于军，陆健杰，孙洪涛
（山东省环境保护科学设计研究院，山东济南 250013） 摘 要：介绍了厌氧—好氧联合工艺在柠檬酸废水治理工程中的成功 应用，分析了工程的设计、运行情况，总结了工程的经验和注意事项。?
关键词：柠檬酸废水；厌氧—好氧工艺；UASB反应器；颗粒污泥
中图分类号：X78
文献标识码：C
文章编号：1000-4602(2000)08-0036-03 柠檬酸的生产是通过发酵工艺进行的，其排放的废水含有高浓度的可生物降解有机物，这些有机物多以碳水化合物及其降解产物为主。世界各国对于柠檬酸废水的处理大都采用厌氧—好氧联合处理工艺，而这一工艺的核心——厌氧处理单元，除了采用厌氧接触工艺和厌氧滤 器外，应用最多的还是70年代末开始用于食品发酵工业废水处理的UASB厌氧反应器工艺。?
1999年10月，新泰柠檬酸厂（现改名为新泰艾史迪生化有限公司）柠檬酸废水治理工程通过了山东省环保局主持的工程验收，工程验收期间厌氧工段CODCr容积负荷Nv≥8.0kgCODCr/(m3·d)，去除率达93.2%，工程CODCr总去除率达98.0%。目前运行稳定，效果良好。现将该工程情况做简要介绍。 1 水质、水量的确定 根据企业现有排水管路，所排放的废水主要包括浓废水和淡废水两部分，浓废水主要包括废糖水原液和洗糖水。排放废水处理后要求达到《污水综合排放标准》GB 8978—1996味精工业二级标准，废水水质、水量及排放标准详见表1。? 表1 废水水质、水量及排放标准 | 排放废水 | 水量
（m3/d) | PH值 | CODcr
(mg/L) | BOD5
(mg/L) | SS
(mg/L) | 氨氮
(mg/L) | | 浓废水 | 700 | 5-5.5 | 16000 | 6500 | 450 | 60 | | 淡废水 | 700 | 5.5-6.0 | 1500 | 650 | 400 | 10 | | 合计 | 1400 | | 8750（均值） | 3750（均值） | 425（均值） | 35（均值） | | 标准值 | | 6-9 | 300 | 150 | 200 | 25 | 2 工程设计? 2.1 工艺流程
? 由车间排放的浓废水自流至浓水调节池，调节pH后由污水泵提升至UASB反应器，出水一部分回流至浓水调节池，它与UASB反应器形成集调节、厌氧降解为一体的处理系统；一部分自流至曝气调节池与淡废水混合，经曝气后由污水泵提升至沉淀池形成一级好氧系统；此时沉淀池出水已近达标，再自流至接触氧化池、气浮池进行好氧生化和物化处理(见图1)。? 
2.2 设计参数的确定?
工程设计中着重强化厌氧处理单元，同时好氧工段采用较低的负荷，以稳定剩余污泥，减少污泥排放量，改善污泥脱水性能，具体设计参数见表2。? 3 处理效果和处理成本? 3.1 处理效果?
工程属省控污染治理项目，山东省环保局委托泰安市环保监测站于1999年10月8日—9日进行了为期两天的现场采样、监测。监测项目为pH、CODCr、BOD5、SS、NH3-N、流量共6项，监测频率每天采样4次，均测单样，监测结果见表3。? 表２ 处理设施设计参数 | 设施名称 | 参数 | 附属设备 | 备注 | | 浓水调节池 | HRT＝８h | 简易石灰中和筛 | 现石灰投加量200kg/d | | 污水泵 | N=7.5kw，一用一备 | | UASB反应器 | NV=8.0kgCOD/(m3.d)
q=2.25-0.5m3/(m2.h) | 三相分离器均匀布水器 | 设备自制 | | 曝气调节池 | HRT=.5h
NV=3.2kgCOD/(m3.d) | 微孔曝气器 | 共300只 | | 污水泵 | N=7.5kw,二用一备 | | 竖流式沉淀池 | HRT=3.5h
q=1.0m3/(m2.h) | | 污泥回流比R=30%-35% | | 接触氧化池 | HRT=20hNV=1.0kgCOD/(m3.d) | 微孔曝气器 | 共500只 | | 组合填料 | 共800m3 | | 气浮池 | 处理量Q=60m3/h | 溶气系统、加药系统等 | | | 机房 | 建筑面积=200m2 | 风机 | N=55kw,利用原有建筑物 | | 污泥浓缩池 | 有效容积=200m3 | 污泥浓缩机 | 因资金所限未上 | | 均质池 | 有效容积=25m3 | 泥浆泵 | | | 污泥干化池 | 干化面积=200m2 | | | 表3 污水处理工程监测结果 | 监测点位 | 监测指标 | | PH | CODcr
(mg/L) | BOD5
(mg/L) | SS
(mg/L) | 氨氮
（mg/L) | 流量
（m3/d） | | 浓废水入口 | 最高值 | 5.89 | 20400 | 8164 | 472 | 69.0 | 890 | | 最低值 | 4.66 | 11000 | 4395 | 391 | 49.2 | 430 | | 平均值 | 5.43 | 16388 | 6555 | 421 | 61.0 | 675 | | 淡废水入口 | 最高值 | 5.47 | 6385 | 2623 | 392 | 6.0 | 871 | | 最低值 | 4.34 | 182 | 66 | 89 | 3.9 | 644 | | 平均值 | 5.21 | 1481 | 519 | 153 | 5.2 | 750 | | 总排口 | 最高值 | 7.54 | 220 | 20.9 | 104 | 0.697 | 1656 | | 最低值 | 6.80 | 126 | 11.2 | 56 | 0.338 | 1124 | | 平均值 | 7.12 | 170 | 15.6 | 77 | 0.465 | 1425 | | 标准值 | 6-9 | 300 | 150 | 200 | 25 | | 监测结果表明，治理工程设计合理，处理效果明显，排污口废水中的污染物达到国家规定的相应排放标准。
? 3.2 处理成本?
