1 废水的水质水量
该食品公司泡菜、酱腌菜、豆瓣酱生产加工过程产生的酱菜废水，水质水量变化大，早上常排放的浸泡腌渍废水含大量的食盐，水质电导率超过20 mS/cm，COD通常超过10 000 mg/L；下午排放的清洗水通常电导率低于10 mS/cm，COD约为3 000 mg/L，主要污染物为有机物、悬浮物、氨氮等，废水具有高盐度、高COD、高BOD、高SS、高色度的特点。该公司的废水排放具有一定的间歇性，根据企业废水的实际排放情况及产生规模（酱菜生产周期短，腌渍浸泡时间通常一天或几天即可，因生产随订单而变化，排水量变化明显），经综合数据确定全天废水处理量为1 000 m3/d，设计最大流量为50 m3/h。根据食品工业园区污水处理厂的接管要求，该废水处理站建成后排水应满足《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）中的二级排放标准。废水水质及排放标准见表1。
表1 废水水质及排放标准
| 项目 | pH | COD/（mg·L-1） | BOD5/（mg·L-1） | 氨氮/（mg·L-1） | TP/（mg·L-1） | SS/（mg·L-1） | 电导率/（mS·cm-1） |
| 废水水质 | 4.3 | 5 000 | 1 600 | 80 | 1 | 1 000 | 10 |
| 排放标准 | 6~9 | ≤250 | ≤120 | ≤30 | ≤3.5 | ≤200 | — |
2 废水处理工艺
根据食品废水处理常采用的处理方法，参考类似企业废水处理系统运行状况，结合本项工程的水质、水量等实际情况，确定采用混凝气浮—UASB—活性污泥法—生物接触氧化—曝气生物滤池组合工艺，工艺流程见图1。
图1
废水中含有大量的悬浮物，经过机械格栅后，加入混凝药剂再进行浮选去除悬浮物，由于废水呈酸性，为了提高混凝-气浮处理效果，需要在混凝前将pH调节为7.5；预处理后废水进入UASB厌氧系统，厌氧采用良好的布水系统及控制内循环上升流速，接种耐盐菌，分阶段培养厌氧污泥。厌氧出水后设置的污泥缓冲池悬浮物较多，部分回流，部分排放，再进入高负荷的活性污泥池内，池内活性污泥SV30可达45%，后续配套二级生物接触氧化池、陶粒生物滤池，好氧生化系统将有机污染物基本消除，之后进入斜管沉淀系统进行固液分离，出水实现达标排放，污泥进入污泥压滤机处置。
为确保处理系统投产后能够稳定达到二级排放标准，同时考虑工厂生产高峰时排水的负荷冲击，工艺设计偏保守进行计算设计，利于项目稳定性。
废水的较高负荷以及冲击负荷、高盐度负荷，对以生化为主的生化处理培养稳定高效微生物菌群有着较大的难度，同时也是本项目的重点之处，针对此情况采用以下方式应对：
（1）降低UASB污染物负荷，外购某品牌生物专性耐盐菌，经过培养驯化后接种于沼液与城市污水厂的新鲜污泥中，初期采用面粉逐步培养耐盐菌群于项目生化系统中。
（2）设置环形多点加压布水进水方式，进水与回流水混合进入，保持上升流速于0.5~1 m/h。
（3）污泥缓冲池设置回流污泥保持厌氧污泥浓度，根据运行适当排泥降低后续污染负荷。
（4）活性污泥系统作高负荷生物反应区及生物选择区，末端增设排泥系统控制污泥质量浓度为3 000~5 000 mg/L。
（5）上述生化处理后，生物接触氧化池负荷实现减负，采用组合式填料挂膜，溶氧量（DO）保持在2 mg/L左右，生物滤池采用组合滤料，设置多级曝气系统及末端设置排泥泵，避免滤池滤料堵塞。
3 主要构筑物、设备及设计参数
（1）格栅池。设计尺寸：7.0 m×3.0 m×3.0 m，1座。设置粗格栅1道，不锈钢材质，栅距为10 mm；机械细格栅1道，耙齿不锈钢材质，栅距为2 mm。设计说明：由于排水管道较长，车间段排水口已作细格栅拦截颗粒物，污水站设置2道不锈钢粗细格栅将颗粒污染物拦截，将碎菜叶、塑料物等清除。
