醬油生產(chǎn)廢水屬于比較難處理的工業(yè)廢水。雖然其BOD5/COD值一般大于0．4，可生化性好，但由于含有大量難降解有機物，色度的生物降解性差，鹽度高以及污染物負荷變化較大，傳統(tǒng)活性污泥法對該廢水的處理效果較差。采用MBR工藝處理該類廢水，可以利用膜的截留作用保持反應(yīng)器內(nèi)較高的污泥濃度及較強的抗沖擊能力，避免傳統(tǒng)活性污泥法處理醬油廢水時色度與COD去除不同步的現(xiàn)象，而且可以減少剩余污泥產(chǎn)量。  

1工程概述  

廣東省鶴山市某調(diào)味品公司以生產(chǎn)醬油為主，兼營醬品及腐乳的生產(chǎn)。由于生產(chǎn)中各工段排放的廢水不同，所以排放口的廢水水質(zhì)波動很大(見表1)。  

表1醬油廢水水質(zhì)  

Tab．1Wastewaterquality  

該公司原建有一套處理能力為1000m3/d的厭氧/SBR/物化處理系統(tǒng)，存在的主要問題有:①抗沖擊負荷能力不強，系統(tǒng)出水水質(zhì)不能穩(wěn)定達標(biāo);②物化處理加藥量非常大，運行費用高;③處理水量不能滿足企業(yè)發(fā)展需要;④原有工藝占地面積較大，用地緊張制約了企業(yè)的擴產(chǎn)。  

在前期試驗研究的基礎(chǔ)上，該公司對原有廢水處理工藝進行了改造，改造后處理能力為2000m3/d。工藝流程如圖1所示。  

圖1改造后醬油廢水處理工藝流程  

Fig．1Flowchartofreconstructedprocess  

調(diào)節(jié)池容積為1000m3，水力停留時間為16h。厭氧工序分2段，厭氧1由2個總?cè)莘e為1500m3的池塘組成，水力停留時間為24h;厭氧2為人工強化厭氧工段，池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為50m×18m×6m，分8格，有效容積為4500m3，池內(nèi)投加聚乙烯球形填料，水力停留時間為72h。  

好氧池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有效容積為3000m3，分4格(見圖2)。其中第1、2格為好氧池(DO＞2．5mg/L)，第3格為兼氧池(DO＜1．0mg/L)，第4格為好氧MBR池(DO＞2．5mg/L)。第1、2格主要用于降解有機物以及硝化反應(yīng);第3格則通過兼氧反硝化脫氮，第3格末端的泥水混合物以200%的比例回流到第2格的起始端。第4格浸沒式安裝中空纖維膜組件，該膜組件采用片式改性聚丙烯膜，孔徑為0．1μm，每片膜面積為8m2，共1800片，總膜面積為14400m2，膜組件尺寸(L×B)為800mm×500mm。第4格末端的污泥通過污泥泵定期回流到第1格的起始端。第1、2、3格的污泥濃度為7000mg/L，第4格的污泥濃度＞8500mg/L。好氧工藝采用真空泵抽吸出水。在運行過程中發(fā)現(xiàn)，隨著系統(tǒng)的運行pH值會有下降趨勢，故每天向系統(tǒng)投加堿(NaOH)，投加量為100kg/d。  

圖2MBR反應(yīng)池的平面示意  

Fig．2SchematicdiagramofMBRtank  

好氧出水進入混凝沉淀工藝，混凝反應(yīng)時間為30min，沉淀池采用平流沉淀池，表面負荷為1m3/(m2·h)，尺寸(L×B×H)為20m×4．2m×5m，沉淀時間為2h。沉淀池出水通過管道混合器投加含次氯酸鈉13%的漂水，經(jīng)過氧化脫色后排放。  

2工藝運行效果  

2.1厭氧工段  

厭氧工段于2009年8月開始調(diào)試運行，接種污泥取自附近市政污水廠的干化污泥及原工程厭氧段的污泥。加入污泥后連續(xù)小流量向厭氧2進水，并逐漸增加進水量直至設(shè)計流量。  

在厭氧處理的前60天，COD去除效果不明顯，可能因為厭氧污泥的生長比較緩慢，其COD去除率僅為30%左右。隨著厭氧污泥的增長，出水COD開始明顯下降，運行3個月后，厭氧出水COD穩(wěn)定在500mg/L左右，去除率＞60%。  

