一、概述
某食品公司主要從事溫帶水果脫水和蔬菜脫水加工，兩種產(chǎn)品的主要工藝流程為：水果加工：原料→去皮、清洗→蒸煮→糖浸→干燥
蔬菜加工：原料→清洗→挑選→切割→藥劑處理→干燥
廢水主要來源于清洗、蒸煮、糖浸等生產(chǎn)工序，以及地面和設(shè)備的沖刷、清洗用水。
二、水質(zhì)、水量
設(shè)計(jì)水量：300m3/d，設(shè)計(jì)水質(zhì)見表1。
表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)
Tab.1 The quality of influent and effluent of device
三、工藝流程及流程簡述
針對(duì)此廢水有機(jī)物濃度高，可生化性較好的特點(diǎn)，選用以“UASB+生物接觸氧化法”為主，絮凝沉淀為輔的處理工藝，UASB采用中溫厭氧方式。
1、工藝流程如圖1所示。
圖1 工藝流程
Fig.1 Flow chart treatment process
2、工藝流程簡述
（1） 水果脫水廢水、蔬菜脫水廢水經(jīng)廠內(nèi)管道自車間收集后流入污水處理場的明渠。經(jīng)粗格柵（d=20mm），細(xì)格柵（d=3mm）攔截污物，自流進(jìn)入中和調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)采用穿孔管曝氣攪拌的方式，將投加入水的堿—碳酸鈉與廢水充分混合攪拌，將水的pH值調(diào)為7~8；并在此池內(nèi)進(jìn)行均衡水質(zhì)，調(diào)節(jié)水量。后用污水泵提升廢水至UASB厭氧罐，廢水經(jīng)底部穿孔管配水系統(tǒng)分配后，廢水以一定流速自下向上流動(dòng)以及厭氧過程產(chǎn)生的大量沼氣的攪拌作用，廢水與污泥充分混合，有機(jī)質(zhì)被吸附分解；所產(chǎn)沼氣經(jīng)由UASB上部三相分離器的集氣室排出，含有懸浮污泥的廢水進(jìn)入三相分離器的沉降區(qū)，沉淀性能良好的污泥經(jīng)沉降面返回反應(yīng)器主體部分，含有少量較輕污泥的廢水從反應(yīng)器上部排出。UASB出水自流進(jìn)入生物接觸氧化池，生化后進(jìn)入二沉池；再通過絮凝沉淀保證出水達(dá)標(biāo)排放。
（2） 構(gòu)筑物規(guī)格型號(hào)詳見表2。
表2 構(gòu)筑物規(guī)格型號(hào)
Tab.2 Specification of construction
四、工藝調(diào)試
1、 UASB厭氧調(diào)試
（1）、調(diào)試過程
UASB采用中溫厭氧，通過應(yīng)用換熱器將進(jìn)水溫度加熱到35~38℃。調(diào)試之始為3月中旬，為加快調(diào)試進(jìn)程，首先將市政污水廠脫水污泥10噸作為菌種進(jìn)行接種，通過人孔將污泥投入U(xiǎn)ASB罐內(nèi)，進(jìn)一步培養(yǎng)馴化。因廠方生產(chǎn)的關(guān)系，調(diào)試時(shí)只有水果脫水廢水，而此廢水CODcr值較合同高，均值在7000~12000mg/l之間。將廢水稀釋至CODcr值小于5000mg/l，pH值調(diào)整為6.5~8.0，SO2濃度為100mg/l以下，進(jìn)水至設(shè)計(jì)水位；后，一周內(nèi)處于悶厭狀態(tài)，每天只開啟UASB內(nèi)循環(huán)泵數(shù)小時(shí)。這中間，發(fā)現(xiàn)換熱器不能將水溫提升至所需溫度，分析原因?yàn)閾Q熱器形式不合適，后將原板式換熱器更換為湍流式換熱器，才保證了水溫。