新型AO工艺在淀粉污水处理工程的应用

姜博

（上海交通大学环境科学与工程学院，上海200240）

工程实例

新型AO工艺在淀粉污水处理工程的应用

姜博

（上海交通大学环境科学与工程学院，上海200240）

食用变性淀粉生产过程中产生的污水属于高浓度有机污水，适宜采用厌氧-好氧的处理工艺。2007年，笔者为杭州某新建淀粉公司设计了1套采用改良型EGSB厌氧反应器——AnaEG反应器和将接触氧化与曝气生物滤池功能融为一体的BioAX反应器相结合的厌氧-好氧处理系统。6年多的运行结果表明，这种处理系统具有占地面积小、处理效果稳定、剩余污泥量少的优点，污水经处理后水质可达到国家一级排放标准的要求。

变性淀粉生产污水；厌氧-好氧处理；改良型反应器

食用变性淀粉是制造方便面等快餐食品常用的原料，其生产过程中产生的污水具有悬浮物浓度高、COD高的特点，是典型的高浓度有机污水。2007年，杭州某著名食品集团企业在建设食用变性淀粉原料供应基地时，因受厂区施工土地面积狭窄、卫生条件要求高、处理后污水排放标准要求高等条件的制约，采用了笔者提出的污水处理设计方案，核心厌氧-好氧设备均采用新型反应器。以下就污水处理工艺的设计及6年多来的运行情况进行说明。

1 污水水质及水量

1.1 污水来源

本工程项目所处理的污水主要来源为变性淀粉生产过程中所产生的污水，主要包括水洗工艺中排放的污水、淀粉脱水时产生的工艺水以及在转换生产产品时生产设备的清洗水。

1.2 主要水质指标

本工程项目设计污水处理量为1 500m3/d。污水水质主要指标：CODCr为10 000～15 000mg/L，浊度为55～65NTU，pH为6～7。设计出水水质不低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）二级标准的要求，其中CODCr≤100mg/L。

2 处理工艺

2.1 工艺流程

本工程项目所处理的高浓度有机污水的可生化性较好，因而采用成本低廉、运行效果稳定的厌氧-好氧处理工艺。本工程采用的厌氧-好氧处理系统为改良型EGSB厌氧反应器——AnaEG反应器与将接触氧化与曝气生物滤池功能融为一体的BioAX反应器的结合系统，具体的工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程与设计单元

在工程设计建造中，为防止污水中的非溶解淀粉等大量悬浮性物质对整套工艺设备的运行产生不利影响，首先在初沉池对大量悬浮性物质进行沉淀处理。考虑到车间排放的污水水质和水量随时间和工序的不同变化很大，在进入AnaEG系统前设调节池对水质和水量进行调节以及对有机物进行预酸化，以提高AnaEG反应器效率。AnaEG反应器为中温厌氧反应器，而进水水温较低，因此通过投配池对污水进行加热处理，从而保证进水水温。污水在经由AnaEG反应器去除大部分有机物之后，进入BioAX反应器对污染物进行进一步的降解，然后再进入二沉池进行泥水分离，上清液达标后进行排放。二沉池中的污泥部分回流，剩余污泥、沉淀污泥和厌氧反应污泥一同排入污泥池。

2.2 主要设计单元概况

主要设计单元概况如表1所示。

表1 主要设计单元概况

集水池位于车间排水口，用于储存从车间来的污水，并利用水泵向加药反应池供水。集水池内提升泵采用防堵塞型污水泵，它可以通过集水池内的液位高低变化自动启停，同时可以防止水泵堵塞影响后续处理单元。加药反应池用于去除污水中的淀粉质悬浮物和可能含有的酸或次氯酸钠。污水经水泵提升后进入加药反应池，所加药剂为液碱和亚硫酸钠。调节池通过曝气搅拌，使池内污水混合均匀，悬浮物不发生沉淀，并同时起到防止污水发生臭气的作用。投配池内的污水通过设在外部的进水泵打入厌氧反应器进行处理，同时池内污水通过加入蒸汽进行升温。AnaEG反应器为EGSB反应器，与固定床厌氧反应器UASB相比，运行过程中颗粒污泥层处于膨胀状态，传质效果好，布水更易均匀，有机物去除率高，能够承受更高的进水浓度及容积负荷。AnaEG反应器高度可以为UASB反应器的2倍以上，可有效节约占地面积。AnaEG反应器采用环状布水器，顶部共有3个三相分离器，三相分离器为专利产品。实际运行表明，AnaEG反应器性能先进可靠，可有效实现固、液、气三相分离，对高浓度有机污水有良好的处理效果〔1-4〕。BioAX反应器将接触氧化与曝气生物滤池的功能融为一体，利用好氧菌的代谢原理，进一步去除厌氧处理装置出水中残留的溶解性COD。污泥池主要功能为将排出的剩余污泥输送至污泥脱水设备，并在运行初期通过污泥泵向反应器输入接种污泥。

