酱油酿造废水处理工程改造设计

孔　惠，李　旭，李　东，赵　飞

(1.北京石油化工学院，北京 102617；2.北京市新水季环境工程有限公司，北京 100044)



酱油酿造废水处理工程改造设计

孔惠1，李旭2，李东1，赵飞1

(1.北京石油化工学院，北京 102617；2.北京市新水季环境工程有限公司，北京 100044)

摘要：北方某酱油酿造企业生产废水含有较高的BOD5、COD、SS和NH3—N，原废水处理系统出水水质指标不达标。在对原有处理系统进行分析的基础上，调整了工艺，将中间沉淀池改为缺氧池，生化池改为接触氧化池，二沉池改为斜板沉淀池。结果表明，改造后系统出水水质稳定，达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)二级标准，可直接排入市政管网。

关键词：酱油废水；厌氧缺氧；接触氧化；斜板沉淀

酱油是中国的传统调味品，以其滋味鲜美，有助于促进食欲而成为人们生活中调味的必需品。据中商产业研究院数据库(AskCIData)的数据显示，2014年中国酱油产量达938万t，比2013年同期增长了23.9%。随着产量的不断增加，所产生的废水治理问题也受到越来越多的关注[1-5]。研究表明，生产1 t酱油需要消耗7～10 m3新鲜水，即生产1 t酱油将带来6～9 m3的酱油废水[6]，若不对其进行有效的处理将会导致严重的环境污染。

北方某酱油酿造企业以豆粕、麦麸、小麦、玉米等为原料，生产酱油、黄酱、米醋、腐乳等酿造调味品。酱油酿造废水来自以发酵法为主要环节的生产过程，包括蒸料过程中的溢流液，蒸料后的冷却水，酱醅过程中的含微生物及其分泌物和部分盐分的废水，杀菌过程中使用的少量消毒剂，包装过程中产生的少量冲洗废水等，含有较高的BOD5、COD、SS、色度和氨氮等，为典型的有机物含量较高的食品发酵废水。

由于该企业位于城区附近，出水排入市政管网后进入城市污水处理厂进行集中处理，故出水要求达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)二级标准后外排。

1废水水量与水质

废水中的主要成分包括粮食残留物、发酵过程产物、消毒剂、洗涤剂、盐分、微生物及其代谢产物等。COD等水质指标由第三方检测机构进行了检测。废水的水量、水质情况如表1所示，工程设计进出水水质指标如表2所示。

表1　废水水量与水质

表2　工程设计进出水水质

2原废水治理工艺

2.1原工艺流程

酿造企业原有废水处理系统工艺流程如图1所示。

2.2原工艺存在的问题

废水中BOD5/COD值为0.45～0.55，属于可生化性良好的废水，故原工艺流程采用以生物二级处理为主体工艺较为合理。但在运行过程中仍存在以下主要问题：一是整体处理负荷不够，不能满足进水水量负荷和污染物去除的要求，出水COD和BOD5超标；二是二沉池为普通沉淀池，不能满足SS的负荷要求，沉淀时间不够，造成部分SS未沉至池底便随出水流出，致使出水SS超标；三是没有考虑脱氮问题，出水NH3—N超标，会对后续接纳的城市污水处理厂造成冲击。

3改造方案

3.1改造后工艺流程

工程改造以最大限度减少对原有构筑物的结构改造以降低费用为原则，根据原处理系统存在的问题，采取将中间沉淀池改为缺氧池，厌氧池和缺氧池中设置组合填料，二级生化池改为接触氧化池及二沉池改为斜板沉淀池等措施提高处理负荷，降低出水中各污染物指标。改造后的工艺流程如图2所示。

3.2改造后工艺分析

(1)厌氧池：采用半地下式钢砼结构。尺寸为6.0 m×4.8 m×6.0 m，有效容积为130 m3。池体内部安装弹性组合填料，使多种厌氧微生物附着在填料上，增加代谢增殖空间，提高容积负荷率。采用2组填料，在厌氧池内上下排列，不锈钢支架支撑，填料体积为25 m3。

(2)缺氧池：由原有的中间沉淀池改造而成，采用半地下式钢砼结构。尺寸为6.0 m×4.8 m×6.0 m，有效容积为130 m3。池体内部安装弹性组合填料，采用2组填料，在缺氧池内上下排列，碳钢防腐支架支撑，填料体积为14 m3。缺氧池底部安装有曝气穿孔管道，UPVC材质，采用鼓风曝气方式进行充氧，在向池内供应少量氧气的同时，曝气同时起到搅拌的作用。池内溶解氧质量浓度控制≤0.5 mg/L。利用兼性反硝化菌的作用，将接触氧化池回流液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气排入大气，达到去除NH3—N的目的，同时进一步改善了废水的可生化性。

(3)接触氧化池：将原有的传统生化池改造为生物接触氧化池。采用半地下式钢砼结构，尺寸为6.0 m×4.8 m×6.0 m，有效容积为100 m3。池体内安装弹性组合填料，使生物处理主要依赖附着在填料上的多种微生物来完成，降低废水中的有机物与NH3—N。填料为上下排列的2组，用碳钢防腐支架支撑，体积为45 m3。反应池底部安装有微孔曝气扩散器，微孔孔径为200 μm，采用鼓风曝气方式进行充氧，使氧的利用率更高，节省能源。

