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[摘要]根據鹵制食品加工廢水水質的特點，某規模化鹵制食品加工廠采用了“隔油+氣浮+ABR+缺氧+好氧+化學除磷”的組合工藝對廢水進行處理。介紹了該組合工藝的流程，主要設計參數和運行效果。經過一年多的運行記錄，系統運行穩定，COD去除率為98.82%，SS去除率為87.56%，氨氮去除率為90.52%，總磷去除率為97.80%，動植物油去除率為98.88%，各項指標均滿足《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中的一級排放標準。

[關鍵詞]鹵制食品廢水；隔油；氣浮；ABR；化學除磷

鹵制品是中國的傳統食品。由于其擁有的穩定消費基礎，近年來，我國鹵制品行業保持著非常良好的增長勢頭。鹵制品制作過程中不同工藝段會產生不同類型的廢水，廢水成分復雜，屬于高含鹽高濃度有機廢水，若不妥善處理直接排放，會對周邊的水環境造成嚴重的影響。

1項目概況

華東地區某規模化鹵制食品加工廠是一家生產鹵制家禽，鹵制素菜、鹵制水產等的食品企業。其廢水主要來源于食品解凍水、腌制廢水、鹵制廢水以及車間沖洗水。該廢水中主要含有油脂、碎肉、骨渣、辣椒、香料、以及鹽鹵等污物質，成分較為復雜，濃度波動較大，屬于高濃度、高含鹽、高油脂的有機廢水。根據環評要求，該廠的廢水處理后出水應滿足《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中的一級排放標準。

2廢水設計進出水質

由于分期建設，該食品加工廠廢水最大排放量為600m3/d，預處理段設計處理能力為600m3/d，后續生化段為分兩期施工，一期設計處理能力為400m3/d，二期設計處理能力為200m3/d；按24小時連續運行設計。廢水水質波動較大，屬于可生化的高濃度有機廢水，其主要污染因子為COD、SS、總磷、氨氮、動植物油等，原水水質及設計出水水質如下表所示。

3工藝設計

本項目的廢水屬于高濃度有機廢水，直接采用厭氧或好氧生物處理工藝都難以達到排放要求。與單一的厭氧法、好氧法相比，組合工藝具有以下優點[1]：(1)厭氧工藝能去除廢水中大量的有機物，降低后續好氧工藝的有機負荷，使得好氧工藝段的污泥產量也相應降低，構筑物占地面積也減小；(2)厭氧工藝作為前處理工藝能起到均衡作用，減少后續好氧工藝負荷的波動，使好氧工藝的曝氣量大幅降低且穩定，既節約能源又方便運行管理；(3)厭氧工藝作為前處理工藝能明顯改善廢水的可生化性，使廢水中的有機物在好氧過程降解更徹底；在一些組合工藝中，好氧處理過程對厭氧代謝物的降解也有效地推動了有機物厭氧處理過程的進行。因此，本項目采用組合工藝對廢水進行處理。

3.1預處理工藝

為避免油污堵塞管道，在車間將高含油廢水分流就近通過隔油設備進行預處理，隨后與其他生產廢水一起自流至格柵池。該廢水中含有多種懸浮物，包括碎屑、骨渣、香料等，通過設置機械格柵進行清理，由于污水中的懸浮物顆粒較小，設置粗細兩道格柵，粗格柵柵隙為5mm，細格柵柵隙為1mm，可有效截留掉廢水中粒徑大于1mm的懸浮物。格柵池出水進入提升井，再從提升井泵入隔油沉淀池，利用重力作用達到浮油與廢水分離目的以及部分懸浮物沉淀去除的目的。隔油池設置刮渣機，將隔油池漂浮在表面的浮油刮至集油池內待處置，為防止冬天集油板結，在集油槽和集油池內設置蒸汽加熱裝置，沉渣通過排渣泵排至污泥濃縮池濃縮。隔油沉淀池出水進入調節池，以減少后續處理設施的沖擊負荷。調節池采用間歇曝氣方式[2]：一方面均勻水質水量起水解酸化的作用，將大分子有機物降解為小分子有機物以減輕后續生化段的處理負荷；另一方面還可降解部分氨氮。調節池出水經泵提升至一體化氣浮設備，首先調節pH值至7~8之間，再投加PAC和PAM進行混凝反應后，通過氣浮作用將廢水中污染物質從水中分離出來，可大大降低SS、動植物油，并去除一部份COD和總磷，有利于后續生化處理[3]。為確保氣浮系統浮泥從水中有效分離，刮渣系統采用可調節行車式刮泥系統。共設置二套氣浮機組，可串聯使用，以保證預處理效果。考慮到工廠用水突發情況，本系統設置應急事故池一座，可貯存一天污水量，避免突發污染事故。

