探讨城镇污水治理中关于地瓜干食品加工废水的处理

龙岩市连城环境监测站 项华明

福建连城是著名的“中国红心地瓜干之乡”和“世界地瓜之都”。近几年来，地瓜干食品加工产业高速发展，向规模化、机械化转变，生产工艺由原来的直接烘烤向间接烘烤、蒸汽烘烤的方式转变，产品由原来单一的地瓜干发展为水晶薯、油炸片、地瓜片、地瓜酒等多元化产品。地瓜干食品加工产业已成为连城特色优势产业。随着地瓜干食品加工产业发展和壮大，其加工过程产生的环境污染问题也越来越严重，加工废水含有大量的有机物、悬浮物和动植物油，属于高浓度含油食品加工废水，其处理难度较大，费用较高。地瓜干食品废水环境污染问题长期困扰企业及影响流域断面水质，严重影响了地瓜干食品加工企业的持续健康发展。为解决日益严重的地瓜干食品加工废水处理问题，连城某环保科技有限公司采用高效IC反应器+好氧组合工艺处理地瓜干食品加工废水，处理设施出水水质符合国家相应的排放标准，达到污染源减排目标。解决了地瓜干食品加工废水难处理的问题，为企业的健康持续发展提供保障。

一、废水水质、水量及排放标准

地瓜干食品加工废水含有大量的有机物，属于高浓度的食品加工废水，生化性好，一般采用生物处理方法，利用厌氧和好氧微生物的新陈代谢及吸附作用，降解水中的有机污染物和无机污染物。地瓜加工废水主要由地瓜清洗废水、地瓜切片浸泡水、蒸煮废水、蒸汽烘烤冷凝水、真空油炸废水、地面冲洗水等组成的综合废水。主要污染因子为COD、NH3-N、SS和动植物油等。日产生废水量约为2000m³，综合废水水质情况见表1。该综合废水经生化处理后排入城镇污水管，按当地生态环境部门环评审批要求，该公司处理设施出水水质应符合《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T31962-2015）表1中B级标准限值。

表1 综合废水水质一览表（单位：mg/L）

二、主要流程及主要构筑物

（一）工艺流程

因地瓜干食品加工废水水质水量波动较大，该公司采用格栅隔油池除渣除油/气浮/厌氧IC塔/厌氧沉淀/好氧工艺进行处理，废水处理工艺流程图见图1。

废水处理工艺流程说明：

综合废水首先进入进水井经格栅除渣，去除大块漂浮物和部分悬浮物，自流至隔油池去除油脂。废水再自流至调节池混合均匀，然后定量提升至气浮机再次去除水中的悬浮物和动植物油后，再自流至中转池投加碳酸钠调节废水酸碱度，经污水提升泵泵入厌氧IC塔进行厌氧生化处理。IC塔出水通过厌氧沉淀池处理后进入好氧池进行脱碳处理，最后污水流入二沉池进行沉淀经废水排放口排放。厌氧IC塔产生的沼气经脱硫处理后暂存于储气柜，送至燃气锅炉作燃料。

本处理工艺在厌氧沉淀池和二沉池设置污泥回流系统至IC反应器，增加IC反应器内污泥活性。格栅除渣池和隔油池的漂浮物、废油脂等固体废物采用人工清理，气浮渣和剩余污泥排入污泥浓缩池经压滤机处理后委外处理，污泥浓缩池上清液经回流泵抽至调节池处理。

厌氧IC塔具有以下特点：（1）IC塔内颗粒污泥含量高，厌氧微生物多，并且存在内循环，厌氧反应效果好，进水浓度高。（2）地瓜干加工废水水质水量波动大，IC塔具有内循环自我调节功能，抗冲击能力强。（3）以塔内产生的沼气为提升动力，可实现污水和污泥内部自动循环，不需要动力，节省了能耗。（4）可产生丰富的沼气，经脱硫处理后用作锅炉燃料，实现节能减排。

