氧化塘-ABR-A/O氧化溝工藝處理制糖廢水

摘要：采用氧化塘-高效沉淀-ABR-A/O 氧化溝-淺層氣浮工藝處理制糖廢水。該工程自投產(chǎn)運行至今處理效果穩定， 進(jìn)水CODCr、BOD5、SS、氨氮、總氮、總磷的質(zhì)量濃度分別為11 560 、7 084、5 911、48．8、148、18．7mg /L 時(shí)， 上述指標的去除率分別為99．2％、99．8％、99.0％、81．6％、90．7％ 和97．8％， 各項出水指標均可達到GB21909—2008《制糖工業(yè)水污染物排放標準》新建企業(yè)水污染物排放限值。廢水處理費用為1．55 元/t。

關(guān)鍵詞：制糖廢水；ABR；A/O 氧化溝；淺層氣浮

內蒙古某糖業(yè)有限公司是日處理甜菜3 500 t、年加工甜菜45 萬(wàn)t 的大型甜菜制糖企業(yè)。公司主要產(chǎn)品是綿白糖、白砂糖、赤砂糖，副產(chǎn)品是甜菜顆粒粕、糖蜜。在甜菜制糖過(guò)程中，會(huì )產(chǎn)生大量廢水，這類(lèi)廢水呈現中高有機物濃度的特點(diǎn)。該公司的生產(chǎn)廢水主要有鍋爐水、壓粕水、流洗水和少部分生活污水、冷凝水等，其中壓粕水全部回用，鍋爐水不進(jìn)入本污水處理系統，因此，本系統處理的污水基本都是流洗水和少部分生活污水。
制糖企業(yè)里流洗工段的廢水為反復循環(huán)使用的洗甜菜廢水，水中富含泥砂等懸浮物質(zhì)，SS 的質(zhì)量濃度一般達5 000 ～ 6 000 mg/L。由于SS 的濃度過(guò)高，導致CODCr、BOD5的濃度也很高，同時(shí)，該企業(yè)廢水還具有水質(zhì)、水量不穩定，氨氮濃度較高等特點(diǎn)。

針對廢水中各污染物質(zhì)的不同特性，在物化預處理階段盡可能去除泥砂及SS 等污染物質(zhì)，并在此基礎上采用厭氧折流板式反應器（ABR）-A/O 氧化溝-淺層氣浮組合生物處理技術(shù)。該工藝自建成后一直運行穩定，出水達標。

1 工程概況

1．1 廢水水質(zhì)水量
設計水量為6 000 m3/d。進(jìn)水和出水水質(zhì)指標根據企業(yè)現場(chǎng)實(shí)測值及GB 21909—2008《制糖工業(yè)水污染物排放標準》中新建企業(yè)水污染物排放限值確定，詳見(jiàn)表1。

表1 進(jìn)水和出水水質(zhì)

1．2 工藝流程
根據該公司的廢水特點(diǎn)，同時(shí)結合該企業(yè)的廢水處理可用地現狀，本項目采用氧化塘-高效沉淀-ABR-A/O 氧化溝-淺層氣浮的處理工藝，具體設計工藝流程見(jiàn)圖1。

 圖1 工藝流程

1．3 主要單元技術(shù)說(shuō)明
（1）氧化塘。廢水在足夠大的空間里停留，大部分泥砂都可以沉積下來(lái)，不易造成設備的堵塞。
（2）高密度沉淀池。有選擇性地投加混凝劑及助凝劑，使之與原水充分混合、反應，從而去除大部分SS 及部分有機物。
（3）調節池。調節廢水的水質(zhì)、水量，保障廢水處理系統穩定、連續運行；在調節池內安裝板式換熱器，提高廢水溫度，控制ABR 反應器進(jìn)水水溫在35 ℃左右［1］，有利于后段厭氧反應器的運行。
（4） ABR 厭氧池。該反應器是一種高效厭氧折流板式反應器，相當于多個(gè)串聯(lián)運行的UASB 反應器［2］。每個(gè)反應室中的污泥可以顆�；�形式或絮狀形式存在，廢水進(jìn)入反應室沿導流板上下折流前進(jìn)，依次通過(guò)每個(gè)反應室的污泥床，廢水中的有機物通過(guò)與微生物充分接觸而得到去除［3］。由于導流板的阻擋作用和污泥的自身沉降性能，大量厭氧污泥被截留在反應室內［3］。如果設計參數合理，將污泥的懸浮層控制在反應室的中部位置，則每一個(gè)反應室的出水都是上清液。
運行監測表明，該ABR 厭氧池設計容積負荷為5．12 kg［CODCr］/（m3•d），CODCr的去除率可達到80％以上。
（5） A/O 氧化溝。A/O 氧化溝為曝氣環(huán)狀折流池型，兼有推流式和完全混合式的流態(tài)，耐沖擊負荷。A 段缺氧區為反硝化反應區。O 段好氧區主要為氨氮硝化反應區。A/O 氧化溝無(wú)須專(zhuān)用的混合液內回流設備，運行和管理控制方便靈活，除磷脫氮效率也很高。
（6）二沉池。二沉池為輻流式沉淀池，廢水從氧化溝進(jìn)入二沉池，進(jìn)行固液分離，上清液直接排放。沉淀下來(lái)的污泥，部分回流至活性污泥池，剩余的則排至污泥濃縮池。
（7）淺層氣浮池。進(jìn)一步去除懸浮物，強化出水效果。在高效淺層氣浮系統中投加PAC 混凝劑及PAM 助凝劑，能確保氣浮出水達標排放。
（8）污泥濃縮池。高密度沉淀池產(chǎn)生的物化污泥和生化系統剩余污泥排入污泥濃縮池進(jìn)行濃縮，通過(guò)污泥泵將污泥濃縮池中的污泥輸送到壓濾機進(jìn)行脫水處理。

