水产品加工废水为主的工业园区污水处理工程实例

蔡 圃，何如秋，倪 翔

（广西博环环境咨询服务有限公司，广西 南宁 530000）

水产品加工是指对鱼、虾等水产品进行一次和二次加工[1]。在剖杀加工过程中，会产生大量的工艺清洗废水、蒸煮废水、泡药废水以及工作台面和地面的清洗废水等[2]。这些废水的主要污染物是有机物和蛋白质[3-4]，呈现出高磷、高氮的特征[5]。磷主要来源于速冻产品生产过程中使用的含磷保水剂，主要成分是聚合磷酸盐[6]，在厌氧状态时会转化成正磷酸盐[7]。氮主要来源于动物蛋白质的分解，30%左右的水溶性蛋白质会释放到漂洗水中[8]。

前人围绕前端水产品加工企业高浓度原水的处理开展了很多研究，对后端城市或园区污水厂的集中处理报道较少。于洪淼等[9]提出采用化学絮凝工艺除磷，许赞等[10]提出采用兼性反硝化工艺除总氮，华泓达等[1]提出采用一级物化（隔油+混凝）和二级生化（UASB+A/O）、刘志强等[11]提出采用混凝沉淀+水解酸化+接触氧化、宋爽等[12]提出采用气浮+A2/O、刘行平[13]提出采用A/O-SBR+高效沉淀+纤维转盘滤池等组合处理工艺。这些工艺主要是对水产品加工企业的原水进行初步处理，主要目的是达到纳管要求，出水标准相对宽松。实际工作中，在沿海、沿江等水产品加工企业集聚的园区或以水产品加工业为主的综合园区，园区污水厂来水水质受水产品加工废水的影响明显，采用传统的二级生活污水处理工艺，不能有效处理高磷、高氮废水。解决这个问题一直是咨询设计和政府管理关心的重点。

为给水产品加工废水为主的园区污水集中处理提供借鉴，实例介绍一种“水解酸化+生化+化学除磷+臭氧接触氧化+曝气生物滤池+反硝化滤池”组合工艺，出水主要指标满足《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅳ类水质标准（TN≤10 mg/L）。

1 园区废水来源和设计水质

园区主要产业有水产品加工、食品加工、电子信息和配套服务业等。规划近期废水量为4.5万吨/天，废水量现状约3.5万吨/天，主要由水产品加工废水、电子信息企业废水和生活污水等构成。其中，水产品加工废水量占比约30%，采样抽测表明现有企业纳管水质浓度变化很大，变化范围为COD14～800、总磷0.1～120、氨氮0.2～110、总氮7～150 mg/L。电子信息企业废水典型水质为COD380、总磷0.4、总氮10 mg/L。实践表明，园区来水水质受水产品加工废水影响较大，使得平均水质表现出高磷、高氮的特点，这是一个典型的以水产品加工废水为主的园区。结合来水水质和规划需求，园区污水处理厂设计规模为4.5万吨/天，设计主要进出水水质见表1。因受纳水体环境容量限制，尾水COD、氨氮和总磷执行《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅳ类水质标准，总氮按10 mg/L控制，较园区污水厂通常采用的《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）》一级A标准严格很多。

表1 设计主要进出水水质

2 废水处理工艺流程

废水处理工艺流程见图1。园区各企业的废水经自行预处理后就近排放到园区污水管网，收集到园区污水集中处理厂。进水经格栅、曝气沉砂池预处理分别去除较大的漂浮物和无机砂粒后，贮存在调节池。利用提升泵将污水由调节池输送到水解酸化池，在提高生化性后，进入生化区，经过厌氧区、缺氧区和曝气区，出水投加PAC药剂后流入二沉池。在二沉池澄清后，清水流向高效沉淀池并投加PAC和PAM药剂。进一步澄清后，清水经臭氧接触池、曝气生物滤池和反硝化深床滤池深度处理，出水经消毒后排放。曝气生物滤池的反冲洗水收集到反洗排水池暂存，用泵提升到生化池处理。反硝化深床滤池反冲洗水收集到滤液池，用泵提升到调节池进入后续处理单元。水解酸化池、生化池、二沉池和高效沉淀池的污泥收集到污泥浓缩池，在污泥脱水间脱水后外运。

图1 废水处理工艺流程

3 主要构筑物和相关设施

3.1 水解酸化池

主要功能是在细胞外酶和兼氧菌的作用下，使成分复杂的大分子、不溶性有机物水解为小分子和可溶性有机物，提高废水的BOD5/COD值，为后段生化处理提供合适的营养物质。设计尺寸为81.5×27.5×9.1 m，有效容积15 210 m3，设计HRT为8.1h，钢混结构，配套推流器和排污泵等。