（二）主要构筑物及设计参数

1.工艺预处理单元

本污水处理工程预处理单元包括进水格栅井、隔油池、调节池、气浮机和中转池。进水格栅井为长条形渠道，渠道内安装粗、细格栅各一套，去除废水中的漂浮物和其他垃圾，地下钢砼结构，格栅井规格尺寸为6.0m×1.0m×2.0m。平 流 式隔油池去除表面浮油及部分悬浮 物，15.0m×3.0m×2.0m，钢混结构。调节池对整个废水起水量调节和均衡水质作用，尺寸23.8m×16.9m×4.0m，有 效容积1407m³，钢混结构。气浮机：废水和絮凝剂充分混合，在絮凝剂作用下水中的悬浮物和动植物油生成絮状体，絮状体上附着大量的细小气泡，使其密度小于水，上浮至废水表面，经刮渣机除渣去除水中悬浮物和油脂，气浮机出水自流进入中转池，钢制防腐结构，2台，50m³/h；中转池半地下钢砼结构，1座，尺寸5.2m×6.0m×4.0m，有效容积109.2m³。

2.厌 氧IC塔( internal cyclic reactor，IC)

20世纪80年代中期，荷兰的 PAQUES 公司为了克服UASB反应器污泥保持量不足和处理效果不好的缺点，经过改进提出了厌氧内循环反应器的概念[1]。IC反应器结构上类似于2个上下叠加的UASB反应器串联组成，自下而上分五个区，分别为混合区、第一厌氧区、第二厌氧区、沉淀区和气液分离区[2]。

经预处理系统处理的废水在中转池中投加碳酸钠，调节pH值至6.8-7.4，由提升泵泵至厌氧IC塔底部混合区，废水与内循环颗粒污泥混合液充分混合后进入第一厌氧区。第一厌氧区内颗粒污泥在上升气液流作用下呈膨胀和流化状态，活性颗粒污泥和废水充分混合接触，水中大部分有机物被厌氧微生物分解，产生大量沼气。沼气、废水和污泥组成的混合液在上升气流夹带下到达反应器顶部的气液分离区，沼气经三相分离器收集后经排气管排出反应器。因沼气分离排出后混合液的密度变大，在重力作用下回流至IC塔底部混合区，与进水充分混合，实现了内循环过程。第一厌氧区处理后的部分废水参加内循环过程，剩余的废水进入第二厌氧区与污泥混合，废水经再次降解和产沼气过程处理后，得到进一步净化，提高出水水质。由于废水中的大部分有机物在第一厌氧区内被降解，沼气产生量较少，气流扰动较小，该区域内污泥停留时间较长，混合液进入上部沉淀区进行沉淀，上清液从出水口直接排出，沉淀下来的颗粒污泥自动降至第二厌氧区，完成废水在IC塔处理的全过程。厌氧IC塔为圆柱体钢结构，2座，尺寸为Φ12.7×24m。

3.厌氧污泥沉淀池

截留流失的厌氧颗粒污泥回流至厌氧IC塔，出水自流至好氧池。半地下钢砼结构，4座，尺寸为4.75m×4.75m×6.2m。

4.好氧池

在曝气条件下，在好氧微生物新陈代谢作用下，废水中的有机物被消化分解，进一步提高出水水质。半地下钢砼结构，尺寸为14.6m×4.75m×6.2m，2座。

5.二沉池

对经好氧池处理后的出水进行沉淀，澄清出水。部分污泥回流至厌氧IC塔，补充塔内污泥浓度，剩余污泥进入污泥浓缩池经压滤机脱水处理后委外处理。半地下钢砼结构，2座，尺寸为4.75m×4.75m×6.2m。

表2 废水处理效果一览表（单位：mg/L）

三、运行效果

该公司废水处理设施建成投入使用以来，各处理单元运行正常，废水排放口安装在自动监控设备，通过环保验收，出水水质稳定并符合排放标准，其处理效果见表2。

四、结论

厌氧IC塔占地面积小，具有内循环自我调节功能、厌氧反应效率高、抗冲击负荷高、运行稳定等特点。采用厌氧IC塔+好氧工艺处理地瓜干食品加工废水，处理系统运行稳定，不仅实现废水达标排放，而且可以实现废物资源化利用，达到节能减排目的，并解决了地瓜干食品加工废水长期污染河流水质问题，为连城地瓜干食品加工企业的健康持续发展提供强力保障，具有较高的生态环境和社会效益。