骨類食品加工廢水處理工藝
某公司主要從事生物技術研發(fā)、生產(chǎn)及應用的高科技調味品的開發(fā)和生產(chǎn)，目前公司主要產(chǎn)品包括以骨頭為原料的香精，復合調味料及骨油等。為了改善環(huán)境，同時為了提高企業(yè)綜合競爭力，公司現(xiàn)擬投資建設生產(chǎn)廢水處理工程，使廢水經(jīng)處理后達標排放，減輕對環(huán)境的污染。
1廢水水質、水量及排放標準
該公司的廢水來源主要包括設備清洗水、鮮骨清洗水、地面沖洗水、生活污水、冷凝水等。原廢水水質為：COD為5000mg/L，BOD5為1500mg/L，SS、NH3-N、動植物油質量濃度分別為1000、280、1200mg/L。根據(jù)當?shù)丨h(huán)保部門要求，經(jīng)處理后出水水質要求達到污水綜合排放標準（GB8978－1996）一級排放標準，即：COD為100mg/L，BOD5為20mg/L，SS、NH3-N、動植物油質量濃度分別70、15、10mg/L。根據(jù)該公司提供的水質資料，廢水處理設計處理規(guī)模為420m3/d，即17.5m3/h。
2廢水處理工藝
2.1廢水處理工藝比較與選擇
該公司廢水有以下特點：廢水中含有大量的有機物如脂類和蛋白質，COD、SS、動植物油及氨氮含量較高，廢水可生化性好。在廢水處理過程中，廢水中的浮油、分散油、溶解油及懸浮物，形成油膜后會阻礙大氣復氧，斷絕水體氧的來源；而溶解油，由于需氧微生物的作用，而且在分解過程中消耗水中溶解氧，使水體形成缺氧狀態(tài)。流入到生物處理構筑物中的油類，還會影響活性污泥和生物膜的正常代謝過程。因此在該廢水處理中，先去除廢水中的油類及懸浮物至關重要。
該項目中，預處理過程的主要目的是除油，因而在工藝選擇時首先采用構造簡單，易運行管理并且除油效果穩(wěn)定的平流式隔油沉淀池。同時在預處理段輔以混凝氣浮過程；炷龤飧∵^程采用加藥混凝后用氣液混合泵，邊吸水邊吸氣，在泵內加壓混合，氣液溶解效率高，微細氣泡20～30μm，可取代加壓泵、空壓機、大型溶氣罐及釋放頭等，克服了傳統(tǒng)裝置運行不穩(wěn)及大氣泡翻騰的問題及釋放頭堵塞問題，運行長期穩(wěn)定，易操作、易維護、低噪音。
因廢水含有大量的大分子物質，在廢水進行好氧處理前首先采用厭氧處理過程。水解酸化生物處理是利用厭氧反應中的水解和產(chǎn)酸作用而避開厭氧處理的甲烷發(fā)酵過程，在這一過程中，大量懸浮物可水解為可溶性物質，大分子物質可水解為小分子物質，BOD5和COD的比值有所提高，增加了污水的可生化性，有利于生化處理。另外水解酸化工藝不需要水、氣、固三相分離器，同時由于第一、二階段反應迅速，故水解池體積小，降低了造價并方便維護。并且水解、產(chǎn)酸階段的產(chǎn)物主要是小分子的有機物，可生化性一般較好，故水解池可以改變原污水的可生化性，從而減少反應時間和處理的能耗。因而在厭氧段采用水解酸化工藝。
CASS工藝是SBR工藝的一個變形工藝，在屠宰廢水中已有較多的應用。該工藝具有工藝流程簡單、占地面積小、投資較低、運行靈活、抗沖擊能力強、污泥沉淀效果好且不易發(fā)生污泥膨脹優(yōu)點，因而在好氧段采用CASS工藝。
對于后續(xù)處理工藝，化學氧化過程相對于其他處理過程，對氨氮的去除率可達90%～100%，處理不受水溫影響，處理效果穩(wěn)定，且基建費用低。
因此本方案設計最終確定采用隔油沉淀+混凝氣。馑峄獵ASS＋化學氧化工藝。
2.2污泥處理工藝比較與選擇
根據(jù)設計要求，隔油沉淀池、混凝氣浮池、水解酸化池和CASS反應池排放出的污泥進入污泥濃縮池濃縮。本次污泥處理工藝采用污泥濃縮再經(jīng)壓濾機壓濾干化的污泥處理工藝。
2.3工藝流程
