好氧工艺对饮料废水去除效果

摘要：采用好氧HCR工艺在饮料废水去除CODcr的效果，原水经UASB处理后水质为CODcr≤750mg/L，处理出水CODcr≤100mg/L。工程实践表明：该处理系统具有处理效果稳定，运行管理简便，占地面积较小等优点。

关键词：饮料废水;废水处理;好氧HCR工艺

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）12-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.12.016

Effect of aerobic process on beverage wastewater removal

Zhang Denghua

（Jiangsu Shengtai Environmental Technology Co.，Ltd.，Nanjing Jiangsu 210000，China）

Abstract：The effect of aerobic HCR process on the removal of CODcr in beverage wastewater. After the UASB treatment of the raw water， the water quality is CODcr≤750mg/L， and the treated effluent CODcr≤100mg/L. Engineering practice shows that the treatment system has the advantages of stable treatment effect， easy operation and management， and small footprint.

Key words：Beverage wastewater;Wastewater treatment;Aerobic HCR process

某公司在生产各种饮料（有碳酸饮料和非碳酸饮料，非碳酸饮料有果汁饮料、水果牛奶饮料、茶饮料）过程中会产生了废水，需进行处理方可排放，否则会污染周边的环境，废水的排放量为3 000m3/d，废水经过处理后达到一级排放标准（GB8978-1996），本次论文仅讨论好氧处理工艺段。根据现场的实际数据见表1，出水水质见表2。

1 废水处理工艺

1.1 项目废水特点

废水来自车间的废水、报废的饮料、原料桶的冲洗废水等。

主要产品有碳酸饮料和非碳酸饮料，非碳酸饮料有果汁饮料、水果牛奶饮料、茶饮料等，生产过程是用砂糖和浓缩液或果肉、奶制品及处理水经混合后配制成饮料的过程。

1.2 工艺流程选择

废水含CODcr较高，需要设厌氧+好氧工艺进行处理。

废水可生化性较高。

2 主要处理构筑物及其工艺参数

好氧生物处理工艺稳定成熟，处理效果好，运行成本相对较低，近几十年来，好氧生物处理也不断进行改进和完善，HCR工艺就是其中一种的代表。该工艺特别适合地方紧凑、CODcr较高的废水，结合了深井曝气的特点，并在此基础上进行了改良，相比常规工艺其空气氧的转化率和利用率都较高，工艺的设计容积负荷比常规工艺高，总体废水水力停留时间短，总占地面积少，耐高CODcr的負荷冲击，总体的废水处理效果稳定，效率较好。

HCR系统主要包括：单体反应器、射流器、辅助曝气系统、气提脱气系统、沉淀池以及配套的管路和设备（主要为循环泵和辅助风机）。单体反应器为圆形或者方形构筑物或钢构，循环水泵提升底部的废水经射流器布入反应器，由于负压作用同时吸入大量空气（设配套阀门控制，可以调整空气的进入量，进而保证反应器内的溶解氧浓度），水流和气流的共同作用形成了细小的气泡，在反应器的中部设曝气系统（通常为穿孔曝气管），根据废水的实际运行情况决定开关，进一步保证废水中的溶解氧，保证反应器里好氧污泥的活性，从而稳定处理效率。

HCR系统有以下优点：（1）系统占地少，土建费用较低。HCR系统容积负荷和污泥负荷都很高，是常规反应器的2-3倍，同时又可以具有较高的高径比，所以总体停留时间较短，占地面积较小，总体构筑物紧凑。（2）空气氧转化利用率高，节省能耗。HCR工艺基于表面渗透理论的射流曝气技术，传质效率较高，微孔补气弥补了射流负压带气量过低的缺点，在同一系统内分散的生物相使得微孔补气的传质效率大为增加。强化污泥再生，使得污泥在高浓度情况下得到补充氧气，避免了混合液低浓度生物相的氧利用损耗，提高了氧的利用率，从而节省能耗。 （3）抗CODcr的负荷的能力强。HCR反应器污泥浓度很高，传质效率高，循环泵的回流量非常大，稀释了进水的CODcr负荷和毒性，进而保证整个反应器的一个动态平衡。（4）剩余污泥量较少。由于采用强化再生及外循环装置，使得微生物间附着气泡被迅速挤出并形成良好沉淀，而强化再生使微生物代谢速度快，加大了微生物的自身的内源消耗，产生的剩余的污泥量就较少。（5）系统污泥浓度高，降解能力强。由于采用强化再生，微生物的供氧得到进一步保证，而气提的脱气作用又使得沉淀池浓缩区污泥浓度得以提高，两方面的协同作用，使得反应区内可以保持较高的污泥浓度。工艺实践表明，系统反应区内生物浓度可以达到10g/L以上。（6）系统操作机动性较强，能够保证较好的处理效果。HCR系统的反应器循环泵的流量大小、辅助风机的流量大小、污泥泵的流量大小等都可以根据实际情况进行调整，便于选择最符合实际情况的参数。

考虑现场可用面积较小，采用罐体制作，HCR工艺完全符合，曝气方式选用射流器，氧利用效率高，废水中CODcr被好氧微生物去除，出水经气提脱气后至沉淀池，污泥回流比50%，上清液达标排放，污泥进入浓缩池定期压滤外运。

