乳饮料废水生化处理工艺设计论文

1前期处理阶段

前期处理阶段主要是对乳饮料生产基地内的废水进行收集，初期过滤，去除其中大块悬浮杂质。同时，对废水进行水质水量调节。该阶段包括格栅、集水井、调节池、中和池等构筑物。（1）格栅。在集水井前设置粗格栅和细格栅装置，避免集水井内的潜污提升泵被废水中混有的瓶盖、锡纸等细小杂物堵塞，从而降低维修频率。粗格栅建议选用10～15mm的栅距，细格栅建议选用栅距为3～5mm的链条式格栅。（2）集水井。生产车间的排污管道一般为地下式，设置废水集水井，可通过提升泵将废水集中提升到下一工序，从而可提高其它构筑物的标高，减少土建施工过程中的土石方开挖量。（3）调节池。生产车间设备管道的清洗具有一定周期性，车间排水的浓度随清洗时间的不同而有较大变化，因此需设置调节池，保证调节池有足够的停留时间，以不小于12h为佳。同时，距离调节池底30cm处装设穿孔曝气管，进行曝气搅拌，一方面可很好地使水质、水量混匀，另一方面可使设备清洗废水中含有的消毒剂与空气接触而氧化。（4）中和池。生产设备的清洗有多种形式，常用的有酸洗工序和碱洗工序。产生的酸碱废水先经调节池充分调节，再进入中和池进行中和，可大量减少酸碱用量。（5）事故池。在乳饮料生产线刚投产运行或产品换线生产时，极有可能会产生事故排料，此时废水的CODCr质量浓度将高达5000mg／L以上，甚至几万mg／L。设置事故池，可将事故排料时产生的高浓度废水先行收集，然后逐步排到调节池内混合处理，避免处理工艺直接受到冲击。

2物化处理阶段

乳饮料废水中含有一些呈胶体状态的食品添加剂，诸如增稠剂、稳定剂等。这些物质大多是长链分子，生化降解所需时间较长。在生化系统之前先通过物化处理，将这部分胶体物质去除，可减轻生化系统的处理压力。乳饮料废水具有一定的粘滞性，不溶于水的胶体物质，通过加药混凝形成的矾花依然质轻，易上浮，可采用气浮处理。气浮处理装置有多种形式，对乳饮料废水而言，实际工程经验显示平流式加药溶气气浮效果较好，对CODCr的去除率可达到30％～40％。加压溶气水的产生可采用溶气罐或溶气水泵的形式。德国的EDUR水泵通过叶轮切割直接形成溶气水，效果较好，但造价昂贵，维修费用高。

