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UASB—TF工藝處理食品工業(yè)廢水發(fā)布日期：2009-08-31
對(duì)食品加工廢水的處理一般采用物化法（氣浮、混凝沉淀、吸附等），但其去除效率不穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用高、管理操作不便。近年來(lái)也有以好氧法為主的處理技術(shù)，對(duì)有機(jī)物的去除雖較好，但其運(yùn)行費(fèi)用較高。而將上流式厭氧污泥床（UASB）與基本無(wú)動(dòng)力消耗的滴濾床（TF）相結(jié)合的UASB—TF技術(shù)，經(jīng)過(guò)在多個(gè)廠家的多種食品生產(chǎn)廢水處理中的應(yīng)用表明，該工藝處理效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、投資較少、操作管理非常簡(jiǎn)便，二次啟動(dòng)非常便利，出水能達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，而且已有部分廠家將其出水回用于生產(chǎn)上的非直接冷卻系統(tǒng)。
1 廢水水質(zhì)
豆制品（豆奶粉、豆奶飲料）、乳制品（酸奶、鮮奶等）、啤酒生產(chǎn)廢水的水質(zhì)見(jiàn)表1，其處理水量分別為800、400、600m3/d。
表1 廢水水質(zhì)
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廢水種類
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主要有機(jī)成分
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CODCr（mg/L）
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BOD5（mg/L）
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pH
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溫度
|
SS（mg/L）
|
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豆制品廢水
|
糖類、蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等
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1700～2300
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1000～1500
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5～6
|
常溫
|
200～300
|
|
乳制品廢水
|
糖類、脂肪酸、蛋白質(zhì)、淀粉等
|
800～1200
|
500～600
|
5～6
|
常溫
|
100～150
|
|
啤酒廢水
|
糖類、脂肪酸、蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等
|
2000～2500
|
1000～1200
|
6～9
|
常溫
|
500～600
|
2 處理工藝的選擇
2.1 氣浮處理工藝
針對(duì)廢水中含有較多膠體物質(zhì)，采用常規(guī)氣浮法能較好地將其去除。經(jīng)氣浮處理后出水較清，但因其對(duì)溶解性有機(jī)物不能去除、出水中CODCr含量較高、運(yùn)行不穩(wěn)定而不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，因氣浮會(huì)產(chǎn)生較多的污泥，而且污泥含水率非常高，所以運(yùn)行費(fèi)用也較高，目前已基本上不單獨(dú)用于此種廢水的處理。
2.2 好氧處理工藝
對(duì)于有機(jī)物含量較高且可生化性較好的有機(jī)廢水，前幾年使用最多的是接觸氧化、SBR、活性污泥法等好氧工藝，對(duì)食品廢水的處理效果也較好，CODCr的去除率可達(dá)90%以上［1］，運(yùn)行也較穩(wěn)定。其缺點(diǎn)是需鼓風(fēng)曝氣、動(dòng)力消耗較多、運(yùn)行費(fèi)用高，同時(shí)在停產(chǎn)檢修后再啟動(dòng)時(shí)需較長(zhǎng)時(shí)間（一般要一個(gè)月左右）。
2.3 UASB—TF處理工藝
對(duì)于進(jìn)行廢水治理的廠家來(lái)說(shuō)，迫切需要的是投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好、操作
