食品加工過程中有大量的副產(chǎn)物和廢棄物產(chǎn)生，而且用水量很大，廢水排放量也很大。食品工業(yè)廢水主要來源于3個生產(chǎn)工段：一是原料清洗工段，廢水含大量懸浮物；二是生產(chǎn)工段，原料中未利用的部分進(jìn)入廢水中，含有大量有機(jī)物；三是成形工段，使用了各種食品添加劑，一部分流失進(jìn)入廢水，使廢水化學(xué)成分復(fù)雜。

食品工業(yè)廢水的特點主要體現(xiàn)6個方面：1）廢水量大小不一；2）生產(chǎn)隨季節(jié)變化，廢水水質(zhì)水量也隨季節(jié)變化；3）廢水中可生物降解成分多；4）廢水中含各種微生物，包括致病微生物，廢水易腐敗發(fā)臭；5）高濃度廢水多，其ＢＯＤ濃度在500ｍｇ/Ｌ以上的情況很多，其中有濃度高達(dá)數(shù)萬毫克每升的，亦并不罕見；6）廢水中氮、磷含量較高。

1　廢水水質(zhì)、水量及工藝選擇

1．1　廢水水質(zhì)、水量

彭水縣某工業(yè)園區(qū)企業(yè)為農(nóng)副產(chǎn)品深加工和食品加工類型企業(yè)，所排放的廢水主要包括園區(qū)內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)廢水、園區(qū)內(nèi)居民區(qū)及公共場所生活廢水。廢水的主要成分為食品工業(yè)廢水，隨季節(jié)、制作工藝的變化而變化，廢水中含有大量的有機(jī)物，易腐敗，不含有害物質(zhì)，屬于中高濃度廢水。

對于企業(yè)生產(chǎn)廢水，要求第二類污染物達(dá)到ＧＢ8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》第二類污染物最高允許排放濃度的三級標(biāo)準(zhǔn)后，才允許排入工業(yè)園區(qū)污水管網(wǎng)系統(tǒng)，但是，由于園區(qū)采用標(biāo)準(zhǔn)廠房，入駐企業(yè)多采用作坊式生產(chǎn)，所排放的廢水一般情況下未經(jīng)過預(yù)處理（或預(yù)處理后不一定達(dá)到三級標(biāo)準(zhǔn)）就直接排入園區(qū)污水處理廠，造成園區(qū)污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)濃度偏高。

工業(yè)園區(qū)的污水經(jīng)污水處理廠處理達(dá)標(biāo)后排入郁江，達(dá)到ＧＢ8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)。園區(qū)污水處理廠設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)見表1

表1　污水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)

根據(jù)工業(yè)園區(qū)發(fā)展情況和企業(yè)入住情況，預(yù)計到2015年，廢水排放量將達(dá)到3　000ｔ/ｄ左右，園區(qū)污水處理廠遠(yuǎn)期建設(shè)規(guī)模擴(kuò)建至6　000ｔ/ｄ。

1．2　處理系統(tǒng)工藝選擇

目前處理城市廢水主要采用生化處理法，但由于該工業(yè)園區(qū)污水處理廠的原水大部分來自食品工業(yè)，廢水的有機(jī)物濃度較高，因此必須經(jīng)一定預(yù)處理后再進(jìn)行生化處理。預(yù)處理工藝采用混凝沉淀法，加少量的混凝劑可去除廢水中50％以上的有機(jī)物。

處理中高濃度的有機(jī)廢水常常需要在好氧處理系統(tǒng)前段設(shè)置厭氧預(yù)處理段，水解酸化可以將廢水中的難降解的大分子有機(jī)物分解成易降解的小分子有機(jī)物，水力停留時間較短，只部分降解有機(jī)物，達(dá)到降低好氧生物階段的負(fù)荷、改善廢水營養(yǎng)平衡的目的。

好氧處理系統(tǒng)采用循環(huán)式活性污泥法處理工藝，即ＣＡＳＴ工藝，指設(shè)有生物選擇器及兼氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)的可變?nèi)莘e反應(yīng)池，生物選擇器可有效防止污泥膨脹，以序批曝氣—非曝氣方式運行的間歇式活性污泥處理工藝，在一個反應(yīng)器中完成有機(jī)污染物的生物降解和泥水分離的處理功能。它的循環(huán)操作運行過程包括以下四個階段：充水-曝氣階段、沉淀階段、潷水（上清液排出）、閑置階段。ＣＡＳＴ工藝具有運行方式靈活、占地面積小、耐沖擊負(fù)荷，適合小規(guī)模污水的生化處理。