厭氧過程會導(dǎo)致廢水中氨氮明顯升高。前60天氨氮的增加不明顯，在180～190mg/L之間波動。隨后，出水氨氮快速升高到200mg/L左右并逐漸穩(wěn)定，其原因是大量有機氮經(jīng)厭氧轉(zhuǎn)化為氨氮。  

在厭氧過程中，色度也明顯升高。前60天色度基本在380～400倍范圍內(nèi)波動，其后穩(wěn)定在400倍左右。其原因可能是一些蛋白質(zhì)中的褐色素被分解釋放，并且厭氧池沒有遮光，致使大量的醬油色素由于太陽光的暴曬而致色度加深。  

厭氧池出水濁度經(jīng)過初期的波動之后，基本可以穩(wěn)定在100NTU。  

2.2好氧工段  

好氧工段于2010年4月開始調(diào)試，接種污泥取自附近市政污水廠的干化污泥。  

實際運行情況表明，需要較長時間的調(diào)試期才能使好氧MBR的處理效果穩(wěn)定下來。出水COD在前200天內(nèi)波動范圍為150～360mg/L，去除率為28%～70%。其原因可能是廢水鹽度與氨氮均較高，系統(tǒng)中微生物抗沖擊能力差，需要較長的穩(wěn)定期。另外，系統(tǒng)調(diào)試到160天時，工程所在地進入冬季，水溫較低導(dǎo)致系統(tǒng)污泥的性能變差。隨著各種條件的穩(wěn)定，活性污泥微生態(tài)系統(tǒng)日益穩(wěn)定，COD去除率也逐漸穩(wěn)定。運行到230天后，出水COD穩(wěn)定在160mg/L左右，此時的BOD5僅為3．4mg/L，說明剩下的COD多屬于難生物降解部分。色度的去除效果與COD相似，同樣出現(xiàn)了較大的波動，在運行200天后，出水色度才逐漸穩(wěn)定在100倍左右。  

好氧工段對氨氮的效果比較理想，出水氨氮基本在10mg/L以下，其原因可能是MBR中硝化菌生長良好，以及好氧池第3格的兼氧區(qū)有較好的脫氮效果。與很多研究的結(jié)論一致，MBR出水中濁度基本能保持在1NTU以下。氨氮和濁度均達到了廣東省《水污染物排放限值》(DB44/26—2001)的要求。  

2.3混凝沉淀與氧化脫色  

針對MBR出水中COD和色度不達標(biāo)的問題，進一步采用了混凝沉淀和氧化脫色工序。  

隨著PAC投加量的增加，出水COD先降后升，加藥量約為80mg/L時，出水COD能保持在90mg/L以下，出水色度約為60倍。  

投加含次氯酸鈉13%的漂水可以明顯去除廢水中的色度，投加量越大，脫色效果越好。當(dāng)投加量＞1mL/L時，出水色度基本低于40倍，可以達到DB44/26-2001的要求。 

2.4主要經(jīng)濟指標(biāo)  

改造后新工藝的電費為0．57元/m3、藥劑費為1．9元/m3，而原工藝采用SBR法時電費與藥劑費分別為0．85元/m3和3．2元/m3，新工藝的運行費用明顯降低。如果考慮膜折舊與人工費用，新工藝處理該企業(yè)醬油廢水的運行成本基本可以控制在3．0元/m3。另外，新工藝的表觀污泥產(chǎn)率基本小于0．1gMLSS/gCOD，比傳統(tǒng)活性污泥法的污泥產(chǎn)率(＞0．3gMLSS/gCOD)低，剩余污泥量明顯降低，污泥處理費用也減少。  

3結(jié)論  

對某調(diào)味品公司的醬油廢水處理工藝進行改造，采用厭氧/好氧MBR/混凝沉淀/氧化脫色工藝，穩(wěn)定運行后出水水質(zhì)分別為:COD＜90mg/L、氨氮＜10mg/L、色度＜40倍、濁度＜1NTU，各項指標(biāo)均可達到廣東省《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)的要求。經(jīng)濟指標(biāo)分析表明，該工藝運行費用低，可行性良好。

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