廣東省某廠從事豆制品的生產(chǎn)加工，日排廢水20 m3，該廢水是一種成分復雜、高濃度、環(huán)境污染性強的有機廢水。處理后的出水要求達到《污水綜合排放標準》(GB 8978—2002)一級排放標準，廢水處理后回用于車間設備清洗、綠化、地面沖洗等，具體廢水水質(zhì)及排放標準見表1。
2 處理工藝選擇
該廢水水量不大，但污染物濃度高、水質(zhì)變化大、成分復雜、色度高，屬難處理的工業(yè)廢水。根據(jù)這些特點，決定采用圖1所示處理工藝[1, 2, 3]，其日處理水量為20 m3。
圖1 廢水處理工藝流程
3 主要工藝說明
該廠廢水排放量為20 m3/d，設計最大處理能力為25 m3/d，廢水先經(jīng)格柵去除大塊雜物后進入調(diào)節(jié)池，使水質(zhì)水量充分混合均勻，再用泵提升進入折流板厭氧池，經(jīng)3 d的厭氧處理去除大部分COD，然后自流入MBR池，經(jīng)24 h的生化降解COD后經(jīng)MBR膜過濾進入清水池，最后排放。
(1)隔渣池。1座，磚混結(jié)構(gòu)，放置在廢水處理工藝的最前端，用以去除廢水中較大的懸浮物、飄浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，從而保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運行，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負荷。尺寸2.0 m×1.0 m×1.5 m，采用人工清除式格柵，柵條間距1 cm，一天清理2次，以保證排水暢通。
(2)調(diào)節(jié)池。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸6.0 m×4.0 m×2.5 m，HRT=2.5 h。
(3)ABR厭氧池。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸6.0 m×4.0 m×4.0 m，HRT=10 h。池內(nèi)放置大比表面積的球狀懸浮生物填料。該反應器內(nèi)設若干豎向?qū)Я靼�，將反應器分隔成串連的幾個反應室，每個反應室都可看作是一相對獨立的上流式厭氧污泥床(UASB)，廢水進入反應器后沿導流板上下折流前進，依次流經(jīng)每個反應室的污泥床，廢水中的有機物通過與微生物充分接觸而得到去除。借助于廢水流動和生物氣上升的作用，反應室的污泥上下運動，但是由于導流板的阻擋與污泥的沉降性能，污泥在水平方向的流動極其緩慢，從而大量的厭氧污泥被截留在反應室中�？梢�，雖然在結(jié)構(gòu)上可以看作是多個UASB的簡單串連，但在工藝上與單個UASB有著顯著的不同，ABR更接近于推流式工藝。與其他厭氧反應器相比，折流板式反應器工藝具如下特點：結(jié)構(gòu)簡單，沒有移動部分，不需要攪拌設備，相同體積的廢水流程延長;水力條件好，水力停留時間短，容積負荷高;活性污泥條件好;沿反應器的縱向?qū)a(chǎn)酸過程和產(chǎn)甲烷過程分離，反應器以兩相系統(tǒng)方式運行，減少堵塞和污泥床膨脹;對溫度的適應能力強;推流式水力特性確保系統(tǒng)在水力和有機沖擊負荷時仍具有很高的穩(wěn)定性。
(4)膜生物反應器(MBR)。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸4.5 m×4.0 m× 4.0 m，HRT=8 h。膜生物反應器是把膜技術(shù)與污水處理中的生化反應結(jié)合起來的一門新興技術(shù)，也稱為膜分離活性污泥法。MBR是用膜對生化反應池內(nèi)的含泥污水進行過濾，實現(xiàn)泥水分離。一方面膜截留了反應池中的微生物，使池中的活性污泥濃度大大增加，達到很高的濃度，使降解污水的生化反應進行得更徹底;另一方面，由于膜的高過濾精度，有機物與營養(yǎng)物質(zhì)得以高速度、高效率地去除，同時可以完全去除固體物質(zhì)，保證了出水清澈透明，得到高質(zhì)量的產(chǎn)水。采用MBR有如下特點：出水水質(zhì)好;具有脫氮功能，出水不會存在富營養(yǎng)化問題;結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、布置靈活;剩余污泥量少，節(jié)約污泥處理費用;全自動PLC控制，運行管理方便;具有自維護及清洗功能，使用壽命長;能耗低。本工程中，射流曝氣和管式膜過濾系統(tǒng)的有機結(jié)合，充分利用了管式過濾器的過濾泵，即過濾泵和射流泵共用，在簡化工藝的同時，降低了投資成本和能耗[4]。
