氧化塘-ABR-A/O氧化沟工艺处理制糖废水

Posted 2023-01-13 氧化塘

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摘要：采用氧化塘-高效沉淀-ABR-A/O 氧化沟-浅层气浮工艺处理制糖废水。该工程自投产运行至今处理效果稳定，进水CODCr、BOD5、SS、氨氮、总氮、总磷的质量浓度分别为11 560 、7 084、5 911、48．8、148、18．7mg /L 时，上述指标的去除率分别为99．2％、99．8％、99.0％、81．6％、90．7％和97．8％，各项出水指标均可达到GB21909—2008《制糖工业水污染物排放标准》新建企业水污染物排放限值。废水处理费用为1．55 元/t。

关键词：制糖废水；ABR；A/O 氧化沟；浅层气浮

内蒙古某糖业有限公司是日处理甜菜3 500 t、年加工甜菜45 万t 的大型甜菜制糖企业。公司主要产品是绵白糖、白砂糖、赤砂糖，副产品是甜菜颗粒粕、糖蜜。在甜菜制糖过程中，会产生大量废水，这类废水呈现中高有机物浓度的特点。该公司的生产废水主要有锅炉水、压粕水、流洗水和少部分生活污水、冷凝水等，其中压粕水全部回用，锅炉水不进入本污水处理系统，因此，本系统处理的污水基本都是流洗水和少部分生活污水。
制糖企业里流洗工段的废水为反复循环使用的洗甜菜废水，水中富含泥砂等悬浮物质，SS 的质量浓度一般达5 000 ～ 6 000 mg/L。由于SS 的浓度过高，导致CODCr、BOD5的浓度也很高，同时，该企业废水还具有水质、水量不稳定，氨氮浓度较高等特点。

针对废水中各污染物质的不同特性，在物化预处理阶段尽可能去除泥砂及SS 等污染物质，并在此基础上采用厌氧折流板式反应器（ABR）-A/O 氧化沟-浅层气浮组合生物处理技术。该工艺自建成后一直运行稳定，出水达标。

1 工程概况

1．1 废水水质水量
设计水量为6 000 m3/d。进水和出水水质指标根据企业现场实测值及GB 21909—2008《制糖工业水污染物排放标准》中新建企业水污染物排放限值确定，详见表1。

表1 进水和出水水质

1．2 工艺流程
根据该公司的废水特点，同时结合该企业的废水处理可用地现状，本项目采用氧化塘-高效沉淀-ABR-A/O 氧化沟-浅层气浮的处理工艺，具体设计工艺流程见图1。

图1 工艺流程

1．3 主要单元技术说明
（1）氧化塘。废水在足够大的空间里停留，大部分泥砂都可以沉积下来，不易造成设备的堵塞。
（2）高密度沉淀池。有选择性地投加混凝剂及助凝剂，使之与原水充分混合、反应，从而去除大部分SS 及部分有机物。
（3）调节池。调节废水的水质、水量，保障废水处理系统稳定、连续运行；在调节池内安装板式换热器，提高废水温度，控制ABR 反应器进水水温在35 ℃左右［1］，有利于后段厌氧反应器的运行。
（4） ABR 厌氧池。该反应器是一种高效厌氧折流板式反应器，相当于多个串联运行的UASB 反应器［2］。每个反应室中的污泥可以颗粒化形式或絮状形式存在，废水进入反应室沿导流板上下折流前进，依次通过每个反应室的污泥床，废水中的有机物通过与微生物充分接触而得到去除［3］。由于导流板的阻挡作用和污泥的自身沉降性能，大量厌氧污泥被截留在反应室内［3］。如果设计参数合理，将污泥的悬浮层控制在反应室的中部位置，则每一个反应室的出水都是上清液。
运行监测表明，该ABR 厌氧池设计容积负荷为5．12 kg［CODCr］/（m3•d），CODCr的去除率可达到80％以上。
（5） A/O 氧化沟。A/O 氧化沟为曝气环状折流池型，兼有推流式和完全混合式的流态，耐冲击负荷。A 段缺氧区为反硝化反应区。O 段好氧区主要为氨氮硝化反应区。A/O 氧化沟无须专用的混合液内回流设备，运行和管理控制方便灵活，除磷脱氮效率也很高。
（6）二沉池。二沉池为辐流式沉淀池，废水从氧化沟进入二沉池，进行固液分离，上清液直接排放。沉淀下来的污泥，部分回流至活性污泥池，剩余的则排至污泥浓缩池。
（7）浅层气浮池。进一步去除悬浮物，强化出水效果。在高效浅层气浮系统中投加PAC 混凝剂及PAM 助凝剂，能确保气浮出水达标排放。
（8）污泥浓缩池。高密度沉淀池产生的物化污泥和生化系统剩余污泥排入污泥浓缩池进行浓缩，通过污泥泵将污泥浓缩池中的污泥输送到压滤机进行脱水处理。