(4)斜板沉淀池：在接触氧化池后的二沉池内添加斜板填料，利用层流原理缩短沉淀时间，增加沉淀面积，从而提高二沉池的沉淀效率。尺寸为1.3 m×4.1 m×4.6 m，有效容积为22 m3。填料为蜂窝斜管填料，规格为φ80 mm，用碳钢防腐支架支撑，体积为5 m3，填料填充率为23%。

4运行效果及讨论

4.1运行效果

该改造工程经过调试运行后情况良好，各处理单元运行稳定，出水水质达标。实际进、出水水质如表3所示。结果表明，改造后的系统对COD、BOD5、SS及氨氮的去除率均比较高，出水水质监测参数均低于设计排放标准，达到了预期的设计目标。

表3　实际进出水水质

4.2讨论

(1)该改造系统将中间沉淀池改为缺氧池后，出水NH3—N质量浓度达标。为了取得较高的反硝化率，必须加大来自接触氧化池的内回流比，但回流比过高会导致过多的溶解氧带入缺氧池，从而抑制反硝化菌的活性，影响脱氮效果。所以实际运行中对内回流比的调节和缺氧池内溶解氧浓度的监测非常重要。

(2)在厌氧缺氧处理后，采用接触氧化法处理废水中的有机物可取得较好的效果，COD低于210 mg/L，BOD5低于70 mg/L，氨氮低于10 mg/L。

(3)二沉池增加斜管后，提高了泥水分离效果，解决了水力负荷不足的问题，保证了出水SS达标。由于好氧段为接触氧化池，污泥沉降性能好，故没有出现活性污泥法中因污泥黏性大而导致斜板沉淀池堵塞的问题，其他工程实例也证明了用斜板沉淀池作为二沉池的可行性[7-8]。

(4)改造工艺中采用厌氧缺氧-接触氧化为主体，很大程度上减少了污泥的产生量，但由于酿造废水中有机物与悬浮物质量浓度较高，所以处理过程中污泥产量较市政污水处理的产泥量要多。虽然污泥经过发酵可以作为肥料，但因气味重及处理成本等问题，企业的工业废水处理系统很难做到对污泥进行进一步的减量化处理，所以如何对酿造废水污泥进行有效的处置是今后的研究重点。

5投资与运行费用

改造工程总投资约43万元，主要包括土建费、设备费、运输费及安装费等。处理水量为150 m3/d。运行费用主要包括电费、药剂费、人工费及污泥处置费等，不包含设备折旧及大修费用，运行成本约为0.52元/m3。

6结语

改造后的工程实践表明，采用以厌氧缺氧-接触氧化为主体工艺处理酱油酿造废水，出水水质能够稳定达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)二级标准，满足接入市政管网的标准。该工艺具有处理效果好，运行费用低等特点，对酱油废水中的有机物、悬浮物及氨氮均具有较好的处理效果。

参考文献

[1]王罡，吴育声，周兴求，等.厌氧-好氧-强氧化组合工艺处理酱油废水工程实例[J].工业用水与废水，2014，45(2):75-77.

[2]吕斯濠，范洪波，曾燕艳，等.厌氧/好氧MBR/物化/氧化脱色工艺处理酱油废水[J].中国给水排水，2012，28(22):99-101.

[3]胡芳，伍健东，周兴求.ABR对酱油废水脱色处理的试验研究[J].工业水处理，2012，32(8):41-44，45.

[4]胡芳.ABR-SBR组合工艺处理酱油废水的脱色效果及运行特性研究[D].广州:华南理工大学，2012.

[5]程仁武.酱油废水处理技术研究及工艺设计[J].广东化工，2011，38(8):123-124.

[6]陈于思，黄翔峰.酱油废水处理方法及其研究进展[J].环境科学导刊，2008，27(5):70-74.

[7]陈恺立，王仲旭，郑艳芬.啤酒废水治理工程改造[J].水处理技术，2015，41(3):128-130，134.

[8]高云超，潘木水，邝哲师，等.猪场污水的A2/O-深度处理和中水回用[J].生态科学，2004，23(1):54-59.

Engineering Renovation Design of Soy Sauce Brewing Wastewater Treatment

KONG Hui1, LI Xu2, LI Dong1, ZHAO Fei1

(1.Beijing Institute of Petrochemical Technology, Beijing 102617, China； 2.Beijing New Water Environmental Engineering Limited Company, Beijing 100044, China)

Abstract:The wastewater contains a mass of BOD5, COD, SS and NH3—N in a soy sauce brewing enterprise in the north. The effluent discharged by the original wastewater treatment system could not reach the standard. The process was adjusted to solve the problem. The intermediate sedimentation pond was transformed to the anoxic pond, the biochemical pond to the contact oxidation pond, and the secondary sedimentation tank to the plated sedimentation tank. The effluent quality is stable after the adjustment, reaching Ⅱ-class criteria specified in Integrated Wastewater Discharge Standard (GB 8978—1996). The effluent could be discharged into the municipal pipe network directly.

Key words:soy sauce brewing wastewater; anaerobic and anoxic; contact oxidation; plated sedimentation

收稿日期:2015-12-04

作者简介：孔惠(1975—)，女，硕士，讲师，研究方向为水污染防治技术的研究与应用，E-mail:konghui@bipt.edu.cn。

中图分类号：X703

文献标志码：A