管理簡(jiǎn)便的處理工藝。在長(zhǎng)期小試研究的基礎(chǔ)上，提出了一種適于中、低濃度食品加工廢水的處理工藝，即UASB —TF工藝（其中厭氧采用技術(shù)成熟、使用較廣的UASB，好氧采用微動(dòng)力消耗的滴濾床）。該工藝已在多家食品加工廠應(yīng)用，并取得了非常好的運(yùn)行效果。
UASB—TF工藝的處理流程（見(jiàn)圖1）為來(lái)自車(chē)間的廢水先進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，若在冬季低水溫時(shí)則進(jìn)行加溫以滿足UASB的進(jìn)水要求。UASB采用中溫厭氧消化。因厭氧出水不能達(dá)到排放要求，故需利用好氧做進(jìn)一步處理。好氧采用滴濾床技術(shù)，滴濾床內(nèi)填加無(wú)機(jī)固體生物活性填料，通過(guò)無(wú)動(dòng)力自動(dòng)旋轉(zhuǎn)布水器將厭氧出水均勻地灑布在滴濾床填料的表面，利用自然通風(fēng)進(jìn)行供氧。滴濾床出水進(jìn)行部分回流以保證水力負(fù)荷及布水器轉(zhuǎn)速的需求。
針對(duì)廢水中含有較多膠體物質(zhì)，采用常規(guī)氣浮法能較好地將其去除。經(jīng)氣浮處理后出水較清，但因其對(duì)溶解性有機(jī)物不能去除、出水中CODCr含量較高、運(yùn)行不穩(wěn)定而不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，因氣浮會(huì)產(chǎn)生較多的污泥，而且污泥含水率非常高，所以運(yùn)行費(fèi)用也較高，目前已基本上不單獨(dú)用于此種廢水的處理。
2.2 好氧處理工藝
對(duì)于有機(jī)物含量較高且可生化性較好的有機(jī)廢水，前幾年使用最多的是接觸氧化、SBR、活性污泥法等好氧工藝，對(duì)食品廢水的處理效果也較好，CODCr的去除率可達(dá)90%以上［1］，運(yùn)行也較穩(wěn)定。其缺點(diǎn)是需鼓風(fēng)曝氣、動(dòng)力消耗較多、運(yùn)行費(fèi)用高，同時(shí)在停產(chǎn)檢修后再啟動(dòng)時(shí)需較長(zhǎng)時(shí)間（一般要一個(gè)月左右）。
2.3 UASB—TF處理工藝
對(duì)于進(jìn)行廢水治理的廠家來(lái)說(shuō)，迫切需要的是投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好、操作
管理簡(jiǎn)便的處理工藝。在長(zhǎng)期小試研究的基礎(chǔ)上，提出了一種適于中、低濃度食品加工廢水的處理工藝，即UASB —TF工藝（其中厭氧采用技術(shù)成熟、使用較廣的UASB，好氧采用微動(dòng)力消耗的滴濾床）。該工藝已在多家食品加工廠應(yīng)用，并取得了非常好的運(yùn)行效果。
UASB—TF工藝的處理流程（見(jiàn)圖1）為來(lái)自車(chē)間的廢水先進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，若在冬季低水溫時(shí)則進(jìn)行加溫以滿足UASB的進(jìn)水要求。UASB采用中溫厭氧消化。因厭氧出水不能達(dá)到排放要求，故需利用好氧做進(jìn)一步處理。好氧采用滴濾床技術(shù)，滴濾床內(nèi)填加無(wú)機(jī)固體生物活性填料，通過(guò)無(wú)動(dòng)力自動(dòng)旋轉(zhuǎn)布水器將厭氧出水均勻地灑布在滴濾床填料的表面，利用自然通風(fēng)進(jìn)行供氧。滴濾床出水進(jìn)行部分回流以保證水力負(fù)荷及布水器轉(zhuǎn)速的需求。
3 系統(tǒng)運(yùn)行情況
3.1系統(tǒng)處理效率
各套UASB—TF工藝都已運(yùn)行數(shù)年，其間都經(jīng)歷了停產(chǎn)無(wú)水、檢修、二次啟動(dòng)、進(jìn)水濃度及水力條件變化等各種不利情況，但其運(yùn)行一直都很正常，出水水質(zhì)也非常穩(wěn)定（見(jiàn)表2）。
各套UASB—TF工藝都已運(yùn)行數(shù)年，其間都經(jīng)歷了停產(chǎn)無(wú)水、檢修、二次啟動(dòng)、進(jìn)水濃度及水力條件變化等各種不利情況，但其運(yùn)行一直都很正常，出水水質(zhì)也非常穩(wěn)定（見(jiàn)表2）。
表2 各系統(tǒng)處理效率
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項(xiàng)目
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豆制品廢水
|
乳制品廢水
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啤酒廢水
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||||||
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進(jìn)水
|
總出水
|