好氧HCR罐池采用钢结构，2座，全地上式，底部钢板厚度12mm，底部3m钢板厚度12mm，中部3m钢板厚度10mm，顶部3.5m钢板厚度8mm。

尺寸：Φ12 000×9 500mm。

有效容积：1 015m3/座（有效水深9.0m）。

停留时间：16h。

CODcr容积负荷：0.96kgCODcr/m3·d。

射流器系统：配套   SUS304。

出水堰：配套     SUS304。

射流泵：流量200m3/h，功率18.5kW，扬程15m，3台，2用1备。

辅助风机：流量5.45m3/min，功率11kW，53.9kPa，2台，1用1备。

曝气系统：穿孔曝气，开孔6mm，间距700mm，材质SUS304。

脱气系统：配套。

沉淀池采用钢砼结构，1座，半地下式。

尺寸：14 000×7 000mm。

表面负荷：1.9m3/（m2·h）。

斜管：配套，六角蜂窝煤状，高度1 000mm。

出水堰：配套，SUS304。

污泥回流泵：流量80m3/h，扬程22m，11kW，3台，2用1备。

3 工程调试

3.1 好氧调试

活性污泥一般是从外部城镇废水处理厂压滤后的污泥，并不完全适合本项目废水的处理要求，需要通过驯化、培养完成后，逐步增加进水量，直至达到设计处理量，生化系统通过摸索的参数运行。

调试时间为5周（暂定），具体进度为：（1）第一周。配置相关的必须物品（比如葡萄糖、营养盐等），220t菌种进厂，平均分配至单体的HCR塔，投加尿素100kg，磷盐20kg，投加葡萄糖，控制CODcr在300mg/L，打开射流泵及风机，控制溶解氧1～2mg/L，进行闷曝，不进废水，3d后取样测CODcr，如果CODcr小于100mg/L，则进废水，进水量控制在设计水量的10%左右，稳定运行2～3d。（2）第二周。观察HCR塔中的活性污泥，每天定期测其SVI，CODcr，保证出水CODcr小于100mg/L。每天定期投加尿素5kg，磷盐1kg（单塔），控制溶解氧1～2mg/L，单天进水量增加10%，直至控制在设计水量的30%左右，稳定运行3～4d再进一步提升水量。（3）第三周。观察HCR塔中的活性污泥，每天定期测其SVI，CODcr，保证出水CODcr小于100mg/L。每天定期投加尿素5kg，磷盐1kg（单塔），控制溶解氧2～3mg/L，单天进水量增加10%，直至控制在设计水量的60%左右，稳定运行3～4d再进一步提升水量。（4）第四周。 观察HCR塔中的活性污泥，每天定期测其SVI，CODcr，保证出水CODcr小于100mg/L。每天定期投加尿素5kg，磷盐1kg（单塔），控制溶解氧2～4mg/L，单天进水量增加10%，直至控制在设计水量的100%左右，再进一步观察污泥的活性及去除效率。（5）第五周。尿素和磷盐保持根据进水水质进行投加，稳定进废水量为3 000t/d，CODcr750mg/L左右。提高DO在4mg/L左右，测HCR塔出水CODcr，至去除率逐渐提高，并趋于稳定，保证出水CODcr小于等于100mg/L。每天检测出水CODcr和虫像，一般情况对该废水而言稳定运行7d左右，即调试成功。

如果HCR塔内活性污泥的SVI超過30%，则活性污泥进污泥浓缩池定期压滤，保持30%沉降比。

注意：（1）如果生化池受到冲击，那必须停止进负荷，待恢复后再逐步提负荷或作必要的调整。（2）提高进水量实际上就是提负荷，一般一次提高进水CODcr总量10%。（3）调试过程中必须认真观察和检测分析，以便及时调整做法。（4）有关人员必须认真做好记录。掌握废水变化规律和曝气生化池运行规律。（5）正常工作要做的几件事是：①每天保持处理实施正常运行。②每天测取每个环节进出水CODcr、pH。③每天观察曝气生化池微生物状况。④每天做一次到3次生化池30min沉降试验。⑤每天观察虫像一到三次。⑥曝气池溶解氧一般在2.0～4.0mg/L。⑦曝气池pH一般在7.0～8.0mg/L。⑧填好生化调试记录表和调试运行记录表。⑨下班前应进行巡检，发现问题及时解决或做好记录。⑩对水、气、电、药等各种管线阀门进行检查，并应处于良好的备用工况状态。k做好交接班记录，认真交接班。

4 处理效果及技术经济指标

4.1 处理效果

废水站实验人员对好氧罐进出废水进行监测，结果表明：废水中CODcr去除效果明显。监测结果见表4。

5 总结

本工程好氧HCR处理系统选择普通活性污泥法，工艺先进、稳定、运行管理方便，考虑现场使用面积较小，结构采用钢构罐体;饮料废水属于可生化性比较好的废水，好氧系统处理效率较高，CODcr容积负荷取0.96kgCODcr/m3·d依然有较好的效果。

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收稿日期：2020-10-01

作者简介：张登华（1983-），男，汉族，本科学历，中级职称，研究方向为废水处理。