在使用板式換熱器的20天之內(nèi)，UASB內(nèi)溫度達(dá)不到30℃，效果較差，啟動(dòng)負(fù)荷采用0.5kgCOD/m3.d，即每天只能保持進(jìn)水8小時(shí)，水量3m3/h。更換湍流式換熱器后，水溫升至35~38℃，負(fù)荷采用0.8kgCOD/m3.d，進(jìn)水一周有少量沼氣逸出，COD去除率達(dá)50%左右。持續(xù)此負(fù)荷一個(gè)月左右，自UASB罐底部1.5m處取污泥樣觀察，SV30只有5%，而UASB出水中卻有大量SS隨水流出。開始疑為是啟動(dòng)階段的正常絮狀污泥洗出，污泥增長緩慢的原因，沒有特別在意。這中間，為了提高污泥的凝聚性能，曾往進(jìn)水中加入過粉狀活性炭，但收效不大。隨著3個(gè)月后進(jìn)水負(fù)荷提高至3.5kgCOD/m3. d，厭氧污泥仍是處于較多的洗出狀態(tài)，也未形成顆粒污泥的狀態(tài)，COD去除率在50~70%之間，達(dá)不到設(shè)計(jì)80%。在進(jìn)水只有設(shè)計(jì)值的一半時(shí)尚且如此，就懷疑是外購的UASB設(shè)備三相分離器的設(shè)計(jì)是否合理問題。雖然經(jīng)后續(xù)的生物接觸氧化處理后，出水可以達(dá)標(biāo)排放；但考慮到厭氧效果，提出了在UASB后增設(shè)一座沉沓氐姆椒ǎ寡嵫蹺勰喑戀硨笤倩亓髦罸ASB，保證污泥濃度。經(jīng)后面的運(yùn)行表明，UASB內(nèi)污泥量逐步增多，1.5m處SV30在25~32%之間，COD去除率在80%以上，鏡檢發(fā)現(xiàn)污泥開始顆粒化。在調(diào)試期間，曾發(fā)生兩次酸罐現(xiàn)象，原因?yàn)閺S家更換中和劑，采用氫氧化鈉作為中和劑，指使罐內(nèi)廢水不具備緩沖能力，稍微調(diào)整不好進(jìn)水pH值就危險(xiǎn)，幸好發(fā)現(xiàn)及時(shí)，避免了更大損失。
厭氧控制指標(biāo)為：堿度（以CaCO3計(jì)）2000~3000mg/l；VFA＜400mg/l；pH值為6.8~7.5。
此工程規(guī)模較小，產(chǎn)生的沼氣較少，并且廠內(nèi)無鍋爐，經(jīng)水封后高空排放。若有鍋爐，可將沼氣收集，經(jīng)水封、阻火罐后通入鍋爐燃燒，可節(jié)約部分燃煤。
（2）其它原因分析
因水果保鮮藥水中應(yīng)用了焦亞硫酸鈉（Na2S2O7），在酸性條件下，為SO2；藥水中Ca2+的濃度4000~5000mg/l，SO2濃度為4000mg/l，pH：3.5~4.0，水量：4.0噸。調(diào)試時(shí)水果脫水廢水只有150m3/d，藥水混入后，Ca2+的濃度130mg/l，SO2濃度為104mg/l。但在實(shí)際調(diào)試過程中，因廢水量常達(dá)不到150m3/d，所以進(jìn)水Ca2+的濃度250mg/l左右，SO2濃度為200mg/l左右。SO2對(duì)厭氧微生物有明顯的抑制作用，控制不利時(shí)，就抑制了厭氧過程，使調(diào)試進(jìn)程減慢。
2、好氧調(diào)試
UASB出水自流進(jìn)入生物接觸氧化池，隨著UASB調(diào)試的開始，好氧調(diào)試也一起進(jìn)行。將鼓風(fēng)機(jī)調(diào)整為自控狀態(tài)，控制池內(nèi)溶解氧為2~4mg/l，因該廢水可生化性很好且有機(jī)物濃度較高，所以勿需投菌，對(duì)此廢水采取直接曝氣的方式培養(yǎng)污泥。雖氣溫不高，但厭氧出水溫度較高，故污泥培養(yǎng)比較有利。兩個(gè)月的時(shí)間，好氧生物膜就生長良好。在UASB達(dá)不到去除效率的情況下，可以保證出水達(dá)標(biāo)排放。
3、污染物去除效率分析詳見表3。