2.3 AnaEG反应器

AnaEG反应器示意如图2所示。

图2 AnaEG反应器工艺流程示意

该反应器由上海交通大学张振家教授发明设计（专利技术），是EGSB反应器的改进型。反应器中颗粒污泥与污水接触更加充分，反应器中不存在死区，整体水力分布均匀。反应器中颗粒污泥膨胀状态呈上下不均匀分布，在同一个反应器内可实现产酸相与产甲烷相两相厌氧消化过程，因此对有机负荷与pH有较好的抗冲击性，同时处理效率也高于常规反应器。

2.4 BioAX反应器

BioAX反应器示意如图3所示。该反应器是对传统生物接触氧化法的改进，根据中心管气升式反应器结构原理进行改进，在传统的生物接触氧化法的基础上增加了内循环管，促进了污水在反应器内的宏观循环。BioAX反应器进水在曝气气流作用下沿循环管内侧上升，到达反应区顶部后由于重力作用，沿降流区向下流动，到达反应器底部后再进入升流区。BioAX反应器中污水流动均匀，无死角，不易发生短流现象，保证了降解效率。此外，微生物不易流失，水中SS含量低。

图3 BioAX反应器工艺流程示意

3 运行分析

3.1 运行效果分析

本工程完成调试后，6年来的运行效果稳定，主要单元的处理效果如表2所示。

表2 主要单元的处理效果

实际运行过程中，初沉池通过沉淀可有效去除不溶性的COD，而淀粉污水中的大部分可溶性有机物在AnaEG反应器中被降解。AnaEG反应器负荷约为12 g/（L·d）。

3.2 投资构成

工程总投资包括土建、设备及其他3个部分。土建部分投资为153.58万元，设备部分投资为379.36万元，其他部分投资为97.5万元，合计工程总投资为630.44万元。

3.3 运行费用

按要素成本估算法进行成本估算，所有原材料、燃料及动力价格均以现价为基础。估算电费为0.60元/（kW·h），用电量为2025.6 kW·h/d，电费为1215.36元/d；药剂、蒸汽等费用为300元/d；人工费按照1 500元/（人·月）计算，设计定员为5人，人工费为250元/d。合计费用为1 765.36元/d，处理成本为1.18元/t。

4 结论

工程运行结果表明，AnaEG反应器作为工艺核心单元，对COD的去除率在90%以上，减轻了后续单元的处理压力，有助于后续BioAX反应器的正常运行，并且节约了大量的动力消耗，是生产性EGSB反应器成功运行的范例。

从6年多的运行效果综合分析，本工程项目成功克服了土地面积狭窄、厂区卫生条件要求高的限制，具有占地面积小、处理效果稳定、剩余污泥量极少、维护管理简便的优点。同时成功将EGSB厌氧反应器与以活性污泥为主体的好氧生物处理工艺相结合，充分发挥了两者各自的优势。变性淀粉生产过程中产生的高浓度有机废水经该处理系统处理后可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的要求，采用该组合工艺处理淀粉污水具有良好的环境效益及社会经济效益。

［1］张振家.废水高效厌氧处理装置及方法：中国，1174815［P］. 1998-03-04.

［2］张振家，周伟丽，林荣忱.膨胀颗粒污泥床处理玉米酒精槽液的生产性试验［J］.环境科学，2001，22（4）：44-46.

［3］李克勋，张振家，张扬，等.厌氧-好氧处理变性淀粉生产废水工程实例［J］.工业水处理，2003，23（6）：53-55.

［4］李克勋，张振家，张扬，等.变性淀粉生产废水处理工程设计［J］.中国沼气，2003，21（2）：17-19.

Application ofa new type of AO process to the starch wastewater treatmentengineering

Jiang Bo
（SchoolofEnvironmentalScienceand Engineering，Shanghai Jiaotong University，Shanghai200240，China）

The wastewater produced in the production of denatured starch is a kind of high-concentration organic wastewater，and anaerobic-aerobic process issuitable for its treatment.In 2007，a setofanaerobic-aerobic treatment system，containingmodified EGSB anaerobic reactor-AnaEG reactor and BioAX reactor which combineswith contactoxidation and aeration biological filter functionsasan integrated onewasdesigned for a newly-built starch company in Hangzhou，China，by thewriter.The results show thatafter having been operated formore than 6 years，the system hasmany advantages，such assmalloccupied areas，stable treatmenteffectand less excesssludge.Thewater quality of treated effluentcanmeet the FirstGrade requirementspecified in thenationaleffluentdischarge standard.

wastewater from denatured starch production；anaerobic-aerobic treatment；modified reactor

X703.1

B

1005-829X（2016）06-0094-03

姜博（1991—），硕士。电话：13818191244，E-mail：jiangbo.happy32@163.com。

2016-02-18（修改稿）