气浮/水解酸化/接触氧化工艺处理粉类、肉类食品加工废水

福建创投环保科技有限公司 洪龙华

某食品公司主要生产经营冬粉、真空油炸以及肉类食品。其中粉类废水主要由蒸煮过程以及冷却过程排放组成；肉类废水主要由加工清洗、蒸煮以及器具、地板冲洗等过程排放组成。废水中的CODcr浓度高达3500mg/L，BOD5浓度达到1500mg/L，废水中各种有机物含量均较高，且废水的BOD5/COD为0.4左右，可生化性较好，属可生物降解。同时该废水又含有氨氮、固体悬浮物以及少量碎肉毛发等，若废水仅仅只通过好氧处理的话，难以达到相关标准要求。采用组合气浮工序对废水中的油脂、SS有很好的去除效果，同时对于部分COD、氨氮也均有一定的去除率，为降低后端工序的负荷起到保障作用；对于废水中的有机物以及氨氮，则选择水解酸化+生物接触氧化来去除，将有机物转成 CO2和H2O，且生物接触氧化法的有机负荷较常规活性污泥法大，耐冲击强，同时利用硝化菌与反硝化菌将氨氮转换成氮气，从而降低废水中的有机物和氨氮的浓度。因此，采用气浮+水解酸化+生物接触氧化为主体的生化处理工艺较合理。

1 水量、水质

厂区废水主要由粉类加工、肉类加工以及部分生活污水组成，生产废水并没有比较明显的季节性，但废水量在一日之中比较集中在白天，废水产生量为1000m3/d，经过调解处理后，污水系统平均处理42m3/h。

废水的COD、BOD、氨氮、SS等指标均较高，废水中富含蛋白质和油脂。根据实测的数据，其进水水质和达标出水水质情况见表1。

表1 进水水质和出水水质情况表

2 工艺流程及主要构筑物参数

本工程的工艺流程如图1所示。

（1）厂区的废水通过厂区管网收集后排至机械格栅井，去除较大悬浮杂物。

（2）格栅井出水靠重力进入综合调节池，在调节池中设置预曝气系统，可迅速且高效的对水量、水质进行中和调节，后用泵提升至气浮池。

（3）在气浮池中投加正确混凝剂和絮凝剂，结合溶气设备产生的大量细泡去除细小悬浮物、COD、油脂，对 BOD也有一定的去除效果，油类以及细小悬浮物上浮至液体表面，通过刮渣至集泥槽，泥渣靠重力排入污泥浓缩池，上清液则重力流进入水解酸化池。

（4）废水通过布水渠进入水解酸化池后，缺氧型微生物在缺氧状态下可将大分子有机物分解成小分子有机物，降低后续好氧处理的负荷，同时对 COD、BOD、NH3-N等污染物也有着显著的去除效果。

（5）水解酸化池出水重力流进入生物接触氧化池，在有充足溶解氧的条件下，好氧菌的吸附降解有机物，将有机物分解成CO2和HO2。

（6）泥水混合物进入竖流沉淀池，进行泥水分离，上清液则通过排水渠进入标准化排放口，污泥则定时通过污泥回流泵泵至前段生化系统或将剩余污泥排至污泥浓缩池。

污泥浓缩池通过污泥泵将污泥泵至污泥脱水机，泥饼定期外运处理。

图1 废水处理工艺流程图

3 主要构筑物及运行效果

3.1 机械格栅井

格栅井设置回转式格栅除污机，用以截留废水中颗粒较大的悬浮物或漂浮物，如小碎肉、塑料膜、小木条、破布等能够堵塞或磨损水泵和管道的物质，以减轻后续处理设施的处理负荷。格栅井的尺寸为2.5m×0.6m×3.0m，有效水深0.5m。

3.2 预曝气调节池

废水日排放水量、水质波动较大，而且含有较多杂质，故设调节池，附以鼓风曝气作为搅拌动力，从而起到调节水量和均匀水质的作用，保证进入后续处理单元的水量水质恒定，有利于后续处理工艺的连续、稳定、可靠运行。调节池尺寸为43.0m×7.0m×5.5m，有效水深3.0m，停留时间为10.7h。

3.3 组合气浮池

由于废水中含有一定量的油脂和固体悬浮物，这类污染物在调节池中并不能很好的被去除，为避免油脂进入后续生化处理单元后裹住生物膜或活性污泥，从而影响传质，造成生化阶段处理效率降低，故设置气浮池进一步去除废水中的COD、SS、油脂及部分氨氮，有利于降低后续工艺的处理负荷。单台设备尺寸5.7m×3.1m×2.5m。

