烘培食品废水怎么处理

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烘培行业是我国七大类食品制造业之一,食品以面粉、酵母、食盐、砂糖和水等作为基本原料,添加适量油脂、乳品、鸡蛋、添加剂等。随着烘培食品行业的迅速发展、生产规模化,烘培企业生产废水的排水量也在与日俱增,水质也更加复杂。烘培废水本身无毒性,但含有大量的可生物降解的有机物,COD、BOD5、SS 较高,而且还含有较高浓度的动植物油。目前国内外有关糕点行业废水处理的报道较少,如何提高和改进糕点烘培行业废水处理技术,采用科学的工艺技术路线组合,切实解决糕点行业废水治理问题引起越来越多的重视。

某面包烘培厂废水水量500 m3/d,废水中含有大量的面粉和奶油,原污水处理站不能处理现在的污水负荷,原工艺采用气浮+厌氧+好氧工艺处理生产废水,由于预处理效果较差,厌氧停留时间较短,原有污水处理站不能满足厂区现有的实际生产需求,需将厂区污水处理站进行改造。本文结合水解酸化/ UASB/A2O工艺处理烘培废水的处理效果及工艺设计参数等,可以为类似工程提供经验。

1 原有工艺

1.1 工程概况

废水进水水量500 m3/d,经废水处理站处理后的水质能达到污水综合排放标准(GB 8978-1996)所规定的一级水质排放标准。该工程的设计进水水质及排放标准见表1。

1.2 原工艺存在问题

(1)污水在进入调节池之前,预处理设计不合理,没有把大颗粒的固体去除造成调节池有效池容被沉淀池占据,没有起到调节水质水量的作用。

(2)气浮设备前没有隔油及沉淀预处理工艺,造成高浓度的悬浮污染物及大量的油类直接进入气浮设备,造成气浮设备负荷太高。气浮设备效果太差,可能是设备配置或设计不合理造成,不能满足本工程污水预处理的需要。

(3)厌氧处理单元设计不太合理,造成布水效果及厌氧三相分离效果差,污泥排泥不畅,从而影响厌氧的整体处理效果。厌氧处理单元设计时没有根据实际水质情况进行计算,造成厌氧罐的容积太小,水力停留时间太短,不能对有机污染物进行充分降解,以至不能满足实际水质的处理要求。

(4)CASS 池微孔曝气头堵塞或损坏太多,充氧效果差,影响处理效果。CASS 池的滗水器的滗水堰长不符合设计规范要求,不能保证滗出的清水悬浮物不超标。

(5)由于水中含有大量面粉,整个系统在运行当中会产生大量的污泥,原系统采用的污泥脱水装置并不能解决此种污泥的脱水问题,需要改变脱水方式;脱水的污泥进泥流程太长,不利于污泥处理。而且,目前的污泥处理系统处理能力偏小,不能满足污泥处理的需要。

2 改造工艺流程

为使出水达到污水经污水处理处理后出水达污水综合排放标准GB 8978-1996 规定的一级标准的要求,及污水处理站目前的状况,确定隔油+气浮+UASB +A2O+曝气生物滤池的主体处理工艺污水处理工艺流程,改造后的工艺流程见图1。

生产污水经管道收集后自流进入格栅井,经格栅去除大块杂物,然后进入集水池。在集水池内安装自带搅拌的潜污泵,通过搅拌切削可防止潜污泵堵塞。集水池的污水经潜污泵提升进入旋转固液分离机。旋

转固液分离机通过0.5 mm的滤网,在旋转离心力的作用下将污水中的大部分面粉等悬浮物去除,然后自流进入隔油池,去除污水中的浮油后进入调节池。经水质水量调节后的污水,经调节池提升泵提升进入竖流沉淀池,通过沉淀进一步去除滤网没去除的污染物,然后进入气浮池作进一步气浮处理[1],确保污水中的油类、面粉及其它悬浮污染物得到有效去除。然后自流进入水解酸化池,经水解菌将污水中的大分子有机物降解为小分子有机物,提高废水的可生化性。经水解酸化池处理后的污水进入中间水池,经提升泵提升进入UASB 厌氧池进行厌氧处理[2],通过厌氧菌将污水中的有机污染物转化为甲烷、二氧化碳和水。经UASB 厌氧处理后的污水自流进入缺氧+厌氧+好氧A2/O 系统作进一步生物处理,从而较彻底地去除污水中的污染物。