通過以上分析，最終確定選用混凝沉淀—水解酸化—ＣＡＳＴ工藝的組合工藝技術(shù)作為該工業(yè)園區(qū)污水處理廠處理工藝。該組合工藝是一種有效的、合理的優(yōu)化工藝，運用此組合工藝處理后，污水污染物排放濃度可達(dá)到ＧＢ8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)。擬建項目污水治理分級去除效果見表2。

表2　廢水中污染物分級去除效果

2　工藝流程及主要構(gòu)筑物

2．1　工藝流程

混凝沉淀—水解酸化—ＣＡＳＴ工藝流程見圖1。

圖1　園區(qū)污水處理廠工藝流程圖

2．2　主要構(gòu)筑物設(shè)計

根據(jù)工程規(guī)模及分期安排，格柵井、調(diào)節(jié)池、鼓風(fēng)機(jī)房、接觸消毒池和污泥脫水機(jī)房按遠(yuǎn)期（6　000ｍ3/ｄ）設(shè)計，其它構(gòu)筑物按近期（3　000ｍ3/ｄ）設(shè)計。主體構(gòu)筑物見表3。

表3　主體構(gòu)筑物一覽表

2．2．1　格柵井

格柵井是污水處理廠內(nèi)工藝流程的最前端構(gòu)筑物，其作用為攔截污水中的垃圾渣子，保證污水提升泵能夠正常運行。為保證事故排放，設(shè)置了安全溢流口。

2．2．2　調(diào)節(jié)池

根據(jù)污水水量和水質(zhì)實際情況，為保證污水處理廠生產(chǎn)設(shè)施的正常穩(wěn)定運行，在污水處理廠內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)池，起到均質(zhì)、均量的作用。水力停留時間8ｈ，有效池容1　000ｍ3。

2．2．3　混凝沉淀池

投加ＰＡＣ和ＰＡＭ通過機(jī)械攪拌進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間分別為3ｍｉｎ，再進(jìn)行絮凝反應(yīng)，反應(yīng)時間為15ｍｉｎ，絮凝反應(yīng)后的污水進(jìn)入混凝沉淀池。

沉淀池將絮凝反應(yīng)后的混合液進(jìn)行固液分離后，澄清水進(jìn)入水解酸化池。本工程沉淀池采用平流式沉淀池，采用桁車式刮泥刮渣機(jī)。平流沉淀池具有沉淀效率高、停留時間短、占地少、去除浮油等優(yōu)點。

為節(jié)約工程投資，平流式沉淀池采用與混凝反應(yīng)池合建的一體式構(gòu)筑物。

2．2．4貯泥池

貯泥池作為臨時貯存污泥的作用，貯泥池的污泥通過潛污泵抽至污泥脫水機(jī)房，平流式沉淀池的污泥和ＣＡＳＴ池的剩余污泥排至貯泥池。

2．2．5　水解酸化池

水解酸化池是一種新型的厭氧反應(yīng)器，將厭氧水解處理作為各種生化處理的預(yù)處理工藝，由于不需充氧曝氣而大大降低了運行成本，有效提高污水的可生化性，降低后續(xù)生物處理階段的負(fù)荷，大大減少了后續(xù)好氧處理工藝的曝氣量，降低工程投資和運行費用。停留時間8ｈ，有效池容667ｍ3。

2．2．6　ＣＡＳＴ生物處理池

ＣＡＳＴ生物處理池分為生物選擇區(qū)、厭氧區(qū)和好氧主反應(yīng)區(qū)二個部分。其中選擇區(qū)容積占單格總?cè)莘e15％。進(jìn)水與回流污泥充分混合后進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)。每個選擇區(qū)內(nèi)設(shè)有1個潛水?dāng)嚢杵?。厭氧區(qū)污水通過厭氧區(qū)與主反應(yīng)區(qū)之間的隔墻底部開孔緩慢進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)，主反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有微孔曝氣器。污水在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)過周期性充水、曝氣、沉淀、排水、閑置等階段得到凈化。工程設(shè)計兩個ＣＡＳＴ池，每格池設(shè)剩余污泥泵1臺、回流污泥泵1臺；底部微孔曝氣器采用管式微孔曝氣器；主反應(yīng)區(qū)撇水采用旋轉(zhuǎn)式潷水器，每格設(shè)1臺。

