Plate and frame chamber diaphragm filter presses
項目簡介
項目企業主要從事奶茶配料的加工，年產常溫粉圓10 000噸，冷凍粉圓7 000噸，糖水布丁100噸，芋圓200噸，芋泥200噸，調味糖漿200噸。項目產生的廢水為純水制備產生的濃水，冷凍粉圓煮制清洗水，車間清洗水，冷卻水和員工生活污水。其中純水制備的濃水排至雨水管網，冷卻水循環使用，員工生活污水要求經化糞池預處理后達到廣東省地方標準《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二時段三級標準和附近污水處理廠接管標準后，進入附近污水處理廠處理。其余生產廢水（冷凍粉圓煮制清洗水和車間清洗水）需經廠內廢水站處理后達到廣東省地方標準《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二時段一級標準后，進入附近污水處理廠處理。該項目廢水污染物濃度高，未經處理的廢水難以滿足排放要求，且將對污水處理廠進水有機負荷造成相當大的沖擊。
2 排污狀況及處理目標
2.1 建設規模根據廠方提供的《建設項目環境影響報告表》描述及有關數據，車間每天工作16 h，全年約300個工作日，生產廢水排放量約179 t/d，設計保留有一定裕量，則本項目廢水處理站設計規模200 m3/d。廢水站24小時連續運行，故本方案廢水處理系統設計規模為8.5 m3/h。
2.2原始濃度及處理目標
進水水質：通過現場取水樣實驗檢測得出數據；出水水質：達到廣東省地方標準《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二時段一級標準，具體指標值如表1所示：
廢水處理系統所產生的剩余污泥排入污泥池，然后再用廂式壓濾機脫水，濾液回流至調節池，泥餅交由有資質的第三方公司外運處置。
3 廢水處理工藝
3.1 廢水特性分析該企業生產的奶茶配料屬于淀粉加工產物，主要原輔材料為木薯淀粉、焦糖色素、食用香精、增稠劑和防腐劑等。車間排放的食品加工廢水粘稠度高，呈褐色膠體的穩定狀態，聞起來有焦糖味，長時間靜止放置或投加常規混凝劑基本不起效果。室溫下放置8～10天，才聞到發酵的腐臭味，可見其穩定性較好，和常規的高濃度食品廢水對比較難發酵變質（較難生物降解）。
3.2 廢水處理工藝設計
3.2.1 實驗分析常規淀粉廢水屬于高濃度有機廢水，B/C比較高，可生化性好，故多采用“初沉池/氣浮池+厭氧池+好氧池”的傳統工藝處理，可滿足廢水的排放要求。但項目企業生產加工過程中添加了大量其他輔料，如增稠劑和防腐劑等，從而影響了廢水的性質，尤其是令它的可生化性大大降低，嘗試利用混凝沉淀或氣浮均起不到實際性的作用。為了破壞廢水的穩定狀態，提高廢水可生化性，我特意進行了多次物化預處理試驗及研究。項目廢水中含有較大量的添加劑成份，影響廢水的特性；試驗時嘗試使用酸、堿調節pH，或添加電解質鹽類均不能破壞其膠體狀態。化驗員在實驗室多次試驗后，發現投加大量的強氧化劑能降低粘稠度和色度（氧化其中的色素和增稠劑等添加劑）破壞廢水的膠體狀態，使得大量的淀粉能沉淀出來，從而能降低廢水的COD濃度，并提高了廢水的可生化性，為后續的生化處理創造了前提條件。實驗步驟：a、用量筒取廢水100 mL倒入200 mL燒杯中；b、在攪拌狀態下，投加5%的燒堿溶液調節廢水pH值至10；c、投加5%的次氯酸鈉溶液N mL，連續攪拌10～20 min；d、投加幾滴5%的PAC，攪拌混合均勻，再投加幾滴PAM溶液1.5%；f、靜止沉淀25～30 min，提取上清液，加入幾滴5%的硫酸亞鐵溶液，攪拌約10～20 min；g、投加幾滴5%的PAC，攪拌混合均勻，再投加幾滴PAM溶液1.5%，靜止沉淀25～30 min，取上清液測試污染物濃度。經多次實驗調整次氯酸鈉加藥量，尋找合適的加藥量，得出如圖1所示數據：1次氯酸鈉加藥量與COD去除率關系顯示，隨著次氯酸鈉的投加量增加，COD去除率呈上升趨勢。當次氯酸鈉加藥量大于1.5 g/L時，COD去除率上升不明顯，繼續投加的次氯酸鈉利用率不高，對處理效果影響不大。故本次實驗得出該廢水投加次氯酸鈉的最佳加藥量為1.5 g/L，CODCr去除率約50%。
3.2.2 工藝設計企業生產廢水中主要污染物為SS、CODCr、BOD5、氨氮等，其特點是黏度大，污染物濃度高，由于生產環節中添加了防腐劑等添加劑，以致其可生化性較差。根據以上特點，設計廢水處理工藝流程圖如圖2所示：
3.2.3 主要處理設施設計選型