采用外壓式非對稱性中空纖維超濾膜，材質(zhì)為聚丙烯(PP)，膜總面積為140 m2，膜孔徑0.1~0.2 μm，內(nèi)徑為350 μm。
(5)清水池。1座，一體化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸4.0 m×3.0 m×3.0 m。
(6)污泥池。1座，一體化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸3.0 m×2.5 m×3.0 m。
4 系統(tǒng)的啟動與調(diào)試
接種污泥取自2~3個城市污水處理廠厭氧消化池，靜置沉淀除去上清液。并要求滿足下列條件：溫度 25~37 ℃，pH 7.2~7.6，m(COD)∶m(N)∶m(P)= 100∶(10~1)∶(5~1)。采用固定進水基質(zhì)濃度，逐步縮短HRT的啟動方式，該方式的COD去除率、運行的穩(wěn)定性及污泥的流失量方面衡量都較其他方式好。
首先將厭氧池內(nèi)pH調(diào)節(jié)至7.0~7.5，然后將接種污泥加入到厭氧池，用廢水浸泡2 d;然后調(diào)試較低的初始負荷(以COD計)0.1~0.3 kg/(m3·d)，約為正常運行負荷的1/6~1/4;按約1/4設計處理水量連續(xù)進水;在上述情況下穩(wěn)定運行2~3周，可逐步提高厭氧池容積負荷。每次提高0.3 kg/(m3·d)左右，穩(wěn)定運行時間2周左右。若調(diào)整負荷后發(fā)生異常應采取降低負荷或暫時停止進水等措施，待穩(wěn)定后再提高負荷;當進水濃度提高至原水濃度，直接進水，應經(jīng)10 d穩(wěn)定觀察，若運行正常，并取得較高的處理效率時，可視為調(diào)試結(jié)束。
5 主要設備能耗情況
主要設備裝機容量如表2所示。
因采用了膜生物反應器，較好地克服了膜的污染與阻塞，使膜組件長時間保持較大的膜通量，且省去復雜的氣-水反沖洗設備和減少了曝氣量，從而降低了能耗。此外，因處理水量小，大部分耗能設備是采用間斷性運行。廢水處理站總裝機容量為19.7 kW，經(jīng)實際核算，廢水站運行時實際功率 6.1 kW，藥劑(包括酸、堿、絮凝劑等)費約為0.25 元/m3，合計實際運行費用為1.58~1.60元/m3。
6 處理效果
該工程2011年3月竣工后，經(jīng)試運行3個月，于6月正式投入正常運行，從運行1 a的情況來看，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、處理效果顯著，出水水質(zhì)良好，經(jīng)環(huán)境監(jiān)測站在不同的時期測得出水水質(zhì)各項指標均己達到了《污水綜合排放標準》(GB 8978—2002)一級排放標準。測得的部分結(jié)果如表3所示。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
7 結(jié)束語
本廢水處理工程具有以下優(yōu)點：
(1)投資省。采用MBR氧化工藝，廢水停留時間大大縮短，池體結(jié)構(gòu)尺寸大大縮小，減少了占地面積，投資少。
(2)處理效果好，運行穩(wěn)定。厭氧工藝對廢水的水質(zhì)緩沖能力強，出水效果穩(wěn)定，出現(xiàn)短時停電狀態(tài)對系統(tǒng)影響比較小，細菌恢復速度快。
(3)泥齡長，剩余污泥排放少。采用污泥回流工藝，剩余污泥進一步消解，污泥產(chǎn)量少，可以減少剩余污泥處理工作。
(4)自動化程度高，運行管理、操作簡單。采用PLC全自動控制，設備維護管理方便。
