洗坛废水处理工程应用研究

2012-09-25林媛媛

城市道桥与防洪 2012年3期

林媛媛

（浙江省环境工程有限公司，浙江杭州 310012）

1 概述

某企业主要产品为黄酒。该厂的生产废水主要为米浆废水、发酵罐冲洗水、洗滤布废水、洗坛废水和地面冲洗。该企业本着“节能减排、综合利用”的原则，对洗坛废水进行处理后排放和回用。根据该企业废水的水质及达标要求，设计出了以生物接触氧化法为主，以预处理+深度处理为辅的组合工艺。先经调节池使水质水量得以均化，然后再经接触氧化处理去除有机物，生化后的污水采用沉淀池进行泥水分离，最后进行砂滤、消毒后用于排放和回用。该工艺具有耐冲击负荷、处理效果稳定、投资运行费用低、工艺流程简洁、剩余污泥量少、不存在污泥膨胀问题等特点，并与2009年4月底验收运行至今，处理效果良好，出水稳定达标。

2 工程设计

2.1 设计水质、水量

设计水量240 m3/d，设计水质见表1所列。

表1 设计水质指标一览表

2.2 工艺流程

该洗坛废水的有机污染物（CODcr）浓度较低，可生化性较好；黄酒行业季节性较强，其废水的水质水量波动大，容易随着季节、工作时间的变化而变化；酒坛清洗过程中使用石灰，部分石灰在清洗时脱落进入废水中，使得该废水的沉淀物和悬浮物较高。因此，根据水质特性分析和其他类似工程实例经验，采用以生物接触氧化法为主、以预处理+深度处理为辅的处理工艺，工艺流程见图1所示。工艺特点为：

图1 洗坛废水处理工艺流程图

（1）预处理系统（格栅、沉砂池和调节池）：去除悬浮物和大量石灰，均衡水质水量，特别是水质的稳定，有利于降低运行成本和水质波动带来的影响，保证后续设备和处理连续正常运转。

（2）生物接触氧化法：填料是接触氧化的核心部位，直接影响生物接触氧化处理的效能，该系统的接触氧化池采用的是新型组合填料。生物接触氧化法具有容积负荷较高、耐冲击性能好、运行稳定、剩余污泥量少、不存在污泥膨胀问题、占地面积较少、运行成本和工程投资较低、操作管理方便等优点[1][2]。

（3）深度处理系统（砂滤消毒）：对于生化处理后出水中难以沉降等脱落生物膜，采用砂滤器提高有机物和SS的去除率，保证出水水质。砂滤器作为该工程的深度过滤技术，与普通滤池相比，具有造价低、施工简便、建设周期短、技术先进和处理效果稳定等特点，在国内外的工程实践中已逐步得到推广应用[3]。

2.3 主要构筑物及工艺说明

（1）格栅井：1座，分 2格，尺寸为 1.50 m×1.00 m×0.90 m，钢筋混凝土结构，与沉砂池合建，井内设置手动格栅一道。

（2）沉砂池：1座，分2格，尺寸为 4.50 m×1.60 m×1.00 m，钢筋混凝土结构，与格栅井合建，停留时间30s。配置污泥泵1台（Q=8.0 m3/h，H=12 m，N=0.75 kW）。

（3）调节池：钢筋混凝土结构，1座，尺寸为12.50 m×5.50 m×4.00 m，有效容积240 m3，水力停留时间24 h。内设提升泵1台（Q=12.0 m3/h，H=10 m，N=1.1 kW）。

（4）接触氧化池：1座，钢筋混凝土结构，尺寸为6.80 m×3.00 m×4.00 m，有效容积70 m3，水力停留时间6 h。内置组合填料（高度2.50 m），池底安装曝气管。配置风机 2台（1用1备），Q＝1.96 m3/min，H＝5 m，N＝4 kW。

（5）二沉池：1座，钢筋混凝土结构，尺寸为3.00 m×4.00 m×4.00 m，表面负荷为0.80 m3/（m2·h），停留时间4.0 h。

（6）中间水池：1座，钢筋混凝土结构，尺寸为3.00 m×1.50 m×2.00 m，容积为 6.5 m3。

（7）砂滤器：1座，钢制，Φ1.20 m。砂滤器内部填充石英砂、无烟煤，滤速8～10 m/h，工作时间为24h，冲洗周期为48h，每次冲洗时间为10 min。提升泵 1台（Q=12.0 m3/h，H=15 m，N=1.1 kW），冲洗水泵 1台（Q=40 m3/h，H=16 m，N=3.0 kW）。