经二沉池处理后的污水自流进入中转池,经曝气生物滤池提升泵提升进入曝气生物滤池作进一步处理。曝气生物滤料通过生物膜进一步降解污水中的有机污染物,并脱氮除磷。同时,曝气生物滤池还兼有过滤的作用。经曝气生物滤池处理后,污水可达污水综合排放标准(GB 8978-1996)规定的一级标准的要求,经污水总排口计量后达标排放。

曝气生物滤池运行一段时间后,老化脱落的生物膜越来越多,截留的污染物也越来越多,造成滤料堵塞,出水悬浮物增多,此时需对曝气生物滤池进行反冲。反冲洗水回调节池重新处理。

3 主要构筑物及设计参数

格栅间:钢筋混凝土结构,构筑物尺寸3.0 m×0.4 m×2.0 m(新建),污水中的动植物油和面粉混合,粘附在格栅条上易产生堵塞,采用机械格栅打捞。机械格栅机1 台。

集水池:对来水进行收集,钢筋混凝土结构,构筑物尺寸3.0 m×2.0 m×2.5 m(新建),与格栅间合建,集水池安装搅拌潜污泵,出水接入旋转固液分离机,1 台,流量为25 m3/h,滤网孔径0.5 mm,电机功率1.5 kW。接入分离机可去除大部分悬浮污染物,防止其进入隔油池及调节池内沉淀,方便清泥,且节约占地面积。

隔油池:钢筋混凝土结构,建筑物尺寸2.0 m×3.0 m×2.5 m,新建于原调节池上。

调节池改造:将原有污泥池隔墙打通与调节池相连,增大调节池池容。改造后构筑物尺寸8.9 m×6.5 m×3.5 m,有效池容175 m3,水力停留时间8.4 h,用于调节水质情况,碱性水质波动。

竖流沉淀池:利用原有厌氧池改造,沉淀池直径5.4 m,表面负荷0.988 m3/(m2·h),除池体增加,新增设备,中心沉淀配水系统1 套,污泥集泥斗及排泥系统1 套。

气浮池:新增配套设施,管道混合器1 个,溶气罐1 个,回流溶气泵1 台规格:Q=10 m3/h,H=40 m,N=4 kW,涡旋式空压机2 台,气浮池体,碳钢防腐,处理能力21 m3/h。

水解酸化池:利用原有1 座厌氧池改造,水利停留时间5 h,增加水解布气系统1 套,污泥排泥系统1 套。

中间水池:利用原污泥池进行改造,构筑物尺寸2.5 m×2.0 m×3.5 m,有效池容13 m3,中间池提升泵,2 台,1 用1 备,参数为Q=21 m3/h,扬程:15 m,电机功率2.2 kW。

UASB 厌氧池:单池构筑物尺寸6.0 m×6.0 m×7.0 m,2 座,有效池容468 m3,容积负荷5 kg/(m3·d),三相分离器8 套,厌氧布水器30 套,内循环回流泵2 台,参数Q=9 m3/h,H=15 m,N=0.75 kW。

厌氧池缺氧池合建:厌氧池,有效容积73 m3,钢混结构,水力停留时间3.5 h,厌氧阶段,释放污水中的磷。缺氧池,有效容积127 m3,水利停留时间6 h,缺氧池在反硝化脱氮过程中,大量消耗废水中的含氮有机物,大幅度降低废水COD、BOD5。

好氧曝气池改造:利用原有曝气池改造,增加隔墙,需更换部分曝气头和管线,风机。有效池容500m3,水力停留时间24 h。混合液回流泵,2 台(1 用1备),参数:Q=100 m3/h,H=10m。污泥回流泵2 台(1用1 备)参数:Q=25 m3/h,H=10 m。

二沉池:1 座,钢混结构,构筑物尺寸4.0m×6.5m×5.0 m,表面负荷0.8 m3/(m2·h),对污水进行泥水分离,采用斜管沉淀。

中转池:1 座,钢混结构,工艺尺寸1.5 m×1.5 m×4.5 m,接收二沉池出水,以便曝气生物滤池进水泵提升。曝气生物滤池进水泵,1 台,Q=25m3/h,H=15m,N=2.2 kW。

