咖啡粗加工廢水處理混凝沉淀-A2/O工藝

　　1、工程概況

　　云南省是小粒種咖啡的最適宜種植區(qū)，經(jīng)過近20多年的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，目前已成為我國最大的咖啡種植基地，貿(mào)易集散地和出口基地。云南某咖啡產(chǎn)業(yè)集團公司主要從事咖啡粗加工、出口銷售，其配套建有目前國內(nèi)最大咖啡種植合作基地，年加工咖啡鮮果能力達10萬t以上。

　　咖啡豆粗加工基本工序為除石、分級→機械脫皮、脫膠→浸泡、清洗→烘干;生產(chǎn)廢水主要來自機械脫皮、脫膠及浸泡、清洗工序，高濃度廢水主要來自機械脫皮、脫膠段，其CODCr質(zhì)量濃度在20000mg/L左右，BOD5質(zhì)量濃度在2600mg/L左右，NH3-N質(zhì)量濃度在350mg/L左右，浸泡、清洗工序產(chǎn)生的廢水CODCr質(zhì)量濃度較低，基本在500mg/L左右，BOD5質(zhì)量濃度在200mg/L左右，NH3-N質(zhì)量濃度在20mg/L左右。

　　原生產(chǎn)廢水通過投加生石灰、沉淀等簡單處理后外排進入瀾滄江。為滿足環(huán)保要求，該企業(yè)決定對原有污水處理設(shè)施進行改造。經(jīng)中試后，確定采用混凝沉淀-A2/O工藝，處理后出水指標達到GB8978―1996《污水綜合排放標準》一級標準。

　　2、廢水水量和水質(zhì)

　　由于該公司咖啡加工使用山泉水，上游用水戶較多，來水不穩(wěn)定，機械脫皮、脫膠均使用循環(huán)水，造成循環(huán)水中CODCr、SS、NH3-N濃度較高，pH值較低，且廢水中含有大量果膠。果膠是一類成分比較復雜的多糖，結(jié)合狀態(tài)和理化性質(zhì)可分為原果膠、可溶性果膠和果膠酸。成熟水果中存在的主要為可溶性果膠，可溶性果膠是由半乳糖醛酸、半乳糖醛酸甲脂以α-1，4糖甘鍵連接而成的高分子化合物，可生化性差，難以生化處理。機械脫皮、脫膠工序排放廢水量約占總廢水量的1/3，且為當日生產(chǎn)完成后一次集中排放。浸泡、清洗段廢水排放量約占總排水量的2/3，排放方式為間歇排放，可生化性較好。2種廢水全部進入調(diào)節(jié)池混合后處理，以降低處理難度。污水處理站設(shè)計處理量為100m3/d。

　　分別取生產(chǎn)過程中的機械脫皮、脫膠廢水，浸泡、清洗廢水及2種廢水混合水樣，CODCr使用HACH-DRB200消解器+HACH-DR900便攜式多參數(shù)比色計進行現(xiàn)場測定，pH值使用HACH-HQ11d現(xiàn)場測定，BOD5、NH3-N委托當?shù)丨h(huán)境監(jiān)測試驗室測定，測試數(shù)據(jù)見表1。

　　3、廢水處理工藝

　　目前，國內(nèi)外含果膠廢水的處理方法主要有復合絮凝劑處理、混凝吸附法處理、果膠酶處理、生物接觸氧化法處理等方式。

　　咖啡粗加工廢水含大量果膠，果膠在適宜條件下其溶液能形成凝膠和部分發(fā)生甲氧基化，殘留的羧基單元以游離酸的形式存在或形成銨、鉀、鈉和鈣等鹽。果膠在堿性環(huán)境下具有不穩(wěn)定的特點，同時，高濃度的堿性金屬鹽通常會使果膠的粘度下降，二價或三價金屬鹽的存在可以抑制果膠的溶解性。結(jié)合鹽析法利用果膠分子結(jié)構(gòu)中的羧基被鋁、銅、鋅、鉀等金屬離子中和生成不溶于水的果膠鹽而從溶液中分離出來的機理，根據(jù)中試結(jié)果，采用先調(diào)整pH值至弱堿性，再采用混凝沉淀-生化處理的工藝。工藝流程見圖1。

　　4、主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)

　　(1)格柵池(原有改造)。

　　1座，鋼筋混凝土半地上式，結(jié)構(gòu)尺寸為2.7m×0.8m×2.0m。設(shè)置3mm不銹鋼人工格柵1套。

　　(2)調(diào)節(jié)池兼事故池(新建)。

　　1座，鋼筋混凝土地埋式，結(jié)構(gòu)尺寸為8.0m×8.0m×4.8m，有效水深4.0m。設(shè)置提升泵2臺，1用1備，流量為10m3/h，揚程為10m，功率為0.75kW;潛水攪拌器4臺，葉輪直徑為260mm，功率為0.75kW。

　　(3)混凝沉淀池(原有改造)。

　　1座，鋼筋混凝土半地上式，結(jié)構(gòu)尺寸為5.4m×5.0m×2.0m，有效水深1.5m。設(shè)置NaOH、PAC、PAM加藥裝置各1套，流量為60L/h;螺桿泵2臺，流量為5m3/h，揚程為80m，功率為1.5kW。

　　(4)厭氧池(新建)。

　　1座，鋼筋混凝土半地上式，結(jié)構(gòu)尺寸為3.0m×5.0m×3.5m，有效水深為3.2m，污泥負荷為0.3kg[BOD5]/(kg[MLSS?d])。池體內(nèi)掛組合填料，直徑為150mm，高度為2m，共30m3;內(nèi)循環(huán)攪拌泵2臺，流量為10m3/h，揚程為10m，功率為0.75kW。

