果汁生產(chǎn)廢水內(nèi)循環(huán)厭氧反應器-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，屬于高濃度有機廢水，具有以下特點：

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

　?、赟S含量相當高，含有大量的果渣、果肉及果屑等細小懸浮物，SS為800~5000mg/L，易致水體pH值大幅下降，進水pH值最低可達4.0左右;

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

　?、苁芩召徏竟?jié)的影響，果汁加工時間一般為每年的8月一12月，其余時間處于停產(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)波動大等特點，若不加以處理直接排放，會對周圍環(huán)境造成嚴重影響。該果汁廠地處陜西某縣城郊，現(xiàn)有的城鎮(zhèn)污水廠配套設施受納量基本飽和，需自行將廢水處理達到排放標準后再匯人市政管網(wǎng)，故本工程設計處理出水標準為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918―2002)―級B排放標準。

　　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準》(GB18918―2002)的一級B排放標準。進水水質(zhì)及排放標準見表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)機械格柵去除大塊的果肉及雜質(zhì)，再進人隔渣池。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)厭氧反應器進水池內(nèi)。在進人IC前廢水COD為3000?4000mg/L。IC進水池為IC厭氧反應器的配水池，用于保證進水的溫度及營養(yǎng)物質(zhì)。IC厭氧反應器為地上鋼制結(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準》(GB18918―2002)―級B排放標準。

　　混凝沉淀及好氧生化剩余污泥均排入污泥儲池，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進行脫水處理。

　　三、主要構(gòu)筑物及設計參數(shù)

　　主要構(gòu)筑物及設計參數(shù)見表2。

　　四、啟動及運行效果

　　4.1 IC厭氧反應器的啟動

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

　　在生產(chǎn)開始前1個月，采用進水2h、間歇2h的間歇進水模式，以設計負荷的20%作為啟動負荷，對厭氧反應器進行啟動。嚴格控制進水溫度為30~35℃，pH值為6.5~7.5，逐步提高負荷，增加實際生產(chǎn)廢水。經(jīng)過40天的調(diào)試，IC厭氧反應器對COD去除率可達到80%以上，且通過實時監(jiān)測出水SS及VFA/ALK等數(shù)據(jù)，確認IC已基本滿足生產(chǎn)需求，開始正常進水。

　　4.2 處理效果

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

　　4.2.1 預處理單元

　　調(diào)節(jié)水池之前的隔渣池等前處理設施主要用于去除廢水中的泥砂等無機物及大塊的碎蘋果，故對預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COD的去除效果(見圖2)。

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

　　4.2.2 IC厭氧單元

　　IC厭氧反應器作為核心單元，其能否穩(wěn)定運行直接決定了整體工藝的處理效果。在運行過程中嚴格控制進水溫度為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充必要的氮、磷等營養(yǎng)元素，處理效果如圖3所示。

　　由圖3可以看出，IC運行穩(wěn)定，雖然進水COD有一定波動，但IC出水COD基本穩(wěn)定在200~300mg/L，對COD的去除率最高可達90%以上，出水的SS<400mg/L，基本與進水SS濃度相當。

　　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準。好氧單元對COD的去除率可達70%以上，具體如圖4所示。

　　4.3 技術(shù)經(jīng)濟分析

　　該工程建設投資為425萬元，占地約2000m2，主要為半地上混凝土結(jié)構(gòu)。運行費用主要包括電費、藥劑費及人工費。耗電量約2784kW?h/d，電費為1.85元/m3。藥劑方面主要用于pH值的調(diào)節(jié)及補充氮、磷等營養(yǎng)素，藥劑費為0.96元/m3。IC反應器主要在冬季運行，需耗用約40t/d的蒸汽用于IC的加熱，運行費用約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，預處理單元COD去除率為50%左右，IC厭氧單元對COD的去除率高達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去除率達到70%，出水水質(zhì)可滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918―2002)的一級B排放標準。

　?、贗C作為核心單元，其穩(wěn)定運行是保證系統(tǒng)處理效果的關(guān)鍵，應充分重視及發(fā)揮預處理的作用，嚴格控制IC進水無機質(zhì)的含量，控制進水溫度為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IC厭氧反應器，調(diào)試時間大幅縮短，40天即可實現(xiàn)IC滿負荷運行。(來源：蘇州依斯倍環(huán)保裝備科技有限公司，廣東瀚藍生物環(huán)?？萍加邢薰?