表3 污染物去除效率分析表
Tab.3 Analysis of contamination removal efficiency
五、結(jié)語
1、水果脫水廢水pH值呈酸性，并易發(fā)生酸化現(xiàn)象，中和堿最好用Na2CO3，可形成緩沖溶液，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，有利于保護(hù)UASB系統(tǒng)，可有效避免酸罐現(xiàn)象。
2、 UASB調(diào)試啟動(dòng)階段，應(yīng)控制進(jìn)水CODcr值小于5000mg/l， SO2含量小于100mg/l，否則會(huì)抑制甲烷菌的生長。隨著厭氧污泥量的增長及厭氧污泥的逐步顆粒化，工程實(shí)踐證實(shí)，當(dāng)廢水中SO2含量為200mg/l也不會(huì)對(duì)產(chǎn)甲烷菌發(fā)生抑制作用。
3、該工藝處理此類廢水具有污泥產(chǎn)量少，處理效率高，運(yùn)行費(fèi)用低，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。
某食品公司主要從事溫帶水果脫水和蔬菜脫水加工，兩種產(chǎn)品的主要工藝流程為：水果加工：原料→去皮、清洗→蒸煮→糖浸→干燥
蔬菜加工：原料→清洗→挑選→切割→藥劑處理→干燥
廢水主要來源于清洗、蒸煮、糖浸等生產(chǎn)工序，以及地面和設(shè)備的沖刷、清洗用水。
二、水質(zhì)、水量
設(shè)計(jì)水量：300m3/d，設(shè)計(jì)水質(zhì)見表1。
表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)
Tab.1 The quality of influent and effluent of device
| 序號(hào) | 名稱 |
CODcr （mg/l） |
BOD5 （mg/l） |
SS （mg/l） |
pH |
| 1 | 進(jìn)水 | ≤6000 | ≤3500 | ≤800 | 4~5 |
| 2 | 出水 | ≤150 | ≤30 | ≤150 | 6~9 |
針對(duì)此廢水有機(jī)物濃度高，可生化性較好的特點(diǎn)，選用以“UASB+生物接觸氧化法”為主，絮凝沉淀為輔的處理工藝，UASB采用中溫厭氧方式。
1、工藝流程如圖1所示。
圖1 工藝流程
Fig.1 Flow chart treatment process
2、工藝流程簡述
（1） 水果脫水廢水、蔬菜脫水廢水經(jīng)廠內(nèi)管道自車間收集后流入污水處理場的明渠。經(jīng)粗格柵（d=20mm），細(xì)格柵（d=3mm）攔截污物，自流進(jìn)入中和調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)采用穿孔管曝氣攪拌的方式，將投加入水的堿—碳酸鈉與廢水充分混合攪拌，將水的pH值調(diào)為7~8；并在此池內(nèi)進(jìn)行均衡水質(zhì)，調(diào)節(jié)水量。后用污水泵提升廢水至UASB厭氧罐，廢水經(jīng)底部穿孔管配水系統(tǒng)分配后，廢水以一定流速自下向上流動(dòng)以及厭氧過程產(chǎn)生的大量沼氣的攪拌作用，廢水與污泥充分混合，有機(jī)質(zhì)被吸附分解；所產(chǎn)沼氣經(jīng)由UASB上部三相分離器的集氣室排出，含有懸浮污泥的廢水進(jìn)入三相分離器的沉降區(qū)，沉淀性能良好的污泥經(jīng)沉降面返回反應(yīng)器主體部分，含有少量較輕污泥的廢水從反應(yīng)器上部排出。UASB出水自流進(jìn)入生物接觸氧化池，生化后進(jìn)入二沉池；再通過絮凝沉淀保證出水達(dá)標(biāo)排放。