去除率（%）
|
進(jìn)水
|
總出水
|
去除率（%）
|
進(jìn)水
|
總出水
|
去除率（%）
|
|
|
CODCr（mg/L）
|
2000
|
80
|
96
|
1000
|
60
|
94
|
2200
|
90
|
96
|
|
BOD5（mg/L）
|
1200
|
20
|
98
|
550
|
10
|
98
|
1100
|
20
|
98
|
|
SS（mg/L）
|
2500
|
30
|
88
|
120
|
20
|
84
|
550
|
30
|
95
|
|
pH
|
5～6
|
7～8
|
|
5～6
|
7～8
|
|
6～9
|
7～8
|
|
|
運(yùn)行水溫
|
中溫
|
常溫
|
|
中溫
|
常溫
|
|
中溫
|
常溫
|
|
|
色度（倍）
|
80
|
20
|
70
|
60
|
10
|
84
|
80
|
25
|
75
|
3.2 厭氧運(yùn)行
因各廠來(lái)水的水質(zhì)水量波動(dòng)都較大，為此設(shè)置了調(diào)節(jié)池并在池內(nèi)安裝了加溫系統(tǒng)，在水溫低時(shí)對(duì)廢水進(jìn)行適當(dāng)加熱以減少進(jìn)水對(duì)UASB內(nèi)厭氧細(xì)菌的沖擊負(fù)荷。UASB的運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表3。
因各廠來(lái)水的水質(zhì)水量波動(dòng)都較大，為此設(shè)置了調(diào)節(jié)池并在池內(nèi)安裝了加溫系統(tǒng)，在水溫低時(shí)對(duì)廢水進(jìn)行適當(dāng)加熱以減少進(jìn)水對(duì)UASB內(nèi)厭氧細(xì)菌的沖擊負(fù)荷。UASB的運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表3。
表3 厭氧UASB的運(yùn)行參數(shù)
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項(xiàng)目
|
豆制品廢水
|
乳制品廢水
|
啤酒廢水
|
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平面尺寸
|
φ 8 m×8.8 m
|
φ6 m×9 m
|
φ3.5 m×4.5 m
|
|
反應(yīng)器數(shù)量（座）
|
2
|
1
|
10
|
|
有效水力停留時(shí)間（h）
|
20
|
12
|
15
|
|
有機(jī)負(fù)荷［kg/（m3·d）］
|
2.34
|
1.91
|
4.58
|
|
CODCr去除率（%）
|
90
|
88
|
88.6
|
|
接種污泥濃度（gTSS/L）
|
100
|
100
|
100
|
|
空塔上升流速（m/h）
|
0.33
|
0.56
|
0.26
|
|
有效體積率（%）
|
70
|
67
|
70
|
|
污泥顆粒粒徑（mm）
|
0.4
|
0.2
|
0.8
|
UASB內(nèi)的菌種為青島海泊河污水處理廠的中溫厭氧消化污泥（含水率為75%），距經(jīng)測(cè)定反應(yīng)器底部1.0 m處污泥層的污泥濃度為100 gTSS/L（MLVSS為70 gVSS/L），UASB控制在中溫（35～37 ℃）運(yùn)行。
厭氧反應(yīng)器中的污泥顆?；潭容^好，經(jīng)2年運(yùn)行后,從反應(yīng)器各取樣管取樣測(cè)定污泥濃度的結(jié)果見(jiàn)圖2。
厭氧反應(yīng)器中的污泥顆?；潭容^好，經(jīng)2年運(yùn)行后,從反應(yīng)器各取樣管取樣測(cè)定污泥濃度的結(jié)果見(jiàn)圖2。
3.3 好氧運(yùn)行
好氧選用的是國(guó)內(nèi)較少采用的滴濾床反應(yīng)器，采取自動(dòng)旋轉(zhuǎn)布水器均勻布水，充分利用厭氧出水的高差而不需要機(jī)械曝氣，同時(shí)對(duì)滴濾床出水進(jìn)行部分回流以降低滴濾床的進(jìn)水濃度，增加水力負(fù)荷。滴濾床有效高度都為4 m，所加無(wú)機(jī)固體活性生物填料的粒徑為80～100 mm，孔隙率＞90%，比表面積＞250m2/m3。
在滴濾床的長(zhǎng)期運(yùn)行中未發(fā)現(xiàn)填料堵塞和填料表面大塊生物膜同時(shí)脫落的現(xiàn)象，無(wú)異味和濾池蠅產(chǎn)生。滴濾床出水進(jìn)入斜管沉淀池，水中的生物膜在斜管沉淀池中能很好地被去除［2］，達(dá)到了好氧“微動(dòng)力消耗”運(yùn)行。滴濾床的運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表4。
好氧選用的是國(guó)內(nèi)較少采用的滴濾床反應(yīng)器，采取自動(dòng)旋轉(zhuǎn)布水器均勻布水，充分利用厭氧出水的高差而不需要機(jī)械曝氣，同時(shí)對(duì)滴濾床出水進(jìn)行部分回流以降低滴濾床的進(jìn)水濃度，增加水力負(fù)荷。滴濾床有效高度都為4 m，所加無(wú)機(jī)固體活性生物填料的粒徑為80～100 mm，孔隙率＞90%，比表面積＞250m2/m3。
