果汁生產(chǎn)廢水內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器-好氧工藝

　　陜西某企業(yè)主要生產(chǎn)加工濃縮果汁及副產(chǎn)品香精等，在果汁生產(chǎn)濃縮過程中產(chǎn)生大量果汁廢水(1200m3/d)，主要來源于原料果清洗、超濾駐留罐底物排放、超濾及樹脂罐清洗、冷卻器多余冷凝水及地面沖洗等環(huán)節(jié)。廢水中含有大量的糖類、果膠、果渣及水溶物和纖維素、果酸、單寧、礦物鹽等，屬于高濃度有機(jī)廢水，具有以下特點(diǎn)：

　?、貱OD濃度高，一般COD多8000mg/L，B0D43000mg/L，B/C>0.3，可生化性較好;

　　②SS含量相當(dāng)高，含有大量的果渣、果肉及果屑等細(xì)小懸浮物，SS為800~5000mg/L，易致水體pH值大幅下降，進(jìn)水pH值最低可達(dá)4.0左右;

　?、蹚U水中營(yíng)養(yǎng)成分單一，氮、磷及微量元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏;

　?、苁芩召?gòu)季節(jié)的影響，果汁加工時(shí)間一般為每年的8月一12月，其余時(shí)間處于停產(chǎn)狀態(tài)，幾乎不排放廢水。

　　果汁生產(chǎn)廢水具有水量大、污染物濃度高、水質(zhì)波動(dòng)大等特點(diǎn)，若不加以處理直接排放，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重影響。該果汁廠地處陜西某縣城郊，現(xiàn)有的城鎮(zhèn)污水廠配套設(shè)施受納量基本飽和，需自行將廢水處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后再匯人市政管網(wǎng)，故本工程設(shè)計(jì)處理出水標(biāo)準(zhǔn)為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918―2002)―級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　一、廢水水量、水質(zhì)

　　廢水來源主要包括洗果水、樹脂清洗水、超濾反洗廢水及其他清洗水。廢水排放量為1200m3/d，處理出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918―2002)的一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。

　　二、工藝流程

　　廢水處理工藝流程見圖1。生產(chǎn)廢水首先經(jīng)機(jī)械格柵去除大塊的果肉及雜質(zhì)，再進(jìn)人隔渣池。隔猹池為兩池串聯(lián)，出水自流人集水井內(nèi)，經(jīng)泵提升至水力篩，進(jìn)一步去除蘋果籽、蘋果梗等雜質(zhì)后流人調(diào)節(jié)水池。調(diào)節(jié)水池設(shè)有攪拌裝置，廢水經(jīng)均質(zhì)均化后，由水泵定量排人混凝沉淀池，小絮體發(fā)生聚集并沉于池底，上清液自流入內(nèi)循環(huán)(IC)厭氧反應(yīng)器進(jìn)水池內(nèi)。在進(jìn)人IC前廢水COD為3000?4000mg/L。IC進(jìn)水池為IC厭氧反應(yīng)器的配水池，用于保證進(jìn)水的溫度及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。IC厭氧反應(yīng)器為地上鋼制結(jié)構(gòu)，其出水自流入沉淀槽內(nèi)。厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫后排人果渣干燥車間作為燃料。沉淀槽出水排人好氧生化單元，污泥回流至IC厭氧反應(yīng)器內(nèi)。經(jīng)IC厭氧處理后的COD約為150~300mg/L。好氧生化單元分兩段，一段為活性污泥池+中沉池，二段為生物接觸氧化池+二沉池。生化處理出水經(jīng)砂濾后即可滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918―2002)―級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　混凝沉淀及好氧生化剩余污泥均排入污泥儲(chǔ)池，再定量提升至自流罐內(nèi)，與PAM充分混合后泵人帶式污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水處理。

　　三、主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

　　主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。

　　四、啟動(dòng)及運(yùn)行效果

　　4.1 IC厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)

　　IC的啟動(dòng)水源采用廠內(nèi)的過期香精及部分設(shè)備沖洗廢水及少量的生產(chǎn)廢水，調(diào)節(jié)COD濃度約5000mg/L，并適量補(bǔ)充氮、磷等物質(zhì)及微量元素。為保證IC快速啟動(dòng)，采用來自淀粉行業(yè)的厭氧顆粒污泥，投加量約30t，并補(bǔ)充部分絮狀污泥。厭氧顆粒污泥的技術(shù)指標(biāo)見表3