（2） 構(gòu)筑物規(guī)格型號(hào)詳見表2。
表2 構(gòu)筑物規(guī)格型號(hào)
Tab.2 Specification of construction
| 序號(hào) | 名稱 | 規(guī)格型號(hào) | 備注 |
| 1 | 中和調(diào)節(jié)池 | 6.0×6.0×5.0 | HRT=10h |
| 2 | UASB厭氧罐 | Φ：7.3m，H：9.5m | VLR=5kgCODcr/m3.d |
| 3 | 生物接觸氧化池 | 12×6.6×4.6 | Fw=0.9kgCODcr/m3.d |
| 4 | 二沉池 | Φ：4.1m，H：5.6m | 豎流式，上升流速v=0.45mm/s |
| 5 | 污泥濃縮池 | Φ：3.0m，H：5.0m | 重力式 |
1、 UASB厭氧調(diào)試
（1）、調(diào)試過程
UASB采用中溫厭氧，通過應(yīng)用換熱器將進(jìn)水溫度加熱到35~38℃。調(diào)試之始為3月中旬，為加快調(diào)試進(jìn)程，首先將市政污水廠脫水污泥10噸作為菌種進(jìn)行接種，通過人孔將污泥投入U(xiǎn)ASB罐內(nèi)，進(jìn)一步培養(yǎng)馴化。因廠方生產(chǎn)的關(guān)系，調(diào)試時(shí)只有水果脫水廢水，而此廢水CODcr值較合同高，均值在7000~12000mg/l之間。將廢水稀釋至CODcr值小于5000mg/l，pH值調(diào)整為6.5~8.0，SO2濃度為100mg/l以下，進(jìn)水至設(shè)計(jì)水位；后，一周內(nèi)處于悶厭狀態(tài)，每天只開啟UASB內(nèi)循環(huán)泵數(shù)小時(shí)。這中間，發(fā)現(xiàn)換熱器不能將水溫提升至所需溫度，分析原因?yàn)閾Q熱器形式不合適，后將原板式換熱器更換為湍流式換熱器，才保證了水溫。在使用板式換熱器的20天之內(nèi)，UASB內(nèi)溫度達(dá)不到30℃，效果較差，啟動(dòng)負(fù)荷采用0.5kgCOD/m3.d，即每天只能保持進(jìn)水8小時(shí)，水量3m3/h。更換湍流式換熱器后，水溫升至35~38℃，負(fù)荷采用0.8kgCOD/m3.d，進(jìn)水一周有少量沼氣逸出，COD去除率達(dá)50%左右。持續(xù)此負(fù)荷一個(gè)月左右，自UASB罐底部1.5m處取污泥樣觀察，SV30只有5%，而UASB出水中卻有大量SS隨水流出。開始疑為是啟動(dòng)階段的正常絮狀污泥洗出，污泥增長緩慢的原因，沒有特別在意。這中間，為了提高污泥的凝聚性能，曾往進(jìn)水中加入過粉狀活性炭，但收效不大。隨著3個(gè)月后進(jìn)水負(fù)荷提高至3.5kgCOD/m3. d，厭氧污泥仍是處于較多的洗出狀態(tài)，也未形成顆粒污泥的狀態(tài)，COD去除率在50~70%之間，達(dá)不到設(shè)計(jì)80%。在進(jìn)水只有設(shè)計(jì)值的一半時(shí)尚且如此，就懷疑是外購的UASB設(shè)備三相分離器的設(shè)計(jì)是否合理問題。雖然經(jīng)后續(xù)的生物接觸氧化處理后，出水可以達(dá)標(biāo)排放；但考慮到厭氧效果，提出了在UASB后增設(shè)一座沉沓氐姆椒ǎ寡嵫蹺勰喑戀硨笤倩亓髦罸ASB，保證污泥濃度。經(jīng)后面的運(yùn)行表明，UASB內(nèi)污泥量逐步增多，1.5m處SV30在25~32%之間，COD去除率在80%以上，鏡檢發(fā)現(xiàn)污泥開始顆粒化。在調(diào)試期間，曾發(fā)生兩次酸罐現(xiàn)象，原因?yàn)閺S家更換中和劑，采用氫氧化鈉作為中和劑，指使罐內(nèi)廢水不具備緩沖能力，稍微調(diào)整不好進(jìn)水pH值就危險(xiǎn)，幸好發(fā)現(xiàn)及時(shí)，避免了更大損失。
