谈食品添加剂生产废水处理工程设计

摘要：采用UASB反应器-A/O反应池-二沉池-混凝沉淀-消毒组合工艺处理食品添加剂废水，处理规模为300m3/d，进水COD为2500~3000mg/L、BOD5为900~1100mg/L、NH3-N为120~140mg/L、SS为200~250mg/L，处理后出水水质满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）规定的一级排放标准，即COD≤100mg/L、BOD5≤20mg/L、NH3-N≤15mg/L、SS≤70mg/L。该工艺运行费用低、管理简单方便、易于操作、无二次污染。

关键词：食品添加剂生产废水；UASB反应器；A/O反应器；混凝沉淀

引言

食品添加剂种类众多，生产工艺多样，生产过程中产生的废水成分复杂，污染物浓度较高，是较难处理的工业废水之一。目前国内外处理食品添加剂生产废水的工艺较多，主要有物理化学法、生物化学处理法、化学法，大多数是以生物化学处理法为主的组合工艺，如物理化学—生物处理—化学处理组合法。河南某食品添加剂生产企业主要生产肌酸、胆碱、三甲基甘氨酸等系列产品，在生产过程中每天废水产生量为260~280m3。结合企业排水状况及相关设计标准规范，本工程设计处理规模为300m3/d，采用生物化学—物理化学—化学组合工艺，经处理后，出水水质满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）规定的一级排放标准。

1设计进出水质

本次工程废水主要包括生产废水和少量的生活办公废水，其中，生产废水来源于生产过程中的酸性废水、碱性废水、母液废水、离心残液、冷凝水、设备清洗及车间地面洗水等，废水排放属间歇排放，混合后废水中COD、BOD5、NH3-N浓度都比较高，不含有毒有害物质。

2污水处理工艺流程

根据该公司生产废水排放特点，通过研究国内类似废水处理的实验成果及实际运行情况，确定本污水处理工程采用人工格栅—调节池—UASB反应器—A/O反应池—二沉池—混凝沉淀—消毒组合的处理工艺，污泥处理采用板框压滤机污泥脱水的处理工艺。工艺流程如图1所示。

3主要构筑物及设计参数

（1）格栅渠。1座，钢混结构，设置于调节池前，尺寸为1.5×0.4×1.2m，设置人工细格栅1面，用于截留污水中的漂浮物等。（2）调节池。1座，钢混结构，尺寸为6.5×3.7×5.5m，有效容积为120m3，停留时间为9.6h。设置潜污泵3台（2用1备），扬程为15m，功率为1.1kW；池底设置曝气搅拌系统，该系统仅起搅拌功能，定时开启。（3）UASB反应器。2座，钢混结构，单座尺寸为3.6×3.6×9.0m，总有效容积为220m3，停留时间为17.6h，容积负荷为3.38kgCOD/（m3•d）；进水配置电磁流量计2台，设置布水系统和排泥系统各2套。（4）缺氧池。1座，钢混结构，尺寸为8.0×3.0×5.5m，有效容积为120m3，停留时间为9.6h；设置低速推流器1台，功率为0.85kW。（5）好氧池。1座，钢混结构，尺寸为10.3×7.25×5.5m，分两格，单格尺寸为10.3×3.5×5.5m，有效容积为350m3，停留时间为28h；污泥负荷为0.07kgBOD5/（kgMLSS•d），污泥浓度为3300mg/L；池底设置旋切式曝气器，148套，ABS材质；设置布气系统2套；设置硝化液回流泵2台（1用1备），扬程为12.5m，功率为3kW，用于硝化液回流，最大回流比为400%。（6）沉淀池。1座，钢混结构，尺寸为4.0×4.0×5.5m，表面负荷为0.78m3/（m2•h）；设置离心泵2台（1用1备），扬程为12.5m，功率为0.55kW，用于污泥回流和剩余污泥排放。（7）混凝沉淀池。1座，钢混结构，尺寸为4.0×2.6×5.5m，表面负荷为1.85m3/（m2•h）；设置斜管填料，型号为φ80mm，数量为7m3，聚丙烯材质；反应区设置搅拌机2台，功率为1.5kW；设置离心泵2台（1用1备），扬程为12.5m，功率为0.55kW，用于排泥。（8）高级氧化池。1座，钢混结构，尺寸为4×1.4×5.5m，有效容积为20m3。（9）污泥贮池。1座，钢混结构，尺寸为4×1.5×5.5m，有效容积为20m3，池底设置曝气搅拌系统。（10）鼓风机房。1座，砖混结构，尺寸为4.5×3.0×3.9m，鼓风机房内设置三叶罗茨鼓风机2台（1用1备），风量为5.78m3/min，风压为58.8kPa，功率为11kW。（11）污泥脱水间及加药间。合建，1座，砖混结构，尺寸为6.0×4.5×3.9m，设置板框式污泥脱水机1台，过滤面积为15m3，配套功率为2.2kW；设置加药装置4台，功率为1.5kW。（12）配电室及值班室。合建，1座，砖混结构，总尺寸为6.0m×3.0m×3.9m。（13）在线监测室。1座，砖混结构，总尺寸为4.5m×3.0m×3.9m。

4调试运行管理及处理效果

4.1调试运行管理

按照本工程处理工艺流程，对关键设备和工段在充水后进行单机调试和联动调试以及日常管理。（1）UASB反应器。UASB反应器的接种污泥为市政污水处理厂的剩余污泥，投加含水率80%的剩余污泥，接种污泥量为反应器有效容积的60%约为5.3t，污泥接种量8kgTSS/m3，在污泥贮池经自来水稀释后泵入UASB反应器。UASB反应器启动升流速度控制在0.4~1.0m/h，以保证污泥不流失，然后采取分阶段逐步增大进水负荷的方法，直至达到设计水力负荷，以保证达到设计的污染物去除率。（2）A/O反应池。在A/O反应池的调试中，首先注入适量的稀释废水，然后投加市政污水处理厂的剩余污泥，污泥接种量为4gTSS/L。保证微生物生化条件正常，废水浓度由低到高，进水量由小到大逐渐调节，使微生物逐步适应。在对微生物进行培养驯化的过程中，以一定的比例投加氮、磷等营养物质，促进菌种的生长。在调试运行管理中，经常观察活性污泥生物相，上清液透明度，污泥颜色、状态、气味等，并定时测试反映污泥特性的有关指标，直到出水清澈透明，表明活性污泥驯化完成。

4.2运行效果

2019年12月，污水处理工程系统调试完成，运行结果见表3。由表3可知，出水水质稳定，达到了《污水综合排放标准》（GB8978-1996）规定的一级排放标准。

5经济分析

该工程总投资为205.25万元，包括构（建）筑物、设备等直接投资为156.85万元，设计费、调试费等间接投资为32.66万元。运行成本主要包括电费、人工费以及药剂费等，运行费用总计520.62元/d，折合运行成本为1.74元/m3。

6结语

实际运行效果表明，对该企业废水采用的UASB反应器—A/O反应池—二沉池—混凝沉淀-消毒组合工艺处理工艺可行，出水各项指标均能满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）规定的一级排放标准。该工艺运行费用低、管理简单方便、易于操作、无二次污染，同时减少了废水对生态环境的污染。

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作者：葛怀波 李娅 刘峻 朱亚飞 单位：河南省正大环境科技咨询工程有限公司