在滴濾床的長(zhǎng)期運(yùn)行中未發(fā)現(xiàn)填料堵塞和填料表面大塊生物膜同時(shí)脫落的現(xiàn)象，無(wú)異味和濾池蠅產(chǎn)生。滴濾床出水進(jìn)入斜管沉淀池，水中的生物膜在斜管沉淀池中能很好地被去除［2］，達(dá)到了好氧“微動(dòng)力消耗”運(yùn)行。滴濾床的運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表4。
表4 滴濾床的運(yùn)行參數(shù)
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項(xiàng)目
|
豆制品廢水
|
乳制品廢水
|
啤酒廢水
|
|
平面尺寸
|
φ18 m×4.5m
|
φ6 m×4.5 m
|
φ10 m×4.5 m
|
|
反應(yīng)器數(shù)量（座）
|
1
|
1
|
1
|
|
有效容積（m3）
|
1000
|
120
|
320
|
|
回流率（%）
|
200
|
100
|
100
|
|
表面負(fù)荷［m3/（m2·h）］
|
0.40
|
1.18
|
0.64
|
|
有機(jī)負(fù)荷［kg/（m3·d）］
|
0.16
|
0.4
|
0.48
|
|
CODCr去除率（%）
|
60
|
50
|
64
|
|
運(yùn)行溫度
|
常溫
|
常溫
|
常溫
|
|
布水器轉(zhuǎn)速（r/min）
|
3
|
3
|
3
|
3.4運(yùn)行費(fèi)用
整個(gè)處理系統(tǒng)運(yùn)行效果穩(wěn)定，其直接運(yùn)行費(fèi)用為3臺(tái)水泵耗電費(fèi)用和人員工資，每班只需一人進(jìn)行簡(jiǎn)單操作，除水泵外基本沒(méi)有其他設(shè)備需維修。
滴濾床產(chǎn)生的污泥全部回到調(diào)節(jié)池后再進(jìn)入U(xiǎn)ASB中進(jìn)行消化，UASB顆粒污泥進(jìn)行外售，整個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有剩余污泥需處理。
整個(gè)處理系統(tǒng)運(yùn)行效果穩(wěn)定，其直接運(yùn)行費(fèi)用為3臺(tái)水泵耗電費(fèi)用和人員工資，每班只需一人進(jìn)行簡(jiǎn)單操作，除水泵外基本沒(méi)有其他設(shè)備需維修。
滴濾床產(chǎn)生的污泥全部回到調(diào)節(jié)池后再進(jìn)入U(xiǎn)ASB中進(jìn)行消化，UASB顆粒污泥進(jìn)行外售，整個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有剩余污泥需處理。
4 結(jié)語(yǔ)
?、俨捎肬ASB—滴濾床技術(shù)處理中、低濃度有機(jī)廢水，其工藝路線先進(jìn)，是一種新型的處理工藝。
?、谠摴に囃顿Y低、直接運(yùn)行費(fèi)用低、CODCr去除率高（基本達(dá)95%以上）、運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便。
③系統(tǒng)污泥產(chǎn)量低，可做到不外排污泥，而且UASB在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，可生長(zhǎng)出較好的顆粒污泥（可直接外售），無(wú)需進(jìn)行污泥處理。
?、苓\(yùn)行實(shí)踐表明，UASB—TF工藝的抗沖擊負(fù)荷能力較好，在有一定波動(dòng)情況下出水仍較穩(wěn)定，也適合于季節(jié)性生產(chǎn)的廠家。
?、菔褂眯滦偷牡螢V床填料，較好地解決了滴濾床容易出現(xiàn)的各種問(wèn)題。
?、轚ASB—TF工藝的開(kāi)發(fā)適應(yīng)較多廠家的需求，具有廣闊的應(yīng)用前景。
?、谠摴に囃顿Y低、直接運(yùn)行費(fèi)用低、CODCr去除率高（基本達(dá)95%以上）、運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便。
③系統(tǒng)污泥產(chǎn)量低，可做到不外排污泥，而且UASB在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，可生長(zhǎng)出較好的顆粒污泥（可直接外售），無(wú)需進(jìn)行污泥處理。
?、苓\(yùn)行實(shí)踐表明，UASB—TF工藝的抗沖擊負(fù)荷能力較好，在有一定波動(dòng)情況下出水仍較穩(wěn)定，也適合于季節(jié)性生產(chǎn)的廠家。
?、菔褂眯滦偷牡螢V床填料，較好地解決了滴濾床容易出現(xiàn)的各種問(wèn)題。
?、轚ASB—TF工藝的開(kāi)發(fā)適應(yīng)較多廠家的需求，具有廣闊的應(yīng)用前景。