1．4 工藝特點(diǎn)
（1）采用氧化塘和高密度沉淀池對廢水進(jìn)行預處理，可去除水體中的泥砂、SS、色度和非溶解性CODCr，大大降低后續生化系統負荷。跟其它沉淀預處理工藝相比，氧化塘可以充分利用糖廠(chǎng)非季節性生產(chǎn)的特點(diǎn)，減免混凝藥劑費用，同時(shí)可避免設備的堵塞。
（2） ABR 厭氧池作為生物處理的前段，有機負荷高，污染物去除率高。折板式結構使得ABR厭氧池截留生物固體能力強，液體的上流和下流減少了細菌的洗出量，使反應器能在高負荷條件下有效地截留活性微生物固體，泥齡長(cháng)，污泥產(chǎn)率低［4］。ABR 厭氧池也有利于產(chǎn)酸段和產(chǎn)甲烷段的運行，在不同的隔室中形成性能穩定、種群良好的微生物鏈，使反應器具有抗沖擊負荷的能力。
（3） A／O 氧化溝為環(huán)狀折流池型，兼有推流式和完全混合式的流態(tài)，耐沖擊負荷，無(wú)須專(zhuān)用的混合液回流設備，混合液回流比可達500％～ 1 000％，這對反硝化具有重要意義；另外，除前部設置了缺氧段外，在曝氣段通過(guò)布置射流曝氣器也可形成好氧和缺氧交替，除可實(shí)現硝化-反硝化外，還可以實(shí)現同步硝化-反硝化，因此可以取得很好的脫氮效果。
（4）高效淺層氣浮池作為后續強化處理工藝，可進(jìn)一步強化出水效果，廢水在淺層氣浮槽中的停留時(shí)間由傳統的30 ～ 60 min 減至6 min，并且集凝聚、撇渣、排水、排泥為一體，具有占地面積小，污染物去除率高的特點(diǎn)，保證出水穩定。

1．5 主要處理構筑物主要處理構筑物詳見(jiàn)表2。

表2 主要構筑物情況

2 運行情況
（1）工程調試中有時(shí)會(huì )出現二沉池出水SS 超標的現象，在向淺層氣浮池加入少量PAC 后，該問(wèn)題得到了解決。
（2）本工程于2011 年6 月開(kāi)始進(jìn)水調試，2011 年8 月通過(guò)環(huán)保局驗收，各項出水指標均達到GB 21909—2008 中新建企業(yè)排放標準的要求，進(jìn)、出水水質(zhì)監測數據詳見(jiàn)表3。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

 表3 進(jìn)、出水水質(zhì)監測數據
 
注：各項指標均為3 d 平均值

3 經(jīng)濟效益分析
工程總投資為2 170 萬(wàn)元，其中土建投資為850 萬(wàn)元（不含氧化塘），設備及其它投資為1 320萬(wàn)元。處理費用為1．55元/t，其中：①電費為0．84元/t；②藥劑費為0．55元/t；③人工費為0．16元/t。

4 結語(yǔ)
（1）制糖企業(yè)廢水量大，污染物濃度高且變化較大，需在生化處理前設置物化預處理，在用地允許的情況下建議預處理采用氧化塘工藝，避免泥砂及浮渣堵塞沉淀設備。
（2）該項目位于內蒙古地區，當地氣溫較低，為了保證ABR 反應器的啟動(dòng)及高效運行，須對廢水進(jìn)行預加熱，控制ABR 反應器進(jìn)水水溫在35 ℃左右為宜。
（3）運行實(shí)踐表明，氧化塘-高效沉淀-ABRA/O 氧化溝工藝的抗沖擊負荷能力較好，在水質(zhì)水量有一定波動(dòng)的情況下出水仍較穩定，特別適合于季節性生產(chǎn)的企業(yè)。

參考文獻：

［1］劉敏敏，楊學(xué)軍．厭氧折流板反應器在廢水處理中的研究與應用［J］．工業(yè)用水與廢水，2010，41（3）： 5-8．

［2］何仕均，王建龍，羅艷，等．折流式厭氧反應器處理甜菜制糖廢水的中試研究［J］．中國給水排水，2006，22（21）： 74-77.

［3］王立媛，宿程遠，李思敏，等．厭氧折流板反應器處理制糖廢水的效能及微生態(tài)特性研究［J］．環(huán)境工程，2011，29（4）： 7-10.

［4］蘆家娟，王毅力，趙洪濤． ABR 反應器的啟動(dòng)及顆粒污泥特征的研究［J］．環(huán)境化學(xué)，2007，26（1）： 10-16．（工業(yè)用水與廢水）