曝气生物滤池,2 座,钢混结构,单体构筑物尺寸3.0 m×1.5m×5.0m,对二沉池出水做进一步处理。增加鼓风机,2 台,1 用1 备,Q=6.2 m3/min,N=7.5 kW,与好氧池共用。

清水池:1 座,钢混结构,尺寸1.5m×1.5m×4.5m。

反冲洗水泵参数Q=100 m3/h,H=15 m,N=7.5 kW。接受曝气滤池出水,对曝气生物进行反冲洗。

污泥池:1 座,钢混结构,工艺尺寸3.9 m×2.7 m×4.5 m,污泥泵参数:Q=6 m3/h,H=60 m。

其他构筑物:加药设备房新建于调节池之上,放置及安装加药设备。尺寸4.5 m×2.7 m×3.5 m,1 座,合设备房新建于二沉池旁,面积50 m2。

4 运行效果及分析

4.1 运行效果

该污水处理站自2012 年3 月启动以来,运行效果稳定,出水处理效果较好,各项均达到设计要求和处理排放标准。废水处理效果见表2。

由表2 可以看出,针对该面包烘培食品类废水用水解酸化/UASB/A2O 的组合工艺,处理后出水效果很好,具有较高的去除效率,COD、氨氮、SS、油类及总磷出水质量浓度分别为83.48、11.61、31.86、0.26、0.46 mg/L,可以达到污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级排放标准,可见该工艺适用于烘培食品类废水的处理。

4.2 工艺处理效果分析

面包加工食品类废水为高浓度有机污水,其BOD5/COD 在0.37 左右,可生化性好,宜采用厌氧+好氧的主体处理工艺对污水进行处理。但由于污水中含有大量的面粉、油类,因此预处理特别重要。原污水处理站之所以不能对污水进行有效处理,其中一个重要因素就是预处理效果不好。

在污水处理前段增加隔油池、旋转高效固液分离机,以去除浮油及大粒悬浮污染物(面粉)。但考虑到部分面粉很细,固液分离机分离不彻底,因此在调节池后增加竖流沉淀池、气浮单元作进一步去除[3],以确保后续生物处理单元的长期稳定运行。

由于该污水污染物浓度特别高,因此,要求要有足够的有效池容,才能保证对污水进行有效处理。而根据目前污水处理站的实际情况,占地面积十分有限,因此必须采用高效处理工艺。采用水解酸化+UASB 厌氧工艺对废水进行厌氧处理,去除大部分有机物,同时提高废水的可生化性,增强后续好氧处理的效果。

经上述厌氧工艺处理后的废水,仍含有较高浓度的氨氮和总磷,因此后续工艺采用具有脱氮除磷的A2/O 工艺进行处理。可有效减少占地面积,提高废水的处理效果,为后续的深度处理创造条件。具体参见http://www.ryzekj.com更多相关技术文档。

5 经济技术分析

5.1 工程投资

工程总投资投资为310 万元,其中土建部分投资217 万元,设备部分投资93 万元。

5.2 运行费用

动力费:废水处理站总装机容量51.0 kW,实际总运行容量24.6 kW,有些设备间歇使用,总运行容量缩小至0.7 倍,按当地电价0.5 元/kWh 计,动力费用为0.32 元/m3。

药剂费:絮凝剂、碱、营养液共0.51 元/m3。

人工费:本污水处理站设3 名转运工,每月人工费1 500 元,折合费用0.36 元/ m3。

水费:主要为污水处理站员工用水及配药用水等,日用水量约为2.0 m3,水费按5.2 元/m3 计,则污水的水费为0.02 元/m3。

直接运行费用包括动力费、药剂费、人工费,合计为1.21 元/m3。

6 结论

采用水解酸化/UASB/A2O 处理烘培食品类废水,事实证明该组合工艺对该高浓度食品废水有很强的针对性,有一定的抗冲击能力和高负荷承受力,出水可以达到污水综合排放标准(GB 8978-1996)的一级排放标准。

本项目处理工艺占地省,构筑物构造较简单,操作较简单,废水处理工程投资省,运行费用较低,吨水处理费用为1.21 元/m3。

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