1 廢水水質
豆制品(豆奶粉、豆奶飲料)、乳制品（酸奶、鮮奶等）、啤酒生產廢水的水質見表1，其處理水量分別為800、400、600m3/d。
表1 廢水水質
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廢水種類 |
主要有機成分 |
CODCr(mg/L) |
BOD5(mg/L) |
pH |
溫度 |
SS(mg/L) |
|
豆制品廢水 |
糖類、蛋白質、淀粉、纖維素等 |
1700～2300 |
1000～1500 |
5～6 |
常溫 |
200～300 |
|
乳制品廢水 |
糖類、脂肪酸、蛋白質、淀粉等 |
800～1200 |
500～600 |
5～6 |
常溫 |
100～150 |
|
啤酒廢水 |
糖類、脂肪酸、蛋白質、淀粉、纖維素等 |
2000～2500 |
1000～1200 |
6～9 |
常溫 |
500～600 |
2 處理工藝的選擇
針對廢水中含有較多膠體物質，采用常規氣浮法能較好地將其去除。經氣浮處理后出水較清，但因其對溶解性有機物不能去除、出水中CODCr含量較高、運行不穩定而不能達到排放標準。同時，因氣浮會產生較多的污泥，而且污泥含水率非常高，所以運行費用也較高，目前已基本上不單獨用于此種廢水的處理。
2.2 好氧處理工藝
對于有機物含量較高且可生化性較好的有機廢水，前幾年使用比較多的是接觸氧化、SBR、活性污泥法等好氧工藝，對食品廢水的處理效果也較好，CODCr的去除率可達90%以上[1]，運行也較穩定。其缺點是需鼓風曝氣、動力消耗較多、運行費用高，同時在停產檢修后再啟動時需較長時間(一般要一個月左右)。
2.3 UASB—TF處理工藝
對于進行廢水治理的廠家來說，迫切需要的是投資少、運行費用低、運行穩定、處理效果好、操作管理簡便的處理工藝。在長期小試研究的基礎上，提出了一種適于中、低濃度食品加工廢水的處理工藝，即UASB —TF工藝(其中厭氧采用技術成熟、使用較廣的UASB，好氧采用微動力消耗的滴濾床)。該工藝已在多家食品加工廠應用，并取得了非常好的運行效果。
UASB—TF工藝的處理流程(見圖1)為來自車間的廢水先進入調節池進行水質水量的調節，若在冬季低水溫時則進行加溫以滿足UASB的進水要求。UASB采用中溫厭氧消化。因厭氧出水不能達到排放要求，故需利用好氧做進一步處理。好氧采用滴濾床技術，滴濾床內填加無機固體生物活性填料，通過無動力自動旋轉布水器將厭氧出水均勻地灑布在滴濾床填料的表面，利用自然通風進行供氧。滴濾床出水進行部分回流以保證水力負荷及布水器轉速的需求。
3 系統運行情況
各套UASB—TF工藝都已運行數年，其間都經歷了停產無水、檢修、二次啟動、進水濃度及水力條件變化等各種不利情況，但其運行一直都很正常，出水水質也非常穩定(見表2)。
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項目 |
豆制品廢水 |
乳制品廢水 |
啤酒廢水 |
||||||
|
進水 |
總出水 |
去除率(%) |
進水 |
總出水 |
去除率(%) |
進水 |
總出水 |
去除率(%) |
|
|
CODCr(mg/L) |
2000 |
80 |
96 |
1000 |
60 |
94 |
2200 |
90 |
96 |
|
BOD5(mg/L) |
1200 |
20 |
98 |
550 |
10 |
98 |
1100 |
20 |
98 |
|
SS(mg/L) |
2500 |
30 |
88 |
120 |
20 |
84 |
550 |
30 |
95 |
|
pH |
5～6 |
7～8 |
|
5～6 |
7～8 |
|
6～9 |
7～8 |
|
|
運行水溫 |
中溫 |
常溫 |
|
中溫 |
常溫 |
|
中溫 |
常溫 |
|
|
色度(倍) |
80 |
20 |
70 |
60 |
10 |
84 |
80 |
25 |
75 |
3.2 厭氧運行
因各廠來水的水質水量波動都較大，為此設置了調節池并在池內安裝了加溫系統，在水溫低時對廢水進行適當加熱以減少進水對UASB內厭氧細菌的沖擊負荷。UASB的運行參數見表3。
表3 厭氧UASB的運行參數
|
項目 |
豆制品廢水 |
乳制品廢水 |
啤酒廢水 |
|
平面尺寸 |
φ 8 m×8.8 m |
φ6 m×9 m |
φ3.5 m×4.5 m |
|
反應器數量(座) |
2 |
1 |
10 |
|
有效水力停留時間(h) |
20 |
12 |
15 |
|
有機負荷［kg/(m3·d)］ |
2.34 |
1.91 |
4.58 |
|
CODCr去除率(%) |
90 |
88 |
88.6 |
|
接種污泥濃度(gTSS/L) |
100 |
100 |
100 |
|
空塔上升流速(m/h) |
0.33 |
0.56 |
0.26 |
|
有效體積率(%) |
【污水處理設備】 70 |
67 |
70 |
|
污泥顆粒粒徑(mm) |
0.4 |
0.2 |
0.8 |
UASB內的菌種為青島海泊河污水處理廠的中溫厭氧消化污泥(含水率為75%)，距經測定反應器底部1.0 m處污泥層的污泥濃度為100 gTSS/L(MLVSS為70 gVSS/L)，UASB控制在中溫(35～37 ℃)運行。
厭氧反應器中的污泥顆粒化程度較好，經2年運行后,從反應器各取樣管取樣測定污泥濃度的結果見圖2。
好氧選用的是國內較少采用的滴濾床反應器，采取自動旋轉布水器均勻布水，充分利用厭氧出水的高差而不需要機械曝氣，同時對滴濾床出水進行部分回流以降低滴濾床的進水濃度，增加水力負荷。滴濾床有效高度都為4 m，所加無機固體活性生物填料的粒徑為80～100 mm，孔隙率＞90%，比表面積＞250m2/m3。
在滴濾床的長期運行中未發現填料堵塞和填料表面大塊生物膜同時脫落的現象，無異味和濾池蠅產生。滴濾床出水進入斜管沉淀池，水中的生物膜在斜管沉淀池中能很好地被去除［2］，達到了好氧“微動力消耗”運行。滴濾床的運行參數見表4。
表4 滴濾床的運行參數
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項目 |
豆制品廢水 |
乳制品廢水 |
啤酒廢水 |
|
平面尺寸 |
φ18 m×4.5m |
φ6 m×4.5 m |
φ10 m×4.5 m |
|
反應器數量(座) |
1 |
1 |
1 |
|
有效容積(m3) |
1000 |
120 |
320 |
|
回流率(%) |
200 |
100 |
100 |
|
表面負荷［m3/(m2·h)］ |
0.40 |
1.18 |
0.64 |
|
有機負荷［kg/(m3·d)］ |
0.16 |
0.4 |
0.48 |
|
CODCr去除率(%) |
60 |
50 |
64 |
|
運行溫度 |
常溫 |
常溫 |
常溫 |
|
布水器轉速(r/min) |
3 |
3 |
3 |
3.4運行費用
整個處理系統運行效果穩定，其直接運行費用為3臺水泵耗電費用和人員工資，每班只需一人進行簡單操作，除水泵外基本沒有其他設備需維修。
滴濾床產生的污泥全部回到調節池后再進入UASB中進行消化，UASB顆粒污泥進行外售，整個系統沒有剩余污泥需處理。
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