水解酸化—接触氧化工艺处理琼脂生产废水

 某琼脂厂是一家以海藻为原料进行食用琼脂加工生产企业，该厂在浸水、冲洗、注水解冻和脱水等工艺中排出大量的高浓度有机废水。一般浸水和冲洗工艺排出废水是原藻的15倍，注水解冻和脱水工艺为原藻的2.5倍。该厂所排废水量约4000吨/天，废水处理采用了“水解酸化—接触氧化”工艺。工程于2004年3月动工建设，2004年7月投入运行，出水各项指标均达到了《污水综合排放标准》GB8978-96中一级排放标准。
1 进水水质及排放标准
表1  进水水质及排放标准
项  目 CODCr(mg/L) SS (mg/L) BOD5(mg/L) pH 色度(稀释倍数)
进水水质 300～1000 250 100～400 8～12 70倍
GB8978-96 ≤100 ≤70 ≤20 6～9 ≤50倍
2 工艺流程及说明
工艺流程如图1。
 
图1  工艺流程

车间废水通过管渠收集后进入厂内的沉砂池，去除洗藻过程中的海砂，然后经过不锈钢筛网进入调节池，进行水量和水质调节，采用PLC对pH进行控制，经过调节后的废水经水泵提升进入水解酸化池、接触氧化池，污染物大部分被去除，最后通过二沉池进行泥水分离，处理出水经消毒后达标排放。
3 主要构筑物及工艺参数
主要构筑物及工艺参数见表2。
表2  主要构筑物及工艺参数
处理单元 外形尺寸 工艺参数 主要设备
预处理系统  筛网过滤水力负荷50m3/（m2"h） 60目筛网
调节池 20.0m×15.0m×4.0m，一座 水力停留时间5.9h 预曝气搅拌，pH控制
水解酸化池 24.0m×16.0m×6.0m，一座 停留时间12.0h 脉冲布水器，4组
接触氧化池 60.0m×16.0m×4.5m，一座 停留时间20.9h 罗茨鼓风机3台（2用1备），单台供气量33.05m3/min，气压39.2kPa ，功率37kW
二沉池 20.0m×16.0m×4.5m，一座 表面负荷
q=0.6pm3/m2.h 
消毒池 16.0m×6.0m×3.5m一座 停留时间1.5h 
4 运行效果及成本
该工程施工、安装完毕后，开始进水调试运行，首先再生化处理单元投加了生活污水处理厂的污泥，并进行驯化，由于该类废水的含盐量比较大，驯化、培养的时间比较长，因此在培养的过程中投加了粪便水。由于该厂所排废水水量、水质变化比较大，而调节池设计的不够大，调试初期pH的调整、盐度的变化等没有引起足够重视，造成生物膜的大面积脱落，其后对pH的调整进行了精密控制，使系统运行稳定，经过几个多月的培养，填料上挂满了生物膜，处理出水完全稳定达到排放标准。表3  直接运行成本
1、 总装机容量： 150.1 kW
2、 实际运行功率： 135.0kW
3、 耗电量： 0.81kWh/m3废水
4、 工资福利费：     0.025 元/m3废水
5、 药剂费： 0.35元/m3废水
6、 运行费用： 1.023元/m3废水(电费按0.80元/kWh)
注：以上均为直接运行费用，不含设备折旧、维修以及财务费用等。5结论与建议
1) 该工程已经连续运行两年多，通过连续对出水水质化验的结果显示，该系统运行状况良好，废水的各项指达到设计要求，合格率达90%以上；
2) 琼脂生产废水处理采用生化处理可以达到去除污染物的目的；
3) 琼脂生产废水大部分来源于浸水、冲洗两个工序，瞬间排水量比较大，海藻的第一次水洗的污染物浓度很高，盐度很高，COD浓度达上万mg/L，因此对废水水量和水质的调节是非常重要的；
4) 琼脂加工中，板框脱水机对原料海藻菜进行挤压，所产生的废水中含有大量的胶体，虽然进行了回收，但还有有部分进入废水中，这种胶体对废水处理的影响比较大，进入水解酸化后，出水COD有时会有所上升。当前是利用调节池的一格进行简单的沉淀，降低其浓度。建议在以后的设计中，前段增加预处理，可降低后续处理的负荷；
5) 由于废水中盐度变化对稳定的系统产生极大的影响，表现为处理效率的急剧下降和污泥的大量流失。因此调节池的调节能力就显得尤其重要，该处理站在调试初期就遇到这种问题，培养的生物膜在两天内全部脱落，经过对加工车间内几组浸水、冲洗水池排水时间的合理安排后，调节池基本稳定；
6) 该废水中硫酸盐的浓度比较高，影响了水解酸化处理有机污染物的功能，水解酸化池中产生一定的硫化物，现在已经将水解池进行密闭引气处理，水解酸化没有完全达到其设计功能；
7) 生物接触氧化处理该类废水具有一定的优点，该工艺具有耐冲击负荷高、污泥浓度高等特点，耐盐微生物浓度高，运行比较稳定，高盐处理污泥的絮凝性差，污泥流失严重，我们考虑了污泥的回流，不断对微生物进行筛选，逐渐形成耐盐微生物浓度较高的生物体系；
8) 废水经过生物处理后，有机物浓度是比较低的，而废水的颜色有时不降反升，我们认为废水中的有机物经过生物降解以及氧化后，产生新的显色基团，在沉淀池前投加少量脱色剂，效果明显；
9) 在调试的过程中投加营养料是必须的，该废水中的碳源比较充足，但氮、磷的含量比较低，投加氮肥、磷肥来补充；
10) 水解酸化—生物接触氧化工艺经过工程实践表明是可行的，但要考虑每个处理单元的细节措施，才能够使整个处理系统运行稳定，从而达标排放。