3.2生物處理工藝

氣浮裝置出水至中間水池并通過泵提升進入厭氧折流板反應器(ABR反應器)。厭氧折流板反應器工藝的最大特點在于它在反應器當中設置了多個上下折流板，從而在水流方向上形成了依次串聯的隔室，使得其中的微生物種群沿長度方向的不同隔室實現產酸相和產甲烷相的有效分離，從而實現了在單個反應器中進行兩相或者多相的運行。而且研究表明，在這種兩相工藝當中，由于產酸菌集中在第一相產酸的反應器中，因而產酸菌和產甲烷菌的活性分別比只有單相運行工藝的高出4倍，并且能夠使得不同微生物種群在各自合適的條件下更好地生存，從而便于有效的科學管理、穩定運行和提高處理效果[3]。ABR具有不短流、不堵塞、無需攪拌、易啟動的特點。在專性厭氧微生物的作用下，將污水中的有機固體及不易生物降解的大分子有機物分解為小分子溶解性有機物，使污水的COD濃度進一步降低，并有效提高污水的可生化性，大大降低后續生化反應階段的負荷，提高生化反應的效率；小部分通過泵提升至缺氧池，作為反硝化脫氮時碳源補充劑。ABR池的出水自流至缺氧池，在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機物作碳源，將來自好氧池回流混合液中帶入大量硝酸鹽和亞硝酸鹽還原為氮氣釋放至空氣，在該階段中BOD5濃度下降，硝酸鹽濃度也大幅度下降。缺氧池的出水自流至生物接觸氧化池。生物接觸氧化兼有活性污泥法和生物膜法的優點，同時具有脫氮、除磷作用，還可減少污泥膨脹的發生[5]。生物接觸氧化法的比表面積要高于生物濾池、生物轉盤、低于生物流化床，但它不存在生物流化床能耗高、操作復雜的缺點，由于它的流速相對低，更容易使微生物在填料表面附著生長[6]。池中設有半軟性填料。部分微生物以生物膜的形式固著生長于填料表面，部分則是絮狀懸浮生長于水中。好氧環境中，氨氮在硝化菌作用下生成硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮后濃度下降，水體中的磷酸鹽濃度也隨著聚磷菌的過量攝取而迅速下降。好氧池出水進入二沉池，經澄清后上清液排放至化學除磷池，由于出水對總磷濃度要求較高，生物除磷難以穩定達到該水平，通過投加化學除磷劑，進一步去除水中磷酸鹽的含量。化學除磷池出水進入清水池，一部分作為回用水用于廠區綠化等，小部分進入景觀池。其余的水達標排放。

3.3污泥處理工藝

隔油沉淀池、一體化氣浮機、化學除磷池產生污泥排入剩余污泥池；二沉池以及ABR池產生的生化污泥自流排入生化污泥池，生化污泥池內進行濃縮后，部分通過泵提升回流至缺氧池，剩余排入剩余污泥池。在剩余污泥池經攪拌混合后，抽至疊螺式污泥脫水機進行脫水至含水率80%，脫水后的干污泥外運，濾液回流至調節池繼續處理。

4主要構筑物及設備

4.1預處理

(1)格柵池。鋼砼結構，1座，設計尺寸：6.3m×0.8m×2.7m。設置回轉式粗細格柵各一套，粗格柵柵隙5mm，細格柵柵隙1mm，格柵寬度500mm；功率0.55kw/臺。(2)提升池。鋼砼結構，1座，設計尺寸：6.5m×4.5m×4.7m，配置液位控制器1套；提升泵2臺(一用一備)，Q=50m3/h，H=13m，N=4.0kw。(3)隔油沉淀池。鋼砼結構，2座，采用平流式隔油池，設計停留時間4.5h，設計尺寸：9.4m×3.0m×4.7m。配置排渣泵4臺(兩用兩備)；Q=20m3/h，H=10m，N=1.5kw；配置行車式刮渣機2臺，N=1.1kw，行走速度1m/min。(4)集油池。鋼砼結構，1座，設計尺寸：6.3m×3.0m×4.7m。配置蒸汽加熱裝置1套；排油泵2臺(一用一備)，Q=10m3/h，H=15m，N=1.5kw。(5)預曝氣調節池。鋼砼結構，1座，設計停留時間16h，設計尺寸：(15.2m×4.5m+16.7m×2.0m)×4.7m。底部設置曝氣裝置一套；羅茨鼓風機二臺(一用一備)，變頻電機，Q=8.5m3/min，P=49KPa，N=15kw；提升泵2臺(一用一備)，Q=30m3/h，H=10m，N=2.2kw；電磁流量計一臺，口徑DN80，范圍：0~50m3/h。(6)應急事故池。鋼砼結構，1座，設計尺寸：15.2m×9.7m×4.7m。設計停留時間24h，底部設置曝氣裝置一套。(7)高效混凝氣浮裝置。鋼制內襯不銹鋼，2套串聯使用。單套處理能力30m3/h，功率8.15kw，外形尺寸6.0m×2.0m×2.5m。每套氣浮裝置配套設備含加壓溶氣系統1套，刮渣機1套，加藥裝置3套。氣浮池反應端投加堿調節pH值至8左右，再投加PAC、PAM進行化學混凝氣浮。(8)中間水池。鋼砼結構，1座，設計尺寸：11.5m×2.2m×4.7m。設置提升泵2臺，(一用一備)；Q=25m3/h，H=15m，N=3.0kw；電磁流量計1臺，口徑DN65，范圍：0~40m3/h；液位控制器1套；蒸汽加溫裝置一套。