（2）综合调节池。设计尺寸：12.0 m×7.0 m×5.0 m，1座，有效容积为400 m3，设计HRT为9.6 h。采用穿孔管曝气混合搅拌方式，配备不锈钢潜污泵2台，1备1用。设计说明：对废水进行水质水量的调匀，配备1套pH在线控制器，自动投加碱液，利用曝气搅拌混合均匀，起着粗调pH于中性的作用。
（3）气浮池。设计尺寸：7.4 m×3.4 m×3.5 m，1座，处理能力为50 m3/h。配套NaOH、PAC、PAM加药系统3套，pH在线控制系统1套，气浮溶气泵2台，刮渣机1套。设计说明：气浮浮选去除悬浮物及胶体，同时可降低部分色度，溶气回流比为1:1.3。气浮出水进入后续生化系统，气浮产生的浮渣汇入污泥浓缩池内，浓缩后压滤处理。
（4）中间池。设计尺寸：3.0 m×7.0 m×5.0 m，1座，有效容积为95 m3。配备不锈钢潜污泵4台，2备2用，设置蒸汽管加热。设计说明：收集气浮池出水，定量进入生化系统，冬季低温时可通入蒸汽加热，保证UASB反应温度为25~35 ℃左右。
（5）UASB。设计尺寸：8.0 m×8.0 m×10.0 m，2座并联，单座有效容积为500 m3，COD负荷约0.5~ 1 kgCOD/（m3·d）。设置三相分离器；内循环泵4台，2用2备，控制UASB上升流速为0.5 m/h；沼气通过三相分离器收集后引至沼气燃烧装置进行燃烧处理。设计说明：初期投入沼液及城市污水厂污泥（投泥量为25 t/池），接种驯化外购某品牌耐盐菌，由低负荷进水开始逐步提升COD负荷至设计值。
（6）污泥缓冲池。设计尺寸：4.0 m×7.0 m×5.5 m，1座，有效容积为150 m3。设置污泥回流泵2台。设计说明：污泥回流避免厌氧污泥的流失，提高UASB污泥浓度，适当排泥减小处理负荷。
（7）活性污泥池。设计尺寸：12.0 m×7.0 m×5.5 m，1座，有效容积为420 m3，HRT为10 h，污泥质量浓度为3 000 mg/L。曝气采用橡胶膜微孔曝气器，气源采用罗茨鼓风机。设计说明：起到生物选择的作用，3 000~5 000 mg/L高活性污泥浓度降解有机物去除效率较高。
（8）二级生物接触氧化池。设计尺寸：16.0 m× 8.0 m×5.0 m，1座，有效容积为600 m3，HRT为14.4 h，曝气采用橡胶膜微孔曝气器，气源采用罗茨鼓风机。设计说明：设置的组合式填料，DO充分且负荷较为稳定，驯化活性污泥挂膜形成后出水稳定性较好。
（9）陶粒生物滤池。设计尺寸：3.0 m×6.0 m×5.0 m，1座，有效容积为80 m3，HRT为2 h，曝气采用橡胶膜微孔曝气器，气源采用罗茨鼓风机，陶粒滤料为50 m3。设计说明：滤池内形成良好的好氧、缺氧、厌氧组合，设置多级曝气及排泥系统，作为生化末端保障系统。
（10）斜管沉淀池。设计尺寸：12.0 m×6.0 m×5.0 m，1座，沉淀池面积为72 m2，设计表面负荷为0.7 m3/（m2·h）。设置下斜管填料为72 m3，污泥回流泵2台，剩余污泥泵2台。设计说明：生化末端。
（11）污泥浓缩池。设计尺寸：3.0 m×6.0 m×5.0 m，1座，配备50 m2箱式压滤机1台；口径DN50气动隔膜泵2台。设计说明：为了考虑污泥的妥善处置，设置脱水机房进行最终处置。污泥脱水采用板框压滤机方式，操作运行简单、运行费用低，利用气动隔膜泵将浓缩污泥脱水至70%~80%。
各处理单元的COD处理效率预估见表2。
表2 各处理单元的COD处理效率预估
| 项目 | 原水 | 气浮系统 | UASB系统 | 活性污泥系统 | 好氧系统 |