厭氧控制指標(biāo)為：堿度（以CaCO3計(jì)）2000~3000mg/l；VFA＜400mg/l；pH值為6.8~7.5。
此工程規(guī)模較小，產(chǎn)生的沼氣較少，并且廠內(nèi)無鍋爐，經(jīng)水封后高空排放。若有鍋爐，可將沼氣收集，經(jīng)水封、阻火罐后通入鍋爐燃燒，可節(jié)約部分燃煤。
（2）其它原因分析
因水果保鮮藥水中應(yīng)用了焦亞硫酸鈉（Na2S2O7），在酸性條件下，為SO2；藥水中Ca2+的濃度4000~5000mg/l，SO2濃度為4000mg/l，pH：3.5~4.0，水量：4.0噸。調(diào)試時(shí)水果脫水廢水只有150m3/d，藥水混入后，Ca2+的濃度130mg/l，SO2濃度為104mg/l。但在實(shí)際調(diào)試過程中，因廢水量常達(dá)不到150m3/d，所以進(jìn)水Ca2+的濃度250mg/l左右，SO2濃度為200mg/l左右。SO2對(duì)厭氧微生物有明顯的抑制作用，控制不利時(shí)，就抑制了厭氧過程，使調(diào)試進(jìn)程減慢。
2、好氧調(diào)試
UASB出水自流進(jìn)入生物接觸氧化池，隨著UASB調(diào)試的開始，好氧調(diào)試也一起進(jìn)行。將鼓風(fēng)機(jī)調(diào)整為自控狀態(tài)，控制池內(nèi)溶解氧為2~4mg/l，因該廢水可生化性很好且有機(jī)物濃度較高，所以勿需投菌，對(duì)此廢水采取直接曝氣的方式培養(yǎng)污泥。雖氣溫不高，但厭氧出水溫度較高，故污泥培養(yǎng)比較有利。兩個(gè)月的時(shí)間，好氧生物膜就生長良好。在UASB達(dá)不到去除效率的情況下，可以保證出水達(dá)標(biāo)排放。
3、污染物去除效率分析詳見表3。
表3 污染物去除效率分析表
Tab.3 Analysis of contamination removal efficiency
| 序號(hào) | 項(xiàng)目 |
CODcr （mg/l） |
BOD5 （mg/l） |
| 1 | 原水 | 7000~12000 | 4080~6960 |
| 2 | UASB出水 | 1400~1800 | 612~696 |
| 3 | 二沉池出水 | 140~220 | 25~28 |
| 4 | 混凝沉淀池出水 | 84~132 | 25~28 |
| 5 | 標(biāo)準(zhǔn)值 | ≤150 | ≤30 |
1、水果脫水廢水pH值呈酸性，并易發(fā)生酸化現(xiàn)象，中和堿最好用Na2CO3，可形成緩沖溶液，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，有利于保護(hù)UASB系統(tǒng)，可有效避免酸罐現(xiàn)象。
2、 UASB調(diào)試啟動(dòng)階段，應(yīng)控制進(jìn)水CODcr值小于5000mg/l， SO2含量小于100mg/l，否則會(huì)抑制甲烷菌的生長。隨著厭氧污泥量的增長及厭氧污泥的逐步顆粒化，工程實(shí)踐證實(shí)，當(dāng)廢水中SO2含量為200mg/l也不會(huì)對(duì)產(chǎn)甲烷菌發(fā)生抑制作用。
3、該工藝處理此類廢水具有污泥產(chǎn)量少，處理效率高，運(yùn)行費(fèi)用低，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。