4.2生化處理

(一期)(1)ABR池。鋼砼結構，4座，單座設計尺寸：10.175m×4.5m×6.0m，每座池體的升流區設置填料135m3，排泥系統1套。每座ABR反應池分3個運行單元，串聯運行，每個運行單元尺寸為3.2m×4.5m×6.0m，隔板(玻璃鋼材質)6個，厚度為50mm，單個隔板尺寸為4.5m×6.0m。(2)缺氧池。鋼砼結構，1座，設計尺寸：10.175m×3.5m×6.0m。配置潛水攪拌機兩臺，QJB-4.0，N=4.0kw；(3)生物接觸氧化池。鋼砼結構，3座，單座設計尺寸：10.175m×3.5m×6.0m。配置φ150mm×3000mm組合填料共320m3；羅茨鼓風機3臺(兩用一備)，NSR-150，N=22kw，變頻電機；微孔曝氣器260套，Ф215，溶氧效率：＞15%；在線溶氧儀3臺，范圍：0~10mg/L；混合液回流泵2臺(一用一備)：Q=60m3/h，H=10m。(4)沉淀池。鋼砼結構，1座，設計尺寸：10.175m×2.8m×6.0m。表面負荷0.80m3/m2?h，有效容積155m3。配置行車式刮泥機1臺，行走速度2m/min，功率1.1kw，排泥泵2臺(一用一備)：Q=20m3/h，H=10m，N=1.5kw。(5)化學除磷池。鋼砼結構，1座，設計尺寸：10.175m×2.8m×6.0m。有效容積279m3，配置污泥排泥泵2臺，Q=20m3/h，H=10m，N=1.5kw；水下攪拌機2臺，PFS加藥裝置一套，斜管填料25m3。(6)排放渠。鋼砼結構，1座，設計尺寸：8.0m×0.6m×0.6m。設置巴歇爾排水槽一臺，5~100m3/h。

4.3污泥處理

(1)生化污泥池。鋼砼結構，1座，設計尺寸：9.4m×3.15m×4.7m，有效容積120m3。配置污泥排泥泵2臺(一用一備)，Q=10m3/h，H=15m。(2)剩余污泥池。鋼砼結構，1座，設計尺寸：11.5m×6.0m×4.7m，有效容積285m3。配置污泥排泥泵2臺(一用一備)，Q=10m3/h，H=15m；疊螺污泥脫水機一臺，型號DL403。

5運行效果

系統在調試后期正值冬季，受溫度影響，系統出水不穩定。由于常溫厭氧菌的適宜的工作溫度在25~30℃，因此調試后期利用食品廠的生產余熱，采用了熱補償方法保證系統正常運行所需溫度，從而保障出水的穩定性。該廢水處理站目前已穩定運行一年多，對廢水中的COD，動植物油、NH3-N、TP等都有良好的去除效果，出水可穩定達排放標準。在系統正常運行工況下，取各主要單元的出水進行檢測。結果顯示，經格柵-隔油-預曝氣調節-氣浮的預處理工藝后，廢水的COD去除率約30%，SS去除率約78%，動植物油的去除率為91%，總磷去除率為42%，氨氮較低為17%。說明預處理工藝對SS和動植物油的去除效果非常顯著，對COD、總磷和氨氮也有不同程度的去除效果。而經過ABR+缺氧+生物接觸氧化的生化工藝后，除總磷外，其他指標都滿足排放標準，最后通過化學除磷，使得總磷濃度下降至符合排放標準的水平。整個系統對COD、SS、氨氮、總磷、動植物油的去除率分別為：98.82%、87.56%、90.52%、97.80%、98.88%。各主要單元出水水質情況如下表所示。按處理量為400噸/天計，該廢水處理的實際運行費用主要包括：藥劑費0.48元/噸，電費0.75元/噸，人工費0.67元/噸(按2人計)，污泥處理費0.2元/噸，維護費0.08元/噸，運營成本合計為2.18元/噸水。

6結語

該鹵味食品廢水處理工程采用“格柵-隔油-曝氣調節-氣浮-ABR-缺氧-好氧”工藝，對廢水中的COD，動植物油、氨氮、總磷等都有良好的去除效果，出水可穩定達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中的一級排放標準，運行結果表明該工藝合理、效果顯著。

作者：顧早立 單位：同濟大學 環境科學與工程學院