　　(5)缺氧池(新建)。

　　鋼筋混凝土半地上式，結(jié)構(gòu)尺寸為3.00m×5.25m×3.50m，預缺氧區(qū)尺寸為3.00m×2.00m×3.50m，有效水深為3.0m。池體內(nèi)掛組合填料，直徑為150mm，高度為2m，共31.5m3;預缺氧區(qū)設(shè)置內(nèi)循環(huán)攪拌泵、污泥回流泵各1臺，流量為10m3/h，揚程為10m，功率為0.75kW。

　　(6)接觸氧化池(原有改造)。

　　1座，鋼筋混凝土半地上式，一級接觸氧化區(qū)尺寸為5.0m×4.9m×2.0m，有效水深為1.7m，HRT為9.8h，二級接觸氧化區(qū)尺寸為5.0m×4.9m×2.0m，有效水深為1.7m，HRT為9.8h，污泥負荷為0.06kg[BOD5]/(kg[MLSS]?d)。設(shè)置混合液回流泵2臺，1用1備，流量為15m3/h，揚程為15m，功率為1.5kW;池體內(nèi)掛組合填料，直徑為150mm，高度為1m，共50m3;配三葉羅茨鼓風機2臺，1用1備，風量為7.54m3/h，風壓為34.3kPa，功率為7.5kW。

　　(7)二沉池(新建)。

　　采用斜管沉淀池，鋼筋混凝土半地上式，結(jié)構(gòu)尺寸為3.0m×3.0m×3.5m(其中絮凝區(qū)凈尺寸為3.0m×0.8m×3.5m;斜管沉淀區(qū)凈尺寸為3.0m×2.0m×3.5m)，設(shè)計表面負荷為0.7m3/(m2?h)，斜管直徑為50mm，共6m2。設(shè)置PAC、PAM加藥裝置各1套，流量為60L/h;污泥泵1臺，流量為10m3/h，揚程為10m，功率為0.75kW。

　　(8)中間水池。

　　鋼筋混凝土半地上式，結(jié)構(gòu)尺寸為2.0m×3.0m×3.5m。配置多介質(zhì)過濾器提升泵2臺，1用1備，流量為15m3/h，揚程為30m，功率為4kW。

　　(9)回用水池(新建)。

　　鋼筋混凝土半地上式，結(jié)構(gòu)尺寸為3.0m×3.0m×3.5m，設(shè)置多介質(zhì)過濾器反沖洗泵2臺，1用1備，流量為32m3/h，揚程為35m，功率為5.5kW。

　　(10)污泥濃縮池(原有改造)。

　　1座，鋼筋混凝土半地上式，結(jié)構(gòu)尺寸為5.4m×2.3m×2.0m。設(shè)置螺桿泵2臺，1用1備，流量為5m3/h，揚程為80m，功率為1.5kW。頂部設(shè)置疊螺壓榨機1臺，處理量為50~70kg/h。

　　(11)設(shè)備用房(新建)。

　　彩鋼，結(jié)構(gòu)尺寸為10.0m×9.5m×3.0m。設(shè)置多介質(zhì)過濾器2套，1用1備，直徑為900mm，高度為2200mm，內(nèi)填粒徑為0.5~2.0mm石英砂濾料和粒徑為1.0~2.0mm無煙煤濾料。

　　5、調(diào)試運行

　　咖啡采摘主要集中在3月初至5月初，調(diào)試啟動安排在2月中旬進行，工程所在地氣溫較高，年平均氣溫為19.4℃，冬季無霜凍，對調(diào)試、運行極為有利。

　　該工程活性污泥采用城市污水處理廠污泥進行接種馴化，共投加濕污泥(含水率為80%)12t，厭氧、缺氧池投加4t，好氧池投加8t，調(diào)節(jié)池啟動攪拌泵，厭氧、缺氧池啟動內(nèi)循環(huán)攪拌泵，好氧池悶曝24h后，污水處理設(shè)施逐步少量間歇通入生產(chǎn)廢水，進行污泥接種、馴化。進水投加NaOH，控制pH值在8.5~9.0，混凝投加PAC和PAM，有研究表明，CODCr的去除率達到某一個最大值時，繼續(xù)增加絮凝劑的投加量，CODCr去除率的變化并不明顯，因此，根據(jù)混凝試驗確定最佳絮凝劑投加濃度。污泥回流比控制在50%，混合液回流比控制在100%。半個月后，開始連續(xù)24h進水，滿負荷運行。

　　6、處理效果

　　通過運行過程中實測，主要指標均能達到GB8978―1996一級標準要求，出水實測指標見表2。

　　7、技術(shù)經(jīng)濟指標

　　本項目總投資115萬元，處理水量為100t/d，運行費用為1.3元/t，其中電費1.2元/t，藥劑費0.1元/t，不含人工費。

　　8、結(jié)語

　　實際運行結(jié)果表明，采用混凝沉淀-A2/O工藝處理咖啡粗加工廢水，對CODCr、BOD5、NH3-N的去除率均達到98%以上，該工藝對咖啡加工廢水具有很好的處理效果，能穩(wěn)定達到GB8978―1996一級標準。該工藝具有投資省、運行成本低、適應性強等優(yōu)點。投加NaOH脫果膠的方式與投加石灰脫果膠相比，具有渣量小、操作方便等優(yōu)點。在厭氧池增加內(nèi)循環(huán)攪拌泵和投加厭氧污泥，提高了處理效率。(來源：四川國唯環(huán)保工程有限公司)