制糖企業(yè)里流洗工段的廢水為反復循環(huán)使用的洗甜菜廢水，水中富含泥砂等懸浮物質，SS 質量濃度一般在10～60 g/L 左右，還有少量的生活污水等，氨氮質量濃度達50 mg/L。由于懸浮物過高，導致COD、BOD 也很高。此外這類污水還具有水質水量不穩(wěn)定、變化大等特點，如果不經(jīng)過處理直接排放，將造成嚴重的環(huán)境污染〔1〕。然而常規(guī)的方法處理這種廢水難以達到排放要求〔2〕，特別是氨氮難以達標。某糖廠針對廢水的排放規(guī)律和特性，采用氧化塘+高密沉淀+厭氧折流板反應器(ABR)+A/O 氧化溝+氣浮工藝處理其產(chǎn)生的工業(yè)廢水。該工藝自建成運行后一直穩(wěn)定達標。
1 工程概況
1.1 廢水水質水量
北方某糖廠設計水量為300 m3/h。進水和出水水質指標根據(jù)實測值及《制糖工業(yè)水污染物排放標準》(GB 21909—2008)中新建企業(yè)水污染物排放限值確定，見表1。
表1 進水和出水水質
注：除pH 外，各項目單位均為mg/L。
1.2 工藝流程
針對制糖廢水水質水量不穩(wěn)定、變化大、氨氮濃度較高、富含泥砂等懸浮物質、COD、BOD5高的特點，采用物化+生化的處理工藝，具體設計工藝流程見圖1。
圖1 工藝流程
1.3 主要單元
(1)氧化塘。該廠排放廢水水質水量不穩(wěn)定，氧化塘用來收集生產(chǎn)廢水，初步沉淀去除泥沙、懸浮物等。
(2)高密沉淀池。有選擇性地投加混凝劑及助凝劑，與原水充分混合、反應，形成礬花，將經(jīng)過混凝反應而形成的礬花從水中分離出去，具有處理效率高，停留時間短，占地面積少的優(yōu)點。
(3)調節(jié)池。收集高密沉淀池處理后出水，調節(jié)水質、水量，保障廢水處理系統(tǒng)穩(wěn)定、連續(xù)運行。調節(jié)池中設置污水提升泵，提升污水到板式換熱器。
(4)ABR〔3〕。廢水經(jīng)板式換熱器進入ABR，沿導流板上下折流前進，依次通過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，其中COD 的去除率高達70%以上。借助水流的作用，反應室中的污泥上下運動。由于導流板的阻擋作用和污泥的自身沉降性能，大量厭氧污泥被截留在反應室內。
(5)A/O 氧化溝。A 段為缺氧反硝化階段，此階段中，廢水中的硝態(tài)氮在反硝化細菌的作用下，被還原成氮氣;O 段為好氧氧化階段，此階段中，廢水中的氨氮和有機氮在好氧環(huán)境下被硝化細菌氧化成硝態(tài)氮，然后O 段混合液回流至A 段，去除總氮。同時有機物在厭氧微生物、兼氧微生物和好氧微生物的作用下分解。好氧段采用射流曝氣器，氧轉移率可達30%~35%，可大大降低曝氣時的空氣需求量，從而降低曝氣時的動力消耗，消除了目前廣泛采用的微孔曝氣器易于堵塞的痼疾。
(6)二沉池。二沉池為輻流式沉淀池。將從A/O氧化溝出來的廢水進行泥水分離，通過沉淀去除廢水中的懸浮物，沉淀的污泥經(jīng)吸泥機抽到污泥槽，再經(jīng)污泥泵一部分回流到生化系統(tǒng)，剩余污泥排到污泥濃縮池。
(7)淺層氣浮系統(tǒng)。淺層氣浮是溶氣氣浮的一種，其集凝聚、氣浮、撇渣、沉淀、刮泥為一體，裝置整體呈圓柱形，結構緊湊，池子較淺。
1.4 工藝特點
(1)采用氧化塘進行預沉去除泥砂〔4〕，可以有效解決廢水因污泥量大而經(jīng)常堵塞的問題。
(2)預處理采用了高密度沉淀池。高密度沉淀工藝是在傳統(tǒng)的平流沉淀池的基礎上，充分利用了動態(tài)混凝、加速絮凝原理和淺池理論，把混凝、強化絮凝、斜管沉淀等過程進行了優(yōu)化的技術。
(3)厭氧段采用ABR 技術〔5〕。ABR 在處理甜菜類高濃度廢水時去除效果好、啟動時間短、抗沖擊性能好，可為其后的好氧系統(tǒng)的反應創(chuàng)造條件。根據(jù)運行經(jīng)驗，ABR 對COD 的去除率能穩(wěn)定達到60%～83%，本工藝中ABR 出水口的COD 可維持在800~900 mg/L。
(4)生化處理工藝采用A/O 工藝，可進一步去除水體中的氨氮，同時去除水體中的有機物，保證出水氨氮和有機物達標。
1.5 主要構筑物及設備
主要構筑物、設備選型見表2。
表2 主要構筑物及設備
2 運行情況
(1)工程調試中出現(xiàn)A/O 氧化溝污泥濃度低的問題，經(jīng)分析是進入A/O 氧化溝的有機負荷太低，營養(yǎng)失調引起的。采取在A/O 氧化溝進水段加入甲醇的措施后，問題得到解決。
(2)工程于2011 年2 月通過環(huán)保局驗收，各項出水指標均達到《制糖工業(yè)水污染物排放標準》(GB21909—2008)中新建企業(yè)水污染物排放限值。具體監(jiān)測情況見表3。
表3 出水水質監(jiān)測情況
注：除pH 外，各項目單位均為mg/L。
3 經(jīng)濟分析
工程總投資為2 385 萬元，其中土建投資為935.4 萬元，設備及其他投資為1 007 萬元。廢水處理成本為1.35 元/t，其中：電費為0.80 元/t，藥劑費為0.50 元/t，人工費為0.05 元/t。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。
4 結語
(1)甜菜制糖廢水的泥沙含量非常大，經(jīng)常堵塞沉淀池，帶式壓濾機的負荷也非常高，而且在沉淀、污泥壓榨過程中均需加藥，運行費用高。改為采用氧化塘進行預沉去除泥砂后，由于廢水在進入生化系統(tǒng)前先經(jīng)過氧化塘預處理，大部分泥沙都可以沉積下來，而氧化塘到糖廠非生產(chǎn)季節(jié)可以采取機械方式清理污泥，因此運行費用低，處理效果良好。
(2)在廢水處理工程中，曝氣系統(tǒng)的能耗是廢水處理的日常運行成本的比較主要組成，因此應合理地選擇高效節(jié)能的曝氣器，避免造成不必要的浪費。建議選用射流曝氣器，其氧轉移率可達30%~35%，可大大降低曝氣時的空氣需求量，從而降低曝氣時的動力消耗，而且消除了目前廣泛采用的微孔曝氣器易于堵塞的痼疾，運行穩(wěn)定、可靠。