（8）清水池（含消毒）：1座，钢筋混凝土结构，尺寸为13.50 m×5.00 m×4.00 m，有效容积230 m3。因该企业要求，消毒装置只建土建，设备按企业发展情况和回用情况来添置。

（9）污泥池：1座，钢筋混凝土结构，尺寸为2.00 m×2.00 m×3.50 m。配置污泥泵 1台Q=15.0 m3/h，H=30.0 m，N=3.0 kW）。污泥经过污泥池泵入板框压滤机后外运。

3 工程调试、运行

该工程于2008年10月初建成，2008年10月底开始设备调试，以及菌种的培养、驯化。该系统于2009年4月底实现达标稳定排放，处理能力达到设计要求。

3.1 生化调试

（1）充水与接种：为了缩短培养时间，活性污泥的驯化采用接种培养法[4]。接种污泥取自附近某酒厂的生化污泥，约1.5 t，均匀投加到氧化池，并按照比例投加氮源和磷源。

（2）挂膜培养：氧化池充水与接种后，进行闷曝 (不进水连续曝气)8h后，停止曝气静置沉淀0.5 h，再继续闷曝，以后曝气每隔8 h可停止曝气，静置沉淀0.5 h，然后继续曝气。闷曝气1 d后，从调节池少量补充废水。在曝气过程中要控制生化池中溶解氧含量在2～4 mg/L之间，并需测试污泥沉降比，当该值逐渐减少，说明这些污泥已粘附在填料上。考虑到在培菌挂膜初期，生物膜较薄，生物膜活性较好，因此将沉淀池积下来的污泥全部回流。

该废水的挂膜速度较快，一周后在填料表面上看到有很薄的一层膜，微生物膜增殖正常；15 d后，填料上挂上一层褐色生物膜；运行1个月左右，微生物开始大量繁殖，同时生物膜开始新陈代谢，老膜开始剥落，出水中出现悬浮物，标志着挂膜阶段结束，可进入正常运行。

（3）进水调试：调试一开始将调节池废水泵入生物接触氧化池1/5～1/3池容，再加满自来水，控制此时生化池水中的pH值为7或稍大于7，加入营养物和碳源。以后每天加入适量的微量元素、更换约1/3池容的废水，经过7 d闷曝气、静置沉淀、补充废水之后，进入好氧池的污水按比例逐步增加，由20%逐渐提高至100%，以便对微生物进行驯化，直至整个系统CODcr去除率基本稳定。

大约经历近3个月的时间，从显微镜观察，生物生长稳定，整个工程投入正式运行。调试期间应密切注意监测水质变化情况，避免负荷突变对生化池造成冲击。

3.2 砂滤器的调试

砂滤器初次调试时，由于设备内部存有空气，因此首先进行排气措施；设备初始运行时，各过滤层无法及时形成，过滤效果不佳，因此需进行初冲洗。打开过滤器进水阀，正洗排放阀运行至出水浊度不大于2 mg/L即可。

砂滤器长期停运后再运行时，也应对设备进行排气，同时要对滤料进行约5～30 min的正洗，冲洗至出水清澈为止。设备反冲洗时应控制好反冲洗强度，应避免石英砂冲洗泄露出系统。

3.3 各影响因素的控制

影响生化处理的因素较多，主要有进水水质、pH值、温度、DO、营养物等因素。生化调试期间注意接触氧化池的进水水质，生化进水pH值一般控制在 6.5～8.5左右，池内温度 20～30℃，DO控制2～4 mg/L。调试初期根据 BOD5∶N∶P=100∶5∶1，计算出合理的N、P投加量，以满足微生物生长需要。该工程需要的尿素投加量1.60 kg/d。

3.4 运行效果

目前，该项目已经运行了两年多时间，近期该县环保监测站于2011年1月初对该处理装置的进、出口的水质进行了监测，监测结果见表2所列。

表2 废水监测结果表

从废水监测结果来看，该洗坛废水处理装置CODcr进水略有超过进水设计水质，SS低于设计要求；出水水质CODcr去除效果良好，去除率均≥80%，远远好于设计要求；出水SS去除率稍差，但仍符合设计出水水质要求；总体看来该洗坛废水处理站运行较稳定，达到了初设计的预期效果。

4 技术经济分析

该工程按日处理量240 m3设计，工程总投资90多万元，直接运行费用1.66元/m3，其中电费0.68元/m3，人工费0.83元/m3，药剂费0.15元/m3。处理废水若全部回用(240 m3/d)，则可节约水费14 400元/月（设水价为2元/m3），去除废水处理的直接费用，相抵还盈余2 414.28元/月。当回用处理水量的84%时，其节约的水费开支可补充直接的运行成本费。