　　在生產(chǎn)開始前1個(gè)月，采用進(jìn)水2h、間歇2h的間歇進(jìn)水模式，以設(shè)計(jì)負(fù)荷的20%作為啟動(dòng)負(fù)荷，對(duì)厭氧反應(yīng)器進(jìn)行啟動(dòng)。嚴(yán)格控制進(jìn)水溫度為30~35℃，pH值為6.5~7.5，逐步提高負(fù)荷，增加實(shí)際生產(chǎn)廢水。經(jīng)過40天的調(diào)試，IC厭氧反應(yīng)器對(duì)COD去除率可達(dá)到80%以上，且通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)出水SS及VFA/ALK等數(shù)據(jù)，確認(rèn)IC已基本滿足生產(chǎn)需求，開始正常進(jìn)水。

　　4.2 處理效果

　　果汁生產(chǎn)周期自當(dāng)年8月至次年1月，約5個(gè)月。以11月的運(yùn)行數(shù)據(jù)為例，考察各處理單元對(duì)COD等指標(biāo)的處理效果及穩(wěn)定運(yùn)行情況。

　　4.2.1 預(yù)處理單元

　　調(diào)節(jié)水池之前的隔渣池等前處理設(shè)施主要用于去除廢水中的泥砂等無機(jī)物及大塊的碎蘋果，故對(duì)預(yù)處理效果的考察主要指調(diào)節(jié)水池及之后的混凝單元對(duì)COD的去除效果(見圖2)。

　　由圖2可見，調(diào)節(jié)水池進(jìn)水COD在2000~10000mg/L范圍內(nèi)波動(dòng)，但預(yù)處理單元對(duì)COD的去除率基本穩(wěn)定在45%~50%，出水SS在300~600mg/L之間波動(dòng)。

　　4.2.2 IC厭氧單元

　　IC厭氧反應(yīng)器作為核心單元，其能否穩(wěn)定運(yùn)行直接決定了整體工藝的處理效果。在運(yùn)行過程中嚴(yán)格控制進(jìn)水溫度為30~35PH值為6.5~7.5，并適量投加碳酸氫鈉控制VFA/ALK<0.3，投加尿素和磷酸二銨補(bǔ)充必要的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素，處理效果如圖3所示。

　　由圖3可以看出，IC運(yùn)行穩(wěn)定，雖然進(jìn)水COD有一定波動(dòng)，但I(xiàn)C出水COD基本穩(wěn)定在200~300mg/L，對(duì)COD的去除率最高可達(dá)90%以上，出水的SS<400mg/L，基本與進(jìn)水SS濃度相當(dāng)。

　　4.2.3 好氧+過濾單元

　　由于TC處理出水水質(zhì)較穩(wěn)定，且廢水可生化性也有所改善，故經(jīng)兩級(jí)好氧處理后的出水COD可基本穩(wěn)定在60mg/L，再經(jīng)砂濾后可滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。好氧單元對(duì)COD的去除率可達(dá)70%以上，具體如圖4所示。

　　4.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

　　該工程建設(shè)投資為425萬元，占地約2000m2，主要為半地上混凝土結(jié)構(gòu)。運(yùn)行費(fèi)用主要包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)及人工費(fèi)。耗電量約2784kW?h/d，電費(fèi)為1.85元/m3。藥劑方面主要用于pH值的調(diào)節(jié)及補(bǔ)充氮、磷等營(yíng)養(yǎng)素，藥劑費(fèi)為0.96元/m3。IC反應(yīng)器主要在冬季運(yùn)行，需耗用約40t/d的蒸汽用于IC的加熱，運(yùn)行費(fèi)用約0.5元/m3。

　　五、結(jié)論

　?、俨捎肐C一曝氣池一生物接觸氧化工藝處理高濃度果汁生產(chǎn)廢水具有良好的處理效果，預(yù)處理單元COD去除率為50%左右，IC厭氧單元對(duì)COD的去除率高達(dá)90%以上，好氧主體工藝采用曝氣池結(jié)合生物接觸氧化工藝，COD去除率達(dá)到70%，出水水質(zhì)可滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918―2002)的一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。

　?、贗C作為核心單元，其穩(wěn)定運(yùn)行是保證系統(tǒng)處理效果的關(guān)鍵，應(yīng)充分重視及發(fā)揮預(yù)處理的作用，嚴(yán)格控制IC進(jìn)水無機(jī)質(zhì)的含量，控制進(jìn)水溫度為30~35℃，VFA/ALK<0.3及pH值為6.5~7.5。

　?、鄄捎脜捬躅w粒污泥啟動(dòng)IC厭氧反應(yīng)器，調(diào)試時(shí)間大幅縮短，40天即可實(shí)現(xiàn)IC滿負(fù)荷運(yùn)行。(來源：蘇州依斯倍環(huán)保裝備科技有限公司，廣東瀚藍(lán)生物環(huán)?？萍加邢薰?