（1）調節池功能作用：暫存廢水，起到平衡、調節水量水質，均質均量的作用。水池內尺寸：7.6 m×3.0 m×4.0 m，有效水深3 m，鋼砼地下池，有效體積：67.5 m3。配套不銹鋼粗細格柵一套；提升泵2臺，1用1備，流量10 m3/h，揚程10 m，功率0.75 kW；攪拌風機風量1.24 m3/min，壓力0.05 MPa，功率2.2 kW。
（2）反應池功能作用：加藥攪拌器，利用機械攪拌使化學藥劑在廢水中分散均勻，有利于提高化學反應速率和效率。處理能力：8.5 m3/h，外形尺寸：2.0 m×2.0 m×3.2 m，配套攪拌機4臺，設備裝機功率：3.7 kW，攪拌槳材質：SUS316，設備材質：Q235襯FRP。
（3）混凝沉淀池功能作用：在沉淀區內水流速度降低，比重較大的顆粒物，沉淀于底部起到泥水分離作用。處理能力：8.5 m3/h，外形尺寸：5.0 m×2.0 m×3.2 m，表面水力負荷：0.85 m3/（m2·h），設備材質：Q235襯FRP。
（4）氣浮機功能作用：在加壓條件下空氣溶于水，形成空氣過飽和狀態，然后減至常壓釋放，以微小氣泡釋放于水中，顆粒粘附上氣泡后，密度小于水即上浮水面，形成浮渣層，從水中分離出去。處理能力：8.5 m3/h，外形尺寸：5.0 m×2.0 m×2.1 m，裝機功率：1.87 kW，設備材質：Q235襯FRP，配套設施：溶氣罐、刮泥機和溶氣水泵等。
（5）厭氧池（UASB）功能作用：厭氧菌群分解大分子難生物降級的有機物，調節廢水B/C比。處理能力：8.5 m3/h，外形尺寸：Φ3.4 m×7.8 m，數量3座，進水COD容積負荷：＜3.0 kgCOD/m3·d，停留時間24 h，設備殼體材質：Q235襯FRP。
（6）接觸氧化池功能作用：在好氧氛圍下，微生物利用廢水中的有機物作為營養物，合成細胞所需物質，從而起到降解有機污染物的作用。處理能力：8.5 m3/h，外形尺寸：Φ3.4 m×7.0 m，數量3座，進水BOD容積負荷：＜1.0 kgBOD/m3·d，停留時間18 h，設備殼體材質：Q235襯FRP。配套設施：鼓風機2臺（1用1備），風量：3.6 m3/min，壓力：0.07 MPa，功率：7.5 kW。
（7）MBR生化池+清水池功能作用：進一步分解有機污染物，并進行膜過濾截留活性污泥混合液，節省二沉池建造費用。處理能力：8.5 m3/h，外形尺寸：6.0 m×2.5 m×3.2 m，MBR池容積：30 m3，清水池積：13.5 m3。配套設施：MBR膜面積：720 m2，設計膜通量：14.8 L/ m2·h；產水泵流量10 m3/h，數量2臺，1用1備，運行模式：開8 min，停2 min；反沖泵流量流量15 m3/h，數量1臺；鼓風機2臺（1用1備），風量：2.5 m3/min，壓力：0.03 MPa，功率：4 kW。
（8）污泥池功能作用：暫存物化污泥和生化系統剩余污泥。水池內尺寸：2.4 m×3.0 m×4.0 m，鋼砼地埋池，有效容積：25 m3。配套設施：氣動隔膜泵1臺，型號QBY-50，泵殼材質鋁合金；廂式壓濾機1臺，型號XMY45/800-UB，過濾面積：45 m2，功率：3.0 kW。
（9）加藥裝置（6套）功能作用：配制、投加廢水處理系統所需的藥劑。配藥箱有效容積1 000 L，材質PE；攪拌器功率：0.55 kW；加藥泵流量：0.8 m3/h，揚程10 m，功率：0.25 kW。
4 項目分析
4.1 應用成效項目工程完成后已穩定運行約1年，經廢水處理系統處理后尾水穩定達標排放，季度監測數據，出水CODCr平均為75 mg/L，BOD平均為15 mg/L，氨氮平均為7.4 mg/L，推算出CODCr去除率為99.4%，BOD去除率位99.6%，氨氮去除率為60%。結果表面采用“化學氧化+生化處理”組合工藝，適用于該類奶茶配料加工企業廢水處理工程。
4.2 改造工程主要技術經濟指標設計處理水量200 m3/d，實際占地面積約240 m2，換算處理每噸污水用地1.2 m2；電耗約1.5元/m3；藥劑費約1.8元/m3；噸水處理成本約4.3元/m3（含人工費與污泥處置費）。
5 結語采用“化學氧化+生化處理”組合工藝處理該類奶茶配料加工企業廢水，處理后尾水能保證穩定達標排放。工藝具有占地面積小，節省基建投資，抗沖擊負荷能力強與自動化程度高、運行管理方便等優勢，但由于項目排水量較少，污染物濃度高，且生產環節中添加了一定量的增稠劑和防腐劑等，使得廢水可生化性大大降低，需先進行復雜的預處理，增加了廢水處理工程的難度和日后廢水站運營維護成本。應在生產源頭上降低這類添加劑的使用量，這在一定程度上能提高企業經營效益和降低廢水處理管理運營成本，雙得益彰。
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