水解酸化——SBR工艺处理饮料生产废水

摘要：介绍了水解酸化+SBR工艺处理饮料生产废水的工艺设计和运行效果。该工艺具有处理效果好、低能耗、易管理等特点。在进水CODcr为2000~4000mg/l，BOD5为1000~2000mg/l的条件下，经过该系统处理，出水CODcr保持在130mg/l以下，BOD4保持在25mg/l以下，出水水质达到（GB8978）《中华人民共和国国家标准污水综合排放指标》的Ⅱ级标准。

关键词：饮料生产废水；水解酸化；SBR

1、废水水质及排放标准

某饮料公司主要产品为汽水类饮料，排放的废水水质属蔗糖有机废水，主要来自洗瓶废水及灌注机、溶糖罐等设备清洗废水以及链板式输送带残留的产品原液和杀菌剂、润滑剂残液，另外废水还包括冲洗地面水以及纯水制备过程中反冲洗水。废水中所含的主要污染物有蔗糖、咖啡碱、磷酸、水果汁、柠檬酸、抗坏血酸、香料以及蔗糖，还含有烧碱、碳酸盐等。另外，还含有少量生活污水，总体废水水量为2000m3/d。废水处理后要求达到（GB8978）《中华人民共和国国家标准污水综合排放标准》的②级标准，其主要水质指标见表1。

2、主导工艺选择

根据原废水处理情况，如单纯用好氧工艺（滴滤池+活性污泥法）需投加大量的硫酸，将PH从12调至11，（每吨废水投加量为1kg），吨废水运行费用很高。故本方案不在沿用原有春好氧工艺，改用厌氧+好氧工艺。

根据厌氧过程进行的程度不同，厌氧工艺可分为完全厌氧（通常称其为厌氧法）和不完全厌氧（通常称其为水解酸化法）。水解酸化与完全厌氧相比有以下优点。

（1）水解酸化工艺对于固体、大分子有机物的降解，其功能完全和厌氧硝化一样，但可以在常温和较低的温度下运行，产生的剩余污泥量很少，易于处置，实现了污水、污泥的一次性处理，节约投资。

（2）不需要密闭的池，不需要水、气、固三相分离器，降低了造价且便于维护。

（3）由于反应控制在第三阶段前，没有进入产甲烷阶段，因此五万去厌氧反应所具有的不良气味，反应时间也较短，所需的构筑物小，而且没有了产甲烷菌，简化了这多控制因素。

由于原水PH较高，如采用完全厌氧，则须在调节池投加大量的酸进行中和，以适应产甲烷菌的生活条件，增加了运行成本，古仔厌氧阶段选择水解酸化法。

SBR工艺即序批式活性污泥法，是一种污水生化处理方法，它由一个或多个曝气反应池组成，污水分批进入池中，经活性污泥净化后，上清液排出池外即完成一个运行周期，目前已用于多种工业废水处理，并取得显著效果。

故本方案采用水解酸化+SBR的工艺组合。

3、工艺流程及主要构筑物设计参数

3.1流程说明

由生产车间排出的废水含油塑料吸管、塑料片等杂物，应首先经过机械格栅，将原水中含油的杂物截留。经机械格栅后的废水进入调节池，调节水质水量，再由提升泵提升，将废水泵如水解酸化吃，在水解酸化池中由于水解菌的作用，将废水中含有的大分子、不溶性有机物降解为小分子、溶解性有机物，并且在酸化菌的作用下进一步转化成有机酸使PH值降低。经水解酸化后的废水进入SBR池，在SBR池中好氧微生物的作用下，废水中的有机物被微生物吸附、降解生成二氧化碳、水和氮等，并从废水中彻底去除，同时微生物合成新细胞，使活性污泥量增加。好氧生化处理后的水，已满足排放要求，经计量后排放。