3.4 水解酸化池

废水通过布水渠进入水解酸化池，于水解酸化池中设置填料，将其作为生物膜的载体，在潜水搅拌机的作用下，生物细菌与污水更好地进行混合，微生物可将大分子有机物分解成小分子有机物，降低后续好氧处理的负荷，对 COD、BOD、NH3-N等污染物也有着显著的去除效果。同时，池底设有排泥管，可定期将污泥排至污泥浓缩池。水解酸化池尺寸13.0m×7.75m×5.5m，有效水深5.0m，停留时间为12.0h。

接种的污泥采用经生物接触氧化池活化后的城市污水厂的污泥进行挂膜。投加量为30t，经过90d的驯化运行，池内浓度达到4000mg/L。水解酸化池在90d的运行结果如下：前期对 CODcr的去除率基本在 8%左右；后期当随着污泥的日益生长，当进水CODcr的浓度控制在1800mg/L左右时，去除率稳定在20%。在此过程中，取水解酸化池进行观察，从第一格到最后一格，污泥逐步由絮状污泥转化为细小的颗粒状污泥，颜色由白灰色逐步转变成褐色，最后到黑色。此时，对COD的去除率较为稳定。

3.5 生物接触氧化池

水解酸化池出水在经过布水渠后进入生物接触氧化池，在曝气池中设置填料，将其作为生物膜的载体。待处理的废水经充氧后以一定流速流经填料，与生物膜接触，在生物膜与悬浮的活性污泥共同作用下，达到净化废水的作用。在好氧菌新陈代谢下，通过吸附降解有机物，将有机物分解成CO2和H2O。生物接触氧化池尺寸13.0m×10.6m×5.5m，有效水深4.5m，停留时间为16.0h。

接种的污泥采用城市污水厂的污泥，经人工投加至好氧池中，投加量为 20t，经过 90d的驯化运行，池内浓度达到3300mg/L，生物接触氧化池在90d的运行结果如下：前30d对 CODcr的去除率基本在 45%左右；当进水 CODcr在500～1400mg/L时，CODcr的去除率稳定在65%左右。在此过程中，去好氧池污泥进行观察，污泥颜色为棕褐色。此时，系统对CODcr有较稳定的去除效率。

系统于2015年6月开始调试，通过3个多月的调试，系统各单元运行稳定。经监测，生物接触氧化池单元处理效果见表2。

从表2可以看出，生物接触氧化池对CODcr处理效果达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）三级标准。

表2 监测结果

3.6 竖流沉淀池

作为二级沉淀泥水分离设备，主要进行更高效的泥水分离，使出水上清液达标。沉淀池尺寸10.0m×5.0m ×5.5m，停留时间2.62h。

4 运行成本分析

该工程的运营费主要包括电费、药剂费和人工费：

电费：废水处理站每天耗电约700千瓦时，每千瓦时电按照0.55元计算，电费为385元，折合为0.385元/m3·水。

药剂费：主要是聚合氯化铝和聚丙烯酰胺两种药剂，日耗药剂费为850元，折合为0.85元/m3·水。

人工费：污水处理站定员3人，每人每年36000元，折合0.3元/m3·水。

直接运行费用：1535元/天，折合1.535元/m3·水。

5 结论

（1）采用“气浮+水解酸化+接触氧化”工艺处理粉类肉类混合废水，出水CODcr、BOD5等污染物均能达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）三级标准。

（2）该系统主要依靠水解酸化/生物接触氧化处理废水，出水稳定达标，运行费用较低，处理成本1.535元/m3·水。

（3）生物接触氧化池中，既有附着生长的微生物膜，又有悬浮生长的微生物菌群。池中微生物更为丰富，使得系统具有更强的稳定性和适应性。污染物通过与生物膜上的微生物和悬浮生长的微生物之间接触而被吸收降解，同时通过生物膜上产生局部缺氧好氧环境，在生物膜内可以产生硝化反硝化作用。因此，生物接触氧化法对氨氮也有较好的去除效果。

[1] 胡锋平,刘建斌.水解酸化-生物接触氧化-气浮工艺处理肉类加工废水[J].给水排水,2001,27（9）：54-55.

[2] 肖锦,汪晓军等.混凝-不完全厌氧-接触生物氧化法处理高浓度有机废水技术[J].工业水处理,1994,14（5）：20-22.

[3] 刘天来.生物接触氧化法处理高浓度有机废水[J].化工环保,1988(2).