| 进水COD/（mg·L-1） | 5 000 | 5 000 | 4 000 | 1 600 | 800 |
| 出水COD/（mg·L-1） | 5 000 | 4 000 | 1 600 | 800 | 160 |
| COD去除率/% | 20 | 70 | 50 | 80 |
4 工程调试及处理效果
该工程于2017年6月竣工，通过单机及联机调试，投入生物调试及试运行中。
项目启动期，仅进入少量生产废水，UASB系统、活性污泥及好氧系统接种沼液及城市活性污泥，投加污泥量约为1/5池容，厌氧系统投加后开启内循环混合均匀，好氧系统实际闷曝1周，分别开始加入面粉及沼液以及投加外购的耐盐菌，耐盐菌种投加总量为1.5 t粉剂。
UASB厌氧COD负荷为0.2 kg/（m3·d），逐步提升，开启内循环泵提高上升流速，两周后厌氧产气明显（过水封罐，未计量），逐步加入预处理后的生产废水，处理效率保持于50%以上，系统3个月后UASB出水稳定，COD去除率保持在70%以上，产气量较大（未计量），厌氧系统中上层水温温度在冬季均能保持在20 ℃以上（未开启蒸汽加热）。
活性污泥系统培养速度较快，污泥SV30在试运行1个月后保持3 000 mg/L左右，后续正常运行在3 000~5 000 mg/L之间。调试初期泡沫丰富，加装喷淋水进行除泡，冬季有适当投加中性消泡剂。水温保持在25 ℃以上，活性污泥池DO消耗较大，始终保持较大的供氧量。活性污泥运行污泥量较大时，静置进行排泥。
生物接触氧化池挂膜颜色灰褐色，挂膜速度较快，可生化性较好情况下，总体污染负荷一般，培养过程顺利，末端DO保持在2 mg/L以上，至生物滤池系统负荷较低，出水进入沉淀池沉降性较好，无需投加混凝药剂。
经过沉淀池后，出水略带黄色，末端出水增设1套次氯酸钠消毒脱色系统，日常少量加入次氯酸钠溶液，对色度降低有所作用，兼顾有消毒作用。
本项目验收检测结果见表3。
表3 验收检测结果
| 项目 | pH | COD | BOD5 | 氨氮 | TP | SS |
| 进水水质 | 4.3 | 5 000 | 1 600 | 80 | 1 | 1 000 |
| 出水水质 | 7.12 | 173 | 52 | 15.8 | 0.3 | 21 |
注：除pH外，其余项目单位均为mg/L。
由表3可知，经过近10个月的调试后系统运行稳定，出水水质达到了工业园区污水处理厂接管水质标准。该工程对COD、BOD5、氨氮、TP、SS的去除率分别为96.5%、96.8%、80.2%、70%、97.9%。
5 工程投资及运行成本
工程总造价费用500万，其中土建造价230万，设备费200万，安装调试等费用70万；系统直接运行费用为2.60元/m3，其中电费处理站总电耗约为800 kW·h/d，折合电费为0.8元/m3；药剂费为投加碱液、混凝剂、消毒药剂，综合投加成本为1.5元/m3。劳动定员2人，人工费折合为0.3元/m3。
6 结语
针对该类酱菜废水的高盐度及较高的生产废水高峰负荷废水，采用耐盐菌和考虑低负荷厌氧运行的方式，依然能够保持较高的厌氧去除效率，使得后续好氧生化系统能够在良好的低冲击负荷条件下运行，厌氧出水的稳定性解决了工厂排水高峰负荷明显的问题。高盐度的异常影响再通过后续加大综合调节池池容（车间内解决）使得系统运行较为稳定。调试历经夏季及冬季，气温及湿度骤变使得好氧系统易出现大量泡沫并有污泥解絮等情况出现、出水及色度波动，降低负荷运行后，很快恢复正常。
项目调试完成后，出水可稳定达园区污水处理厂纳管要求，通过调试期间的各项优化工作，完善各项人员培训、现场工作管理制度的实施，本项目已达到设计处理的目的，对同类型废水处理具有一定借鉴意义。
津公网安备 12010602120337号