3.2 生化池

生化池是污水厂的核心工段，由厌氧区、缺氧区和曝气区组成。厌氧区的主要功能是释放磷，同时将部分有机物氨化；缺氧区主要功能是脱氮，将硝态氮还原为氮气释放到空气中；曝气区的主要功能是去除BOD、硝化和吸收磷。在生化池利用微生物的作用，实现生物除磷和生物脱氮的作用。设计尺寸为113×82×7.4 m，设计HRT为27.5 h，其中厌氧池1.5 h，缺氧池7.9 h，好氧池16.9 h，脱气区1.2 h，BOD5污泥负荷为0.09 kg/（kg•d），钢混结构，配套鼓风机房。

3.3 二沉池

主要功能是沉淀分离活性污泥，并提供回流污泥。在二沉池进水中投加PAC药剂，实现头道化学除磷的作用。设计2座，单座尺寸为Ф40.8×4.85 m，有效水深4.25 m，平均时水力表面负荷0.75 m3/（m2•h），沉淀时间2.7 h，配套PAC加药设施。

3.4 高效沉淀池

主要功能是深度除磷和澄清，确保出水SS和TP达标。在二沉池内投加PAC和PAM药剂，实现二道化学除磷的作用。设计尺寸为35×22×7.6 m，分为混凝区、絮凝区和澄清区，其中混凝区设计停留时间110 s，絮凝池停留时间15 min，澄清区停留时间44 min，配套PAC和PAM加药设施。

3.5 臭氧接触池

生化池出水的COD主要是难降解的有机物。臭氧接触池的主要功能是将废水中残留的难降解有机物分解成易生化的小分子有机物，提高可生化性，同时起到脱色的作用。设计尺寸为32×13×8.6 m，接触时间30 min，配套臭氧发生器和尾气破坏器。

3.6 曝气生物滤池

主要功能是深度除碳和硝化，进一步去除COD、BOD5和氨氮。设计尺寸为35×30.5×9.7 m，滤料高度3.5 m，硝化容积负荷0.3 kg NH3-N/（m3•d），水力负荷3.04 m3/（m2•h），配套供氧鼓风机房。

3.7 反硝化深床滤池

主要功能是深度去除总氮，通过投加优质碳源，利用反硝化菌把硝态氮转化为氮气，同时去除SS。设计尺寸为37.4×26×6.9 m，采用石英砂作为滤料，滤层厚度1.83 m，正常滤速5.8 m/h，反冲洗强制滤速7.2 m/h。

3.8 除臭设施

水产品加工废水含有有机物和蛋白质成分，会产生硫化氢、氨等恶臭污染物，较生活污水厂严重。设计2套除臭设施，风量均为25 000 m3/h，主要收集进水提升井、曝气沉砂池、调节池、水解酸化池、生化池厌氧区和缺氧区、曝气生物滤池反洗排水池和反硝化滤液池等部位的臭气。同时，对预处理区的格栅、捞渣机、刮泥机等设备采取局部强化密闭措施。

4 运行效果及讨论

工程投运以来，出水效果一直稳定，出水指标达到并优于设计水质要求。经过生物除磷和二沉池、高效沉淀池两道化学去磷，高效沉淀池出水总磷能够控制在0.1～0.2 mg/L左右。通过前段生化池和后段曝气生物滤池—反硝化深床滤池两道生物脱氮作用，出水总氮控制在3 mg/L左右。

以运行期间其中21天的进出水浓度为例，主要污染物去除效果见图2。在进水平均水质COD 500、总磷20、氨氮50、总氮70 mg/L时，出水平均水质能够达到COD 10、总磷0.15、氨氮0.5、总氮3 mg/L，主要污染物达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅳ类水质标准（TN≤10 mg/L）要求。

图2 废水处理工程运行效果

5 结论

（1）与传统生活污水厂相比，在设计水产品加工废水为主的集中污水处理厂时，要结合水产品加工废水的占比，适当提高氨氮、总氮和总磷的设计进水水质。

（2）采用“水解酸化+生化+化学除磷+臭氧接触氧化+曝气生物滤池+反硝化滤池”组合工艺，处理水产品加工为主的工业园区污水，能够有效应对来水高磷、高氮的问题，出水主要指标能够达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅳ类水质标准（TN≤10 mg/L）。

（3）水产品加工废水经深度处理后，水质能够达到中水回用的要求，可以在实际工作中充分挖掘回用途径和回用范围，不断提高中水的回用比例。