玻璃瓶生产线排出高浓度废碱液，排出量约为40~80m3/d，为减轻对生化工艺的冲击，需设置浓废液贮存池贮存高浓度废碱液，再将其均匀汇入处理系统。

餐厅排放的废水，经过隔油池后汇入格栅井，进入生化处理系统。

3.2主要构筑物及设计参数

（1）格栅井及自动格栅。用于截留大颗粒杂物。格栅井为钢筋混凝土池体，内做防腐。

（2）调节池。用于调节水质水量。停留时间HRT=12h，有效容积V=1360m3.钢筋混凝土池体，内做防腐，1座。内设潜水搅拌机及提升泵，提升泵为潜水泵，设3台，2用1备。

（3）水解酸化反应池。微生物进行水解酸化反应的场所。水解酸化反应池有机物容积负荷为1.2kg/(m3·d)，污泥浓度为3000mg/l，反应池有效容积V=1090m3，水力停留时间12h，连续运行。池体为钢筋混凝土，设池顶盖，内表面做防腐处理。每池底部均设配水系统，脉冲进水。

（4）SBR池。微生物进行好氧生化反应的场所。在SBR池中，有机物被好氧微生物降解。池体为钢筋混凝土，有效水深4.5m。内设微孔曝气头，曝气头直径为250mm，每个服务面积为0.6~0.8m2，氧利用率为25%计，共954个，每池每周期排水量为333m3，设滗水能力为Q=350m3/h的滗水器3台，每池1台。每池设排泥泵1台，排泥泵Q=55m3/h，H=12m，N=3.7kw，共3台，用于将SBR池剩余污泥抽入水解酸化池及污泥浓缩池。

（5）鼓风机房及鼓风机。用于SBR池供气，选用罗茨鼓风机4台，3用1备，每个SBR池对应1台鼓风机。

（6）污泥浓缩池。用于浓缩好氧产生的污泥，SBR池产生的污泥30%回流至水解酸化吃。剩余污泥产量556kg/d，污泥浓缩前含水率为99.8%，污泥体积278m3，设有效容积为V=200m3污泥浓缩池2座，钢筋混凝土池体，设池顶盖，间歇式运行。

（7）污泥贮存池。浓缩后污泥含水率98%，污泥体积为28m3，污泥贮存池容积30m3，钢筋混凝土池体，1座。

（8）污泥脱水间及污泥脱水机。用于将好氧过程产生的污泥脱水干化。

（9）浓度液贮存池。用于贮存生产中排放的高浓度废液，有效容积100m3。

4、运行效果分析

该工程从<水解酸化池进出水水质报告>、<SBR池进出水水质报告>中可知，水解酸化池的CODcr去除率在45%~50%之间，BOD5去除率在45%左右。处理后，BOD5/CODcr平均值由原来的0.486提高到0.549，增加了废水的可生化性。 

SBR池平均出水水质CODcr保持在130mg/l以下，BOD5保持在25mg/l以下，达到（GB8978）《中华人民共和国国家标准污水综合排放标准》的②级标准。

5、结论与分析

（1）采用水解酸化+SBR工艺处理汽水类饮料废水工艺流程短，处理效果好且稳定，CODcr、BOD5去除率分别达到95%和98%，出水PH值8.0左右，SS在35mg/l左右。

（2）原水中含油大量的苛性钠，由于水解酸化菌对PH值的适应范围比较广，且对PH值的变化不如产甲烷菌敏感，故对进入水解酸化反应池的废水PH值要求不高，只需在启动初期投加酸以调整PH（调PH用的算可以是H2SO4或HCl）。水解酸化菌经一段时间的培养驯化后便能够适应高PH值，而且在水解酸化过程中，由微生物呼吸作用而产生的二氧化碳将会与OH-发生反应而产生HCO3-，酸化过程中产生的有机酸也能中和部分OH-，从而使系统的PH缓冲到8.0左右，无需投加酸进行中和，节省药剂费。

（3）该工艺厌氧段只采用水解酸化段，一方面可利用水解酸化菌降解大分子、难溶有机物使之成为小分子、易溶解有机物，改善废水的可生化性，以利好氧过程将这部分有机物去除，降低运行费用；另一方面可避免因为产甲烷菌对生长环境的要求（如PH、温度、有害物质、缓冲能力等的要求）而带来的一系列的操作、控制的复杂性，同时也避免了完全厌氧启动慢，因甲烷气体的产生而带来的安全问题。