DAT－IAT工艺处理豆制品废水的应用设计及运行研究

李兴美 陈建军 李明明 贾秀菊

（1.嘉诚环保股份有限公司；2.中国冶金地质总局地球物理勘查院工作；3.中国人民解放军92676部队；4.河北捷扬置业房地产开发有限公司）

0 前 言

豆制品废水主要由泡豆水、黄泔水、原料清洗废水及洗涤器具的废水组成.豆制品废水的特点是废水的有机物成分复杂且浓度高.其中黄泔水COD最高，约为20 000～30 000mg／L；泡豆水COD约为4 000～8 000mg／L，原料清洗废水及洗涤冲洗废水COD约为500～1 500mg／L.豆制品废水的成分主要是大分子蛋白、小分子瓜糖、有机酸、色素类物质和盐类等污染物，BOD5／COD一般为0.6～0.7，极易生物降解［1］.豆制品废水N，P含量高，pH较低，未经处理直接排放到受纳水体，会造成严重的污染［2］.因此豆制品废水的处理一方面是降低COD，一方面要脱氮.废水适宜用生物法处理，也有采用物化方法进行处理的［3］.

1 废水水质

该豆制品生产企业是规模较大的生产经营豆制品的食品企业，废水产生总量为约100m3／d，根据企业要求排放污水水质必须达到《污水综合排放标准》（GB8978－1996）.设计进水及出水水质见表1.

表1 设计进出水水质

2 处理工艺设计

本处理方案采用“预处理＋厌氧生物处理＋好氧生物处理”联合工艺对项目废水进行处理.图1为该废水处理工艺流程图.

图1 工程废水处理工艺流程图

3 工艺说明及主要处理单元与设计参数

3.1 工艺说明

3.1.1 预处理单元

预处理单元包括细隔栅、沉砂池、调节池.细格栅安放在污水处理工艺的前端，用以去除豆制品废水中较大的豆渣等杂质；沉砂池可以沉淀该废水中比较大的悬浮固体物质，沉砂池出水进入调节池；调节池要调节原废水的pH并调节水量.

3.1.2 二级处理单元

二级处理单元包括UASB及DAT－IAT好氧处理工艺.

UASB工艺，全称为升流式厌氧污泥床反应器，废水从反应器下部引入，向上通过包含高浓度高活性颗粒污泥的污泥床，废水中的有机物经厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳等稳定的无机产物.生产运行时，水力停留时间控制为48h，温度30～32℃，容积负荷率可达到6kg／（m3·d），COD的总去除率可达97%.

DAT－IAT工艺是在SBR工艺的基础上改进的，由DAT和IAT串联组成.DAT为连续曝气池，IAT为间歇曝气池.UASB的出水首先进入DAT池，在此进行连续的曝气，DAT出水经导流进入IAT池，在此进行间歇曝气处理.

3.2 主要处理单元与设计参数

格栅池：采用机械细格栅，栅条间距为5mm，格栅池设计尺寸为1.5m×0.75m×1.0m，钢筋混凝土结构.

沉砂池：沉砂池设计尺寸为：4.0m×3.0m×4.0m，钢筋混凝土结构.

调节池：设计停留时间10h，总容积48m3，设计尺寸为4.0m×3.0m×4.0m，钢筋混凝土结构.共设置2台水泵（一用一备），型号：WQ6－15－0.75.

UASB反应池：总容积为240m3，设计尺寸为8.0m×5.0m×6.0m，钢筋混凝土结构.需要的设备包括三相分离器、水封脱臭罐、布水器等；共设置2台水泵（一用一备），型号：WG5－15－0.75.

DAT－IAT反应池：总容积：240m3，设计尺寸为8.0m×5.0m×6.0m，钢筋混凝土结构.其中设备包括一台滗水器，一台回流泵，两台鼓风机（一用一备），曝气软管70m.

污泥池：总容积13.5m3，设计尺寸为1.5m×1.5m×6.0m，钢筋混凝土结构.

4 运行研究

4.1 运行模式

本项目采用间歇曝气脱氮模式，即曝气1h—缺氧搅拌0.5h，曝气1h—缺氧搅拌0.5h，曝气1h—缺氧搅拌0.5h，然后沉降0.5h之后排水.考查该模式下的DAT－IAT脱氮效果.

由图2，图3分析可知采用间歇曝气操作模式，出水氨氮浓度平均为0.2mg／L，去除率将近100%；出水中的硝态氮浓度平均为8mg／L；总氮去除率高达80%.

4.2 不同DO浓度对同步硝化反硝化产生的影响

在三种DO浓度（0.5，2，4mg／L）下，曝气，考量不同DO浓度对同步硝化反硝化的影响.该操作模式下的运行结果见图4－图9及表2：

表2 不同DO浓度下进出水水质及去除率

图2 间歇曝气COD变化图

图3 间歇曝气氨氮、硝态氮变化图

图4 DO＝4mg／L时COD变化图

图5 DO＝2mg／L时COD变化图

图6 DO＝0.5mg／L时COD变化图

图7 DO＝4mg／L氨氮、硝态氮变化图

图8 DO＝2mg／L氨氮、硝态氮变化图

图9 DO＝0.5mg／L氨氮、硝态氮变化图

当溶解氧浓度分别为4，2，0.5mg／L时，经过曝气，均实现了良好的硝化反应.氨氮去除率达100%，TN去除率依次为61.3%，68.2%，79.1%，COD去除率依次为97.5%，97.2%，96.9%.COD去除率受DO浓度变化影响较小，总氮去除率随DO浓度的降低反而提高，即反应器内溶解氧浓度越低，好氧反硝化效果越显著.

5 结 论

UASB—DAT－IAT联合工艺，当采用间歇曝气操作模式，溶解氧浓度为0.5mg／L时，氨氮几乎全部去除，出水硝态氮浓度平均为8mg／L，而总氮去除率平均可达到80%.DAT－IAT单级脱氮系统以污水中有机物为碳源，不需要额外加入碳源，降低了反应器中有机物氧化和硝化所需要的溶解氧量；反硝化过程会产生1／2硝化过程所需的碱度，减少了因补充碱度而增加的运行费用.所以DAT－IAT单级活性污泥脱氮系统总体费用较低.

［1］曹建平，许婷，等.气浮－改良活性污泥法处理豆制品废水.给水排水，2013，VOL（39）：62～65

［2］孙凯，陆晓峰，等.EGSB反应器处理高浓度豆制品废水的研究.水处理技术，2010，VOL（36）No（8）：108～112

［3］王宗华，石智慧，等.豆制品废水处理工程.水处理技术，2010，VOL（36）No（10）：125～127