從車間排出的廢水在經(jīng)格柵去除較大懸浮物后先經(jīng)過隔油沉淀池，將廢水中的泥沙沉淀，大部分油類、懸浮物被隔擋出來，出水自流進入調節(jié)池，以調節(jié)廢水的水質和水量，調節(jié)池中的廢水經(jīng)流量計量后泵入混凝氣浮池發(fā)生混凝氣浮反應，除去大部分油類和懸浮物，同時COD、氨氮也大幅下降，氣浮池出水自流進入水解酸化池并發(fā)生水解酸化反應，出水根據(jù)CASS反應池工作周期需要，被分配至需要進水的池子發(fā)生生化反應，完成有機物的降解，出水進入清水池并與投加進來的氧化劑發(fā)生反應，達標水經(jīng)排放口排放。隔油沉淀池、混凝氣浮池、水解酸化池、CASS反應池產(chǎn)生的污泥均進入污泥濃縮池，經(jīng)濃縮后用泵提升至污泥壓濾機壓濾，濾液回流至調節(jié)池。污泥濃縮池的上清液自流回調節(jié)池。污泥壓濾機濾料由該廠視其用途自行處置。隔油沉淀池上層分離收集的油脂排入儲油池，統(tǒng)一回收后外賣作為工業(yè)煉油原料。廢水及污泥處理工藝流程見圖1。
3主要構筑物及設計參數(shù)
3.1格柵池
設計流量17.5m3/h，數(shù)量1座，尺寸2m×1m×1.5m，內設機械格柵1臺，型號LHG-1-1.5。
3.2隔油沉淀池
1座，設計流量17.5m3/h，每格尺寸10.8m×2m×2.5m，水力停留時間2h。內設潛污泵3臺，1用1備。型號25WQK7-15-1.1，流量7m3/h，揚程15m，功率1.1kW。隔油沉淀池所選用的潛水排污泵采用旋流式的下吸結構，具有不怕堵塞、耐磨損、運行可靠、維修方便、排水徹底等優(yōu)點，較好解決了濃漿泵不能抽吸重量較大的顆粒而其它污水泵有堵塞的難題。
3.3儲油池
1座，尺寸2m×1m×2m。
3.4調節(jié)池
1座，設計流量15.0m3/h，尺寸為7.8m×5.4m×5.5m，水力停留時間14h。內設提升泵2臺，1用1備，型號65QW25-15-2.2，流量25m3/h，揚程15m，功率2.2kW，預曝氣穿孔管道24m。
3.5混凝氣浮池
1座（混凝反應、接觸、分離三室合建）。設計流量15.0m3/h，尺寸4.8m×2m×2.5m。水力停留時間1.6h。外設氣液混合泵2臺，1用1備，型號40FP，泵過流水量5.7m3/h，揚程10m，功率1.5kW。
3.6水解酸化池
1座，設計流量15.0m3/h，尺寸為5.0m×5.0m×5.3m，上升流速0.6m/h，內設彈性填料75.0m3，布水采用穿孔管布水。
3.7CASS反應池
設計流量15.0m3/h，數(shù)量2座，單池尺寸4m×8.5m×5.5m，最高水位5.0m，最低水位3.0m，超高0.5m，BOD5污泥負荷0.1kg/(kg·d)，污泥質量濃度3000mg/L，反應池運行周期8h，每池內設1套潷水器，單套潷水水量50m3/h。潷水器無需任何動力設施，排水口在水面下500mm左右，可有效防止浮渣進入潷水器。潷水器型號XEF-50，潷水速度50m3/h，CASS反應器曝氣系統(tǒng)采用散流式曝氣器，該曝氣器對空氣氣泡進行兩次切割，與傳統(tǒng)的曝氣器相比氧的利用率有所提高，且具有不易發(fā)生堵塞、能耗低、使用壽命長、安裝使用方便等優(yōu)點。CASS反應器設污泥回流泵3臺，2用1備，型號40ZW20-15-2.2。
3.8集水池
1座，尺寸1.4m×8.4m×3.5m。
3.9氧化池
1座，尺寸1.4m×8.4m×3.5m，水力停留時間1.3h。
3.10鼓風機房
1間，尺寸3.5m×2.8m×4m。內設鼓風機2臺，1用1備，型號SSR100-100A，風量7.32m3/min，功率11kW。
3.11加藥間
1間，尺寸3.5m×3m×4m。內設混凝劑加藥裝置1套，加藥泵2臺，1用1備，型號103型，流量4m3/h，揚程11m，功率0.75kW。加藥流量計1臺，型號LZB-25F，溶藥加藥池（防腐）數(shù)量1座。尺寸1m×1m×1.2m。絮凝劑加藥裝置1套，加藥泵2臺，1用1備。型號103型，流量4m3/h，揚程11m，功率0.75kW。加藥流量計1臺，型號LZB-25。溶藥加藥池1座。尺寸1m×1m×1.2m。氧化劑加藥裝置1套，包括加藥泵2臺，1用1備，型號103型，流量4m3/h，揚程11m，功率0.75kW。加藥流量計，1臺，型號LZJ-10F。加藥桶（防腐）1個，尺寸Φ0.9m×1m。
