厌氧-好氧工艺处理饮料生产废水
近年来,我国饮料行业的发展非常迅速,其消费总量和人均占有量的增长速度保持在20 %以上,饮料行业在迅速发展的同时,也带来了一定的环境污染问题,因针对饮料行业废水的处理工艺日益增多,而且大多也比较成熟。
某饮料厂为美资企业,专门生产瓶装运动型非碳酸果汁饮料。其废水为生产饮料过程中排放的生产废水和生活污水,生产废水主要来源为设备清洗水、车间地面清洗废水、生产过程中泄漏的产品和不合格品,主要特性是高COD 和BOD 值,废水浓度及水力波动大,磷和氮的含量不足。
采用厌氧+延时曝气工艺进行处理,效果稳定,各项出水水质指标优于《广东省地方标准水污染物排放限值》(DB44/26-2001)(第二时段)一级标准。
1 废水水质、水量及排放标准
表1 水质指标与排放标准
该饮料厂废水主要为高浓度生产废水和生活污水,其中高浓度生产废水排水量为120 m3/d,生活污水为280 m3/d,污水站进出水水质以及排放标准如表1所示。
2 处理工艺流程及主要设施
2.1 处理工艺流程
图1 污水处理工艺流程
污水站设计处理能力400 m3/d,主体处理工艺的厌氧工艺采用混合厌氧活性污泥法,设计负荷为2.0 kgCOD/m3·d,好氧工艺采用延时曝气活性污泥法,设计负荷为0.1036 kgBOD/kgMLSS·d。
高浓度生产废水先经调节后进入厌氧调配池,补充氮、磷等营养物质后,进入厌氧池;在经过厌氧细菌将污水中复杂的、大分子的有机化合物转变简单的、溶解性、小分子的有机物后,与生活污水一起进入好氧调配池,进行好氧生物处理,好氧池出水在沉淀池中进行泥、水分离后,出水经pH 调节后达标排放。厌氧池与好氧池的剩余污泥经消化处理,经污泥脱水机脱水后运走;厌氧池及污泥消化池产生的沼气收集后,送入火炬燃烧,避免对环境的二次污染。见图1。
2.2 主要处理设施与设备
表2 主要建、构筑物
表3 主要设备
3 工艺调试及运行效果
3.1 污泥驯化期
3.1.1厌氧污泥的驯化
为缩短调试时间,将污水处理厂的厌氧消化污泥75 m3投入厌氧池。由于饮料废水中的氮磷组分缺乏,在厌氧调配池内补充适量的尿素和磷肥,使废水中的w(BOD∶N∶P) =200∶5∶1,并控制进水的碱度不低于1200 mg/L。采取逐渐负荷提高的方法进行厌氧池的启动,启动负荷为0.5 kgCOD/m3·d,逐步将负荷加到设计负荷2.0 kgCOD/m3·d。
启动初期,厌氧单元出水较为浑浊,随着厌氧池的运行,出水变得较为清澈的同时处理效果也趋于稳定。启动初期COD 的去除效果较差,前7 d 的去除率仅为45 %左右。随着厌氧池的运行稳定,COD 的去除效果不断上升,到启动稳定期(40~60 d)已经接近77 %,至此厌氧单元启动成功。由于启动正值夏季,厌氧细菌活性较高,启动时间较短,厌氧池启动过程进出水COD 及进水负荷见图2。
图2 厌氧池COD 进水、出水情况
3.1 2 好氧污泥的驯化
从污水处理厂运来好氧污泥,按200 mg/L 以上的比例确定投入污泥量,加入高浓度生产废水进行闷曝,将进水COD浓度控制在2000 mg/L 左右,加入磷酸和尿素等营养物质,使废水中的w(BOD∶N∶P)=100∶5∶1。当好氧池混合液的TSS(MLSS)达到2000 mg/L 时,引入厌氧出水和生活污水混合废水,逐步增大进入好氧池的连续处理水量,直至达到设计负荷,到驯化后期,好氧处理单元的处理效率为90 %以上。
在好氧池在污泥驯化初期阶段,出水COD 受厌氧出水变化的影响很大,这时主要是活性污泥性能状况不稳定,还不能完全适应饮料厂的废水。随着污泥驯化过程的完成,好氧系统进入了稳定运行状态。好氧池早期曝气时产生的泡沫较多,出现溢出池壁,影响景观,随着好氧池污泥量的增加及活性增加后,该现象也逐渐消除。
3.2 稳定运行阶段
随着厌氧污泥和好氧污泥驯化的完成,进水水量增至400 m3/d,由于水量变化幅度较小,对系统冲击造成影响不明显,出水COD 值稳定在80 mg/L 以下,这个阶段,设施整体COD 去除率稳定在97 %以上,好氧微生物种类和数量基本稳定,出现累枝虫、小组静轮虫、无甲腔轮虫、钟虫(长柄)等,活性污泥颜色为棕黄色。进出水COD 及进水负荷见图3。
图3 稳定运行期进、出水COD 变化情况
经过3 个多月的工艺调试,好氧池及厌氧池都形成了性能良好的好氧、厌氧活性污泥,处理的水量、水质也达到了设计要求。
4 主要经济技术指标
主要经济技术指标见表4 所示。
表4 主要经济技术指标
5 结论与讨论
(1)采用厌氧+延时曝气的工艺处理高浓度饮料废水,处理效果良好,耐冲击负荷能力强,污染物去除率高,CODCr 去除率98.6 %,BOD5 去除率99.2 %,出水水质优于《广东省地方标准水污染物排放限值》(DB44/26-2001)(第二时段)一级标准要求。
(2)污水站采用全自动化连续运行,管理操作简便,由于使用进口设备较多,投资费用较高。
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