3生化处理阶段

生化处理系统是废水处理的中心环节，它直接关系到出水水质的好坏、运行成本的高低。在生化系统的设计上，要注重各生化水池布水的均匀性，尽量减少水流阻力，确保水流通畅。对乳饮料废水的A／O生化处理系统，A为水解酸化池，O为接触氧化池。对生化处理阶段的设置有以下建议。水解酸化池可将大分子物质转化为小分子物质，提高废水的可生化性，为后续的好氧生化处理创造良好的环境。水解池的水力停留时间以不小于5h为佳，容积负荷取6.0～7．5kg［CODCr］／（m3•d），溶解氧的质量浓度取0．3～0．5mg／L。水解酸化池可分为膜法和泥法2种形式。采用膜法水解酸化池，在反应池内加挂组合填料，设置曝气器或潜水搅拌机以维持污泥和废水处于一个稳定的混合状态。膜法水解酸化池进水方式推荐采用推流式，该进水方式应用效果较好。采用泥法水解酸化，反应池内不需要悬挂填料和设置搅拌装置，废水通过池底的布水装置进水。采用泥法设置时，要重点考虑进、出水系统。进水可采用产品化的布水器或设置穿孔布水管。在池中悬浮污泥层设置静压排泥管，及时抽泥，避免进水口堵塞，影响布水均匀性。泥法水解酸化池受进水方式的影响较大，不易控制。接触氧化池是一种膜法处理工艺，在曝气池中设置填料，将其作为生物膜的载体，避免污泥膨胀并提高微生物的量。当废水流经填料时，在生物膜和悬浮的活性污泥共同作用下，废水得到净化。接触氧化池的水力停留时间以20h以上为佳，容积负荷取1～2kg［CODCr］／（m3•d），溶解氧的质量浓度取2～4mg／L。在接触氧化池曝气器的选择上，目前广泛采用盘式微孔曝气器和管式微孔曝气器，其中盘式曝气器常用有膜片式、旋流剪切式等。膜片式微孔曝气器有直径200、250、300mm等不同规格，旋流剪切式有260、460mm等。管式曝气器长度常选用500、750、1000mm等。几种曝气器各有优点，膜片式曝气器曝气均匀，使用效果好；旋流剪切式曝气器使用寿命长；管式曝气器安装方便。膜法生化池最大的特点是在池内悬挂填料，常用的生化填料有弹性填料、软性填料、组合式填料等，对乳饮料废水处理工程，因污泥质轻，采用组合式填料较好。悬挂填料采用的填料支架，直接决定填料的使用寿命。目前，关于填料支架尚没有相应的标准及规范要求。很多工程项目采用塑料绳作为填料的支撑架，投入使用不足1a，塑料绳遇水发胀断裂，就需重新更换填料，使生化系统的维护周期缩短。因此，在生化水池的设计上，应设置牛腿，并在牛腿上设置预埋铁板或不锈钢板，以固定填料支架。对设置牛腿的生化水池，填料支架做法可参考图2进行。生化池内设置牛腿，上下两层，牛腿上预埋M1板。采用10＃槽钢，焊接在预埋板上，间距1．8m，中间增设横梁和立柱，填料支架采用12＃螺纹钢制作，螺纹钢间距为150mm。填料直接悬挂在硬性承接螺纹钢上，可大大提高填料的使用寿命。若条件允许，填料支架可采用不锈钢材质制作，日后生化水池维护，只更换填料即可，无需再次制作填料支架。一些改造项目，生化池内未设置牛腿，对此类生化水池，填料支架做法可参考图3进行。对于未设置牛腿的生化水池，尤其是旧有系统的维护，填料支架的做法可采用池底生根布置，用10＃槽钢或同类材料，固定于池底，并在侧部固定，作为立柱，随后主支撑采用10＃槽钢布置，间距为1．8m，填料支架采用12＃螺纹钢制作。取消填料支架直接固定池壁的做法，避免水池清理时，池壁受到水力挤压及填料拉伸的影响，维持构筑物池壁稳固。

4沉淀－污泥处理阶段

二沉池的运行对污水处理站的出水水质有着至关重要的影响，一旦二沉池运行出现问题，出水SS浓度就会明显升高，导致出水水质恶化。针对乳饮料废水处理工程，二沉池的表面负荷取0．75～0．90m3／（m2•h）。同时应慎用斜管沉淀池，不少小型乳饮料废水处理站，二沉池多采用斜管沉淀池。只考虑到了斜管沉淀池节省占地及投资的优势，而忽略了实际使用效果。乳饮料废水的生化污泥质轻，不易沉淀，污泥发酵产生的沼气，会冲击斜管，导致斜管填料塌陷。在小型乳饮料废水处理工艺中二沉池的选择上，建议选用竖流式或平流式二沉池。二沉池污泥泵建议选用自吸式污泥泵，同时二沉池池底每个泥斗应单独设立排泥管，不可并用。气浮系统产生的物化污泥与生化系统的剩余污泥都混合在污泥浓缩池内浓缩，因物化污泥质轻，会导致污泥浓缩池出现上层气浮泥渣、中层水、下层生化污泥的现象，故而污泥浓缩池的设计除设计泥斗外，可加设框式搅拌机，将物化污泥混入生化污泥内，以保证物化污泥得到及时处理。浓缩后的污泥可通过自吸污泥泵或螺杆泵抽入压滤机压滤，压滤后的干污泥交由专业机构处理。

5结语

乳饮料废水处理工程的设计及相似小型污水站的设计，除遵循已有的排水规范外，更应注重对实际使用情况的跟踪和掌控，尽量完善设计细节，使污水站最大程度地发挥作用。前期处理阶段，在设计集水井、调节池的基础上，更要注重事故池、中和池的设计。物化处理阶段，建议采用平流式加压溶气气浮处理装置。对膜法生化池及填料支架的做法，需逐步确立相应标准和规范。在二沉池的选择上，不建议选用斜管沉淀池，各个泥斗单独设计排泥管道。气浮系统产生的物化污泥，生化系统产生的剩余污泥，可通过框式搅拌机先行混合，再进行压滤，以取得良好效果。

作者：周彦 汪晓熙 单位：杭州娃哈哈集团有限公司 杭州东风裕隆汽车有限公司