某碳酸饮料生产废水脱氮除磷改造设计

黄龙宝，郭洪涛

1.苏州宜科环保工程有限公司；2.山东省公路设计咨询有限公司

一、项目概况

该项目为碳酸饮料生产过程中产生的废水，现有污水处理设施一套，系统一直运行稳定，但由于环保排放要求的提高，原有系统处理出水已经不能达到现在要求的排放标准（广东省综合排放标准DB4426-2001中的一级标准），其中主要是氨氮、总磷超标。所以为使污水站处理出水达标排放，决定将现有污水站进行改造扩建，以使处理出水达标排放。

二、原废水水量和水质

根据业主提供的污水资料，污水处理站需要处理的废水为碳酸饮料生产废水,废水水量为104m3/h；废水主要成分和浓度见表1。

表1 排放废水水质

三、排放出水标准

废水经处理后，出水达到《广东省水污染物排放限值标准》（DB4426-2001）中的一级标准要求，部分指标具体如下表2。

表2 出水水质

四、设计原则

（1）选择技术先进、工艺可靠、经济合理的工艺；（2）充分利用现有资源设施，尽量节约投资，完善系统；（3）依据相关标准规范选择确定污水处理工艺和设备，确保污水处理系统长期稳定可靠运行,出水达标排放。

五、设计采用的主要标准和规范

（1）《中华人民共和国水污染防治法》2018年1月1日；（2）《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》2020年9月1日；（3）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；（4）《建筑给水排水设计标准》（GB50015-2019）；（5）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；（6）《工业企业总平面设计规范》（GB50187-2012）；（7）《供电系统设计规范》（GB50052-2009）；（8）《低压配电设计规范》（GB50054-2011）；（9）《城市污水处理厂污水、污泥排放标准》（CJ3025-93）。

六、废水处理工艺设计

工艺选择：废水设计能力为104m³/h，在原有处理工艺的基础上增加缺氧池、混凝池、絮凝池、沉淀池，出水氨氮、总磷达标排放。

（一）工艺流程说明

（1）车间废水自流至集水井，集水井内部设置粗格栅，去除瓶盖、塑料瓶、塑料袋等悬浮垃圾；集水井内安装两台潜污泵，提升污水至后续处理构筑物。（2）废水收集到调节池内，调节池进口处设1mm的细格栅，拦截部分较大的果肉，并去除部分不可降解的悬浮固体。（3）调节池出水通过离心泵提升至UASB池，水泵出口管道上设置NaOH加药点，通过PH计的控制自动投加NaOH，调整废水的PH值，保证进入UASB的废水PH在6.8—7.5之间。（4）废水经过UASB反应后，出水COD正常在500mg/L以下，生化性也有所提高。（5）UASB出水自流进入新增缺氧池，缺氧池内部设置潜水推流搅拌器，并投加FeSO4药剂，加药量为50ppm。（6）缺氧池出水自流进入好氧池，好氧池采用盘式曝气器，污水经过好氧生化处理后，COD在90mg/L以下,即可达标排放。（7）生物沉淀池底部污泥回流至好养池和缺氧池，回流比为100%（好氧池为70%，缺氧池为30%）；上清液自流至中间缓冲水池；每日定时排泥至污泥浓缩池，然后用污泥泵（螺杆泵）将浓缩液打入带式压滤机进行脱水处理，干泥定期外运，污泥浓缩池中的上清液及压滤机的滤液回流入集水井进行再处理。（8）中间缓冲水池出水经提升泵至反应池。（9）PH调整反应池内投加NaOH，内设搅拌机，转速为97RPM；药剂投加量为50PPM。（10）混凝反应槽内投加PAC，内设搅拌机，转速为97RPM；药剂投加量为50PPM。（11）絮凝反应槽内投加PAM，内设搅拌机，转速为60RPM；药剂投加量为3PPM。（12）物化沉淀池内设刮泥机，转速为4.98RPH，上清液达标排放，底部污泥定时排至污泥浓缩池。

（二）工艺流程图

如图1。

图1 工艺流程图

（三）新增构筑物及其设计参数

（1）缺氧池。在UASB池后好氧池前增加1个缺氧池，主要是增加生化处理系统的脱氮除磷效果，使系统成A/O工艺；在缺氧池中投加FeSO4，可以最大限度去除厌氧过程释放出来的磷酸盐；设计尺寸：15.0×2.7×5.6m，污泥回流比：30%，水力停留时间：2小时，材质：Q235+环氧防腐。（2）混凝絮凝沉淀池。通过向池内投加PAC、PAM，并进行机械搅拌混合，使之进行反应。反应后至沉淀池进行泥水分离，进一步去除水中的TP，使出水达标；反应池、絮凝池尺寸：2.00×1.50×2.50m，设计水力停留时间6分钟。

七、运行成本分析

运营管理费用只包括电费、水费、人工费，污泥最终处置及药剂费用，不包括设备折旧费、修理基金。处理水量以2500吨/天计。

（一）电费

系统装机功率约为20Kw,系统常用功率为14Kw，以每度电按0.60元计，则每天处理废水的电费为：14Kw×0.60元/Kwh×24＝201.6元/天。

（二）人工费

废水处理站设置2人，每班1人，工资按照3000元计算，则每月6000元。

废水的人工费用：6000元÷30天=200元/天。

（三)药剂、自来水费用

药剂需要加入FeSO4、PAC、PAM等，每天处理废水约花费250元。

（四)污泥处理费用

按照除去每kgCOD，需要产生0.4kg干泥计算。

水量按照2500吨计算，进入好氧池COD浓度按照300mg/L计算，日除去COD量为750kgCOD,日平均产生2000kg污泥（85%含水率的污泥），污泥外运填埋，处理费用约为1000元。

总计每天处理废水费用为：

电费+人工费+药剂费+污泥处理费用=201+200+250+1000＝1651元/天（RMB）

按照实际处理水量为2500吨/天计算，吨水处理成本增加0.66元。

运行费用根据污水处理浓度变化而变化。

八、结束语

通过集水井—隔油沉砂池—调节池—UASB池—缺氧池—好氧池—生物沉淀池—缓冲池—混凝反应槽—絮凝反应槽—沉淀池—养鱼池排放工艺，使得碳酸饮料生产废水中氨氮、总磷均满足《广东省水污染物排放限值标准》（DB4426-2001）中的一级标准要求。