3.12污泥池
1座，尺寸5.4m×3m×3m。
3.13污泥處理間
1間，尺寸4m×3.5m×4m。內設污泥壓濾機1臺，型號XMYAJ/700-30U，過濾面積20m2，板框尺寸700mm×700mm。污泥泵2臺，1用1備，型號I-1B2，流量5.4m3/h，揚程80m，功率3kW。
4工藝調試及處理效果
該廢水處理工藝建成后進行了調試運行，時間從2010年6月5日－9月20日。6月份主要進行活性污泥的接種馴化。7月10日左右開始通水。該廢水中的浮油、分散油、溶解油較多，因而在該工藝設計中，隔油沉淀池的穩(wěn)定運行是保證該廢水處理工藝穩(wěn)定運行的關鍵。在該項目運行過程中，對隔油沉淀池的運行嚴格管理。因該廢水COD較高，同時廢水中含有大量的有機物如脂類和蛋白質。在2010年8月份中旬發(fā)現(xiàn)調節(jié)池不斷散發(fā)臭味，分析原因是由于該段時間氣溫較高，調節(jié)池中廢水由于厭氧腐化散發(fā)出臭味。通過在調節(jié)池增加曝氣設備，進行預曝氣，消除臭味帶來的影響，同時增加曝氣設施有利于后續(xù)混凝氣浮池的運行。在2010年08月份下旬，CASS運行過程中發(fā)現(xiàn)活性污泥顏色變深，通過對CASS反應池取樣分析，發(fā)現(xiàn)CASS初始階段溶解氧質量濃度過低，大約0.5mg/L，缺氧環(huán)境導致活性污泥顏色變深，同時出水中COD由90mg/L增大到270mg/L左右。通過增大曝氣量，提高溶解氧質量濃度到3mg/L以上，出水水質不斷提高。2010年12月11日，檢測到出水水質變差，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)是由于突然降溫至-5℃左右，水解酸化池微生物受到降溫的影響，活性降低，導致出水水質惡化。延長水解酸化池停留時間由6h提高到9h，保證出水水質。在廢水處理工藝運行過程中，對員工的技術培訓非常重要，這也是影響該工藝穩(wěn)定運行的一個重要因素。工藝調試進水期間（2010年7月10日到09月20日）原廢水及水解酸化出水和CASS出水COD變化見圖2。該廢水處理工藝經(jīng)調試運行，出水水質穩(wěn)定，達到了設計的排放標準。各主要構筑物出水水質見表1。
5效益分析
5.1經(jīng)濟效益
該廢水處理工程總投資為137.98萬元。其中土建投資為47.45萬元，設備投資為45.62萬元，安裝費用23.18萬元。技術費用21.73萬元。
該廢水處理工程日耗電量為316.8kWh，電價0.65元/kWh，則電費為205.92元/d。廢水處理站設工作人員3人，每人每月工資為1200元，則人工工資為120元/d。投加PAC（500g/m3），藥劑費用為630元/d，投加氧化劑的費用為350元/d，則每天的藥劑費用為980元。直接運行費用為1305.92元/d，折合噸水成本為3.11元/m3。
5.2環(huán)境效益
廢水處理站的建成運行，大大減輕了廢水排放對環(huán)境的污染。按照年運行330d計算，主要污染物COD、BOD5、SS、NH3-N及動植物油的每年排放量分別減少了676.6、207.3、150.4、36.7、172.1t，大大改善了企業(yè)形象，提高了企業(yè)的競爭力。
6結論
采用水解酸化-CASS-氧化工藝處理以骨素為原料制備調味料過程中產(chǎn)生的廢水，運行結果表明，該工藝能有效去除廢水中的主要污染物，出水水質穩(wěn)定并達到設計排放標準。該廢水處理工程的穩(wěn)定運行為類似廢水處理工藝的設計提供了實際參考。
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