甜菜制糖废水处理方法

　　制糖企业里流洗工段的废水为反复循环使用的洗甜菜废水，水中富含泥砂等悬浮物质，SS 质量浓度一般在10～60 g/L 左右，还有少量的生活污水等，氨氮质量浓度达50 mg/L。由于悬浮物过高，导致COD、BOD 也很高。此外这类污水还具有水质水量不稳定、变化大等特点，如果不经过处理直接排放，将造成严重的环境污染〔1〕。然而常规的方法处理这种废水难以达到排放要求〔2〕，特别是氨氮难以达标。某糖厂针对废水的排放规律和特性，采用氧化塘+高密沉淀+厌氧折流板反应器(ABR)+A/O 氧化沟+气浮工艺处理其产生的工业废水。该工艺自建成运行后一直稳定达标。

　　1 工程概况

　　1.1 废水水质水量

　　北方某糖厂设计水量为300 m3/h。进水和出水水质指标根据实测值及《制糖工业水污染物排放标准》(GB 21909—2008)中新建企业水污染物排放限值确定，见表1。

　　表1 进水和出水水质

　　注：除pH 外，各项目单位均为mg/L。

　　1.2 工艺流程

　　针对制糖废水水质水量不稳定、变化大、氨氮浓度较高、富含泥砂等悬浮物质、COD、BOD5高的特点，采用物化+生化的处理工艺，具体设计工艺流程见图1。

　　图1 工艺流程

　　1.3 主要单元

　　(1)氧化塘。该厂排放废水水质水量不稳定，氧化塘用来收集生产废水，初步沉淀去除泥沙、悬浮物等。

　　(2)高密沉淀池。有选择性地投加混凝剂及助凝剂，与原水充分混合、反应，形成矾花，将经过混凝反应而形成的矾花从水中分离出去，具有处理效率高，停留时间短，占地面积少的优点。

　　(3)调节池。收集高密沉淀池处理后出水，调节水质、水量，保障废水处理系统稳定、连续运行。调节池中设置污水提升泵，提升污水到板式换热器。

　　(4)ABR〔3〕。废水经板式换热器进入ABR，沿导流板上下折流前进，依次通过每个反应室的污泥床，废水中的有机物通过与微生物充分接触而得到去除，其中COD 的去除率高达70%以上。借助水流的作用，反应室中的污泥上下运动。由于导流板的阻挡作用和污泥的自身沉降性能，大量厌氧污泥被截留在反应室内。

　　(5)A/O 氧化沟。A 段为缺氧反硝化阶段，此阶段中，废水中的硝态氮在反硝化细菌的作用下，被还原成氮气;O 段为好氧氧化阶段，此阶段中，废水中的氨氮和有机氮在好氧环境下被硝化细菌氧化成硝态氮，然后O 段混合液回流至A 段，去除总氮。同时有机物在厌氧微生物、兼氧微生物和好氧微生物的作用下分解。好氧段采用射流曝气器，氧转移率可达30%~35%，可大大降低曝气时的空气需求量，从而降低曝气时的动力消耗，消除了目前广泛采用的微孔曝气器易于堵塞的痼疾。

　　(6)二沉池。二沉池为辐流式沉淀池。将从A/O氧化沟出来的废水进行泥水分离，通过沉淀去除废水中的悬浮物，沉淀的污泥经吸泥机抽到污泥槽，再经污泥泵一部分回流到生化系统，剩余污泥排到污泥浓缩池。

　　(7)浅层气浮系统。浅层气浮是溶气气浮的一种，其集凝聚、气浮、撇渣、沉淀、刮泥为一体，装置整体呈圆柱形，结构紧凑，池子较浅。

　　1.4 工艺特点

　　(1)采用氧化塘进行预沉去除泥砂〔4〕，可以有效解决废水因污泥量大而经常堵塞的问题。

　　(2)预处理采用了高密度沉淀池。高密度沉淀工艺是在传统的平流沉淀池的基础上，充分利用了动态混凝、加速絮凝原理和浅池理论，把混凝、强化絮凝、斜管沉淀等过程进行了优化的技术。

　　(3)厌氧段采用ABR 技术〔5〕。ABR 在处理甜菜类高浓度废水时去除效果好、启动时间短、抗冲击性能好，可为其后的好氧系统的反应创造条件。根据运行经验，ABR 对COD 的去除率能稳定达到60%～83%，本工艺中ABR 出水口的COD 可维持在800~900 mg/L。

　　(4)生化处理工艺采用A/O 工艺，可进一步去除水体中的氨氮，同时去除水体中的有机物，保证出水氨氮和有机物达标。

　　1.5 主要构筑物及设备

　　主要构筑物、设备选型见表2。

　　表2 主要构筑物及设备

　　2 运行情况

　　(1)工程调试中出现A/O 氧化沟污泥浓度低的问题，经分析是进入A/O 氧化沟的有机负荷太低，营养失调引起的。采取在A/O 氧化沟进水段加入甲醇的措施后，问题得到解决。

　　(2)工程于2011 年2 月通过环保局验收，各项出水指标均达到《制糖工业水污染物排放标准》(GB21909—2008)中新建企业水污染物排放限值。具体监测情况见表3。

　　表3 出水水质监测情况

　　注：除pH 外，各项目单位均为mg/L。

　　3 经济分析

　　工程总投资为2 385 万元，其中土建投资为935.4 万元，设备及其他投资为1 007 万元。废水处理成本为1.35 元/t，其中：电费为0.80 元/t，药剂费为0.50 元/t，人工费为0.05 元/t。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

　　4 结语

　　(1)甜菜制糖废水的泥沙含量非常大，经常堵塞沉淀池，带式压滤机的负荷也非常高，而且在沉淀、污泥压榨过程中均需加药，运行费用高。改为采用氧化塘进行预沉去除泥砂后，由于废水在进入生化系统前先经过氧化塘预处理，大部分泥沙都可以沉积下来，而氧化塘到糖厂非生产季节可以采取机械方式清理污泥，因此运行费用低，处理效果良好。

　　(2)在废水处理工程中，曝气系统的能耗是废水处理的日常运行成本的比较主要组成，因此应合理地选择高效节能的曝气器，避免造成不必要的浪费。建议选用射流曝气器，其氧转移率可达30%~35%，可大大降低曝气时的空气需求量，从而降低曝气时的动力消耗，而且消除了目前广泛采用的微孔曝气器易于堵塞的痼疾，运行稳定、可靠。