根據(jù)自控程序周期性運行。循環(huán)時間為8ｈ，其中充水4ｈ、曝氣6ｈ、沉淀1ｈ、排水1ｈ，進(jìn)水同時進(jìn)行污泥回流，剩余污泥的排放在沉淀結(jié)束后進(jìn)行。污泥負(fù)荷：Ｎｓ＝0．11ｋｇ?。拢希?/ｋｇＭＬＳＳ·ｄ，污泥濃度：ＭＬＳＳ＝3　500ｍｇ/Ｌ，污泥齡：ｔ＝15ｄ。

2．2．7　接觸消毒池

接觸消毒是為了殺滅污水中的致病細(xì)菌，消毒系統(tǒng)采用二氧化氯消毒法。接觸消毒池的池容按遠(yuǎn)期平均流量設(shè)計。設(shè)計流量：Ｑ＝500ｍ3/ｈ（潷水器單臺流量），接觸時間：ｔ＝30ｍｉｎ，有效池容：Ｖ＝250ｍ3，運行方式：間歇消毒。

2．2．8　柴油發(fā)電機(jī)房及鼓風(fēng)機(jī)房

鼓風(fēng)機(jī)房和變配電間合建，預(yù)留遠(yuǎn)期設(shè)備位置。鼓風(fēng)機(jī)房考慮隔音降噪措施。

2．2．9　污泥脫水間

污泥脫水間設(shè)污泥帶式濃縮脫水一體機(jī)及配套設(shè)備，保證污泥能及時被處理，可以有效防止污泥的二次污染。污泥脫水機(jī)房內(nèi)預(yù)留遠(yuǎn)期設(shè)備位置。

2．2．10　加藥間

加藥間內(nèi)設(shè)加氯系統(tǒng)、混凝劑投加系統(tǒng)和輔助營養(yǎng)物質(zhì)投加系統(tǒng)。加氯系統(tǒng)包括二氧化氯發(fā)生器和配套設(shè)備；混凝劑投加系統(tǒng)，包括ＰＡＣ投加系統(tǒng)和ＰＡＭ投加系統(tǒng)；輔助營養(yǎng)物質(zhì)投加系統(tǒng)包括投加酸堿、投加碳源、投加除磷劑等，工業(yè)廢水成分復(fù)雜，設(shè)置輔助營養(yǎng)物質(zhì)投加系統(tǒng)目的是保證微生物生長的環(huán)境和營養(yǎng)配比。

加藥間和污泥脫水機(jī)房合建，包括原材料庫房和設(shè)備間。土建按遠(yuǎn)期建設(shè)，并預(yù)留遠(yuǎn)期設(shè)備位置。

3　工程投資及成本分析

3．1　工程投資

彭水某食品工業(yè)園污水處理廠工程總投資預(yù)算為1　948．67 萬元，其中：第一部分工程費用1355．67萬元，工程建設(shè)其他費用448．65萬元，基本預(yù)備費用144．35萬元。

3．2　成本分析

處理每噸廢水的各項直接運行費用見表4。

表4　處理每噸廢水的各項直接運行費用

4　結(jié)語

①混凝沉淀—水解酸化—ＣＡＳＴ工藝技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，運行可靠，適用于治理食品工業(yè)廢水。

②按近期規(guī)模計算各污染物削減量為：ＣＯＤＣｒ686．2噸/年，ＢＯＤ5423．4噸/年，ＳＳ277．4噸/年，ＮＨ3-Ｎ14．6噸/年，對于水體污染物的減排起到一定的貢獻(xiàn)。

③實施工業(yè)園區(qū)污水處理廠工程，有效確保園區(qū)工業(yè)廢水實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，保護(hù)郁江和烏江免受污染，同時對保護(hù)三峽庫區(qū)的水體質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境具有積極作用。

④工程運行費用較低，單位水量直接運行費用僅為0．43元/ｍ3 污水。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：李尚月（1974-），男，湖北陽新人，碩士，主要從事給排水設(shè)計。

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