1．4 工艺特点
（1）采用氧化塘和高密度沉淀池对废水进行预处理，可去除水体中的泥砂、SS、色度和非溶解性CODCr，大大降低后续生化系统负荷。跟其它沉淀预处理工艺相比，氧化塘可以充分利用糖厂非季节性生产的特点，减免混凝药剂费用，同时可避免设备的堵塞。
（2） ABR 厌氧池作为生物处理的前段，有机负荷高，污染物去除率高。折板式结构使得ABR厌氧池截留生物固体能力强，液体的上流和下流减少了细菌的洗出量，使反应器能在高负荷条件下有效地截留活性微生物固体，泥龄长，污泥产率低［4］。ABR 厌氧池也有利于产酸段和产甲烷段的运行，在不同的隔室中形成性能稳定、种群良好的微生物链，使反应器具有抗冲击负荷的能力。
（3） A／O 氧化沟为环状折流池型，兼有推流式和完全混合式的流态，耐冲击负荷，无须专用的混合液回流设备，混合液回流比可达500％～ 1 000％，这对反硝化具有重要意义；另外，除前部设置了缺氧段外，在曝气段通过布置射流曝气器也可形成好氧和缺氧交替，除可实现硝化-反硝化外，还可以实现同步硝化-反硝化，因此可以取得很好的脱氮效果。
（4）高效浅层气浮池作为后续强化处理工艺，可进一步强化出水效果，废水在浅层气浮槽中的停留时间由传统的30 ～ 60 min 减至6 min，并且集凝聚、撇渣、排水、排泥为一体，具有占地面积小，污染物去除率高的特点，保证出水稳定。

1．5 主要处理构筑物主要处理构筑物详见表2。

表2 主要构筑物情况

2 运行情况
（1）工程调试中有时会出现二沉池出水SS 超标的现象，在向浅层气浮池加入少量PAC 后，该问题得到了解决。
（2）本工程于2011 年6 月开始进水调试，2011 年8 月通过环保局验收，各项出水指标均达到GB 21909—2008 中新建企业排放标准的要求，进、出水水质监测数据详见表3。。

表3 进、出水水质监测数据

注：各项指标均为3 d 平均值

3 经济效益分析
工程总投资为2 170 万元，其中土建投资为850 万元（不含氧化塘），设备及其它投资为1 320万元。处理费用为1．55元/t，其中：①电费为0．84元/t；②药剂费为0．55元/t；③人工费为0．16元/t。

4 结语
（1）制糖企业废水量大，污染物浓度高且变化较大，需在生化处理前设置物化预处理，在用地允许的情况下建议预处理采用氧化塘工艺，避免泥砂及浮渣堵塞沉淀设备。
（2）该项目位于内蒙古地区，当地气温较低，为了保证ABR 反应器的启动及高效运行，须对废水进行预加热，控制ABR 反应器进水水温在35 ℃左右为宜。
（3）运行实践表明，氧化塘-高效沉淀-ABRA/O 氧化沟工艺的抗冲击负荷能力较好，在水质水量有一定波动的情况下出水仍较稳定，特别适合于季节性生产的企业。

参考文献：

［1］刘敏敏，杨学军．厌氧折流板反应器在废水处理中的研究与应用［J］．工业用水与废水，2010，41（3）： 5-8．

［2］何仕均，王建龙，罗艳，等．折流式厌氧反应器处理甜菜制糖废水的中试研究［J］．中国给水排水，2006，22（21）： 74-77.

［3］王立媛，宿程远，李思敏，等．厌氧折流板反应器处理制糖废水的效能及微生态特性研究［J］．环境工程，2011，29（4）： 7-10.

［4］芦家娟，王毅力，赵洪涛． ABR 反应器的启动及颗粒污泥特征的研究［J］．环境化学，2007，26（1）： 10-16．（工业用水与废水）