污水，歷時(shí)2個(gè)月，ICER生物反應(yīng)池的活性污泥呈現(xiàn)出黃褐色，污泥活性及沉降性能良好，并且保持活性污泥濃度在7500mg/L左右;然后，再將ICER生物反應(yīng)池的剩余污泥投入?yún)捬醴磻?yīng)池，歷時(shí)1個(gè)月，厭氧污泥形成并穩(wěn)定運(yùn)行；隨后，按照“設(shè)計(jì)工況”開始正常運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)行狀態(tài)良好，出水穩(wěn)定達(dá)到了環(huán)評批復(fù)的《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978―1996)二級標(biāo)準(zhǔn)，各指標(biāo)去除試驗(yàn)曲線如圖5至圖8所示。

　　三、污水處理效果及分析

　　該項(xiàng)目污水處理站經(jīng)過3個(gè)月聯(lián)調(diào)聯(lián)試，于2019年8月30日污水處理系統(tǒng)進(jìn)入了穩(wěn)定運(yùn)行工況，對污水處理站總進(jìn)水水質(zhì)、各處理單元(隔油沉淀池、混凝氣浮、厭氧生物反應(yīng)池、ICER生物反應(yīng)池)進(jìn)水水質(zhì)及總出水水質(zhì)進(jìn)行了連續(xù)檢測，對各污水處理單元的污染物處理效率進(jìn)行了實(shí)測，詳細(xì)數(shù)據(jù)如表2所示。

　　從表2可以看出，該工程所采用的“物化法+生化法”組合污水處理工藝中各污水處理單元均達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)效果，在物化法(粗細(xì)格柵、隔油沉淀池、溶氣氣浮)階段，主要去除了污水中的魚油油脂類物質(zhì)，COD去除效果顯著，從8386mg/L降低至1586mg/L，去除率達(dá)到了81.1%，而對于NH3-N、TN和TP的去除率較低，約為25%左右；在生化法(厭氧生物反應(yīng)池、ICER生物反應(yīng)池)階段，厭氧菌、兼性菌及好氧菌等微生物按照預(yù)先設(shè)定控制的溶解氧進(jìn)行氧化分解，在反應(yīng)池中，經(jīng)過缺氧-好氧、缺氧-厭氧狀態(tài)的轉(zhuǎn)化，微生物在周而復(fù)始的好氧、缺氧、厭氧周期性變化中，污水中的溶解性脂肪、水溶性蛋白等污染物得到了有效去除，較好地實(shí)現(xiàn)了脫氮、除磷目的，COD從1586mg/L降低至250mg/L，去除率達(dá)到了84.2%；NH3-N從107mg/L降低至17mg/L，去除率達(dá)到了84.1%；TN從139mg/L降低至33mg/L，去除率達(dá)到了76.3%；TP從36mg/L降低至3mg/L，去除率達(dá)到了91.7%。

　　四、結(jié)束語

　　物流中心海產(chǎn)品加工生產(chǎn)污水處理站采用以“氣浮物化+ICER生化”為核心的污水處理工藝，將物化處理與生化處理相結(jié)合，使高濃度有機(jī)污染的海產(chǎn)品精加工冷鏈廢水得到了有效生物降解和脫磷除氮，確保尾水達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978―1996)二級標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)評批復(fù)的要求。通過對該物流中心海產(chǎn)品加工生產(chǎn)污水處理站“設(shè)計(jì)―施工―系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試”的全過程可以看出，今后對于此類生產(chǎn)污水處理還需樹立“在設(shè)計(jì)時(shí)綜合治理、嚴(yán)格控鹽提溫從源頭抓起”的理念，以確保污水處理達(dá)到環(huán)保要求。（來源：中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司）