工程总投资307万元，处理成本主要包括动力费，人员工资、福利，药剂费，工程折旧和设施维修费等，其经济技术指标见表4。? 表４ 工程经济技术指标 工程规模
（m3/d) | 工程投资
（万元） | 工程占地
（m2) | 总处理成本
（元／m3) | 直接费用
（元／m３） | 定员
（人） | COD削减总量
（t/d） | 电耗
（kw.h/m3) | | 1400 | 307 | 3200 | 1.20 | 0.59 | 19 | 10.2 | 0.93 | 4 工程特点? 工程设计中结合水力澄清池和IC厌氧反应器的特点对进液布水系统进行了精心的研究，采用8套均匀布水系统（每套服务面积36m2，可独立操作运行，通过人工控制可灵活调节各布水系统水力负荷，也可使整个系统形成脉冲进水）；为提高局部进水点的流速，增强系统布水均匀性，设计采用较小的开孔比（15%）以形成污泥与进液间充分的接触、最大限度地利 用反应器内的污泥和有效容积，防止反应器内形成沟流和死角；对于三相分离器，设计成双层分离隔板，采用适宜的表面负荷q=0.25～0.5m3/(m2·h)和较低的出水堰负荷qL=0.08～0.16L/(m·s)，使三相分离器能保留尽可能多的污泥和排放沼气，提高出水净化效果。?
由于工程在设计中较好地解决了均匀布水、三相分离等问题，UASB反应器的出水水质澄清、呈青灰色（感官与城市生活污水相似），COD去除率高（平均去除率达94.9%）,启动周期短、调试迅速（三个月），污泥床内形成了颗粒污泥（质软、有韧性，粒径在0.5～1.5mm之间），污泥沉降性能好。整个工程具备以下特点：?
①生化处理（厌氧、好氧单元）始终处于较高的处理水平，固液分离效果明显，总排口CODCr去除率达98.5%，BOD5去除率达99.6%，SS去除率达97.3%，氨氮去除率达99.0%。?
②工程厌氧处理系统对温度变化适应性强。整个调试期间水温在25～55 ℃间变化，厌氧处理单元都能达到满意的处理效果。由于生产过程中排放的废水水温较高（80 ℃），根据气温变化，可通过调节淡废水水量将厌氧反应池内的水温控制在适宜的范围内，设计中不需另考虑 热交换设施。?
③工程厌氧处理系统抗冲击负荷能力强。生产过程中排放的废水量大、呈周期性变化，浓废水CODCr浓度从40000mg/L到5000mg/L不等，每班（8h）为一变化周期，瞬时COD容积负荷从3kgCOD/(m3·d)到35 kgCOD/(m3·d)变化，但只要日平均容积负荷约为8 kgCODCr/(m3·d)，厌氧出水水质就能稳定在1 000 mg/L左右，因此，总排口出水水质波动不大。
④接触氧化池出水中有机污染物多以溶解状态存在，经气浮处理COD去除率不高（≤15%），故企业实际运行中气浮设施基本不开，只有当接触氧化池出水COD≥200mg/L时才启动气浮设施，实际运行费用较表4所列数据低。?
⑤由于进水COD以溶解状态存在，且绝大多数COD是通过厌氧反应去除的，而好氧工段采用 较低的负荷，虽然调节曝气池容积负荷较高［3.2 kgCOD/（m3·d）］,但因活性污泥浓度较高MLSS=6500mg/L），其污泥负荷并不高［0.49 kgCOD/（kgMLSS·d）］，故剩余污泥排放量较低，沉淀池每天排放污泥20m3，厌氧剩余污泥自调试以来(半年)共排放80m3。 5 经验与总结 ① 柠檬酸废水浓度高，厌氧反应池处理效果的好坏是整个工程造价和运行成本高低的关键，为此本工程采用并强化了运行稳定、效果优良的UASB厌氧处理技术，以最大程度 地提高厌氧处理元的CODCr去除率。?
②以瓜干为原料的发酵废水通过生化处理可以达到较高的COD去除率，但废水中的色度很难解决，最终出水经混凝气浮也难以达到满意的效果，物化工段色度去除率≤30%，氯氧化或臭氧氧化因成本过高未采用，因此工程最终出水澄清但呈黄色，与淡茶水相似。
③柠檬酸废水pH较低、呈酸性，在进入UASB前（特别是调试初期）应对其进行调节，使废水呈中性。原设计采用变速中和滤塔调节来水pH，由于企业资金紧张，故尝试在浓水调节池上改用简易石灰筛网。实践表明，该设施运行简单、效果稳定、成本较低，宜于在中、小型废水治理工程中使用。?? 参考文献：
［1］Kato M T.The Anaerobic Treatment of Low Strength Soluble Wastewaters［M］.The Nether lands:WAU,1994.
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收稿日期：2000-03-20 | 
