植物提取廢水處理工程實例

唐 勝

（蘇州市鵬月環保工程有限公司 江蘇蘇州 215010）

引言

某公司主要從事植物提取物以及其他營養成分的生產和銷售，主要包括高品質紅景天提取物、蘋果多酚、洋甘菊提取物、針葉櫻桃、咖啡豆提取物、葡萄籽提取物、竹葉提取物等。在生產過程中所產生的廢水來源主要有三個主要方面：原料清洗廢水、再生樹脂柱廢水及層析過程廢水，日產廢水量為500m3/d。隨著企業對資源節約及環保意識的逐漸提高，對其中低濃度清洗廢水進行循環使用，高濃度廢水預處理后再進行生物法處理，廢水處理后達到市政管網接納標準。

1 廢水水質情況

本項目設計廢水主要來源四個方面：原料清洗廢水、再生樹脂廢水、層析過程廢水和地面清洗水。其中，原料清洗廢水主要來源于水果和藥劑投產之前的清洗廢水，該廢水具有一定的COD 和SS，其中COD 大概為300mg/L，SS 為200mg/L；再生樹脂廢水主要是源于在制作去離子過程中所產生的廢水，這部分廢水的水質硬度較高，但是每天水量相對較小；層析過程所產生的廢水是總個廢水中污染最大的，在利用層析柱提取蘋果、葡萄、李子、桑葚及黑豆皮分離物時產生一些COD 濃度較高的廢水，該部分廢水的COD 達到10000mg/L，產水量也相對較大；地面清洗水主要源于對設備以及地面的清洗，這部分廢水中的SS 較大，大概為200mg/L。由于在生產過程是將所有過程中廢水都集中一起處理，就導致了廢水的成分變的復雜了，但是也稀釋了部分的COD 濃度，表1 為調試期間的廢水水質情況。

表1 原水水質建設單位提供原水水質（進水水量為500m3/d）

廢水經過處理后，與生活廢水一起排入污水處理廠，廢水經過處理后的出水水質情況如表2。

表2 出水水質情況

2 廢水處理工藝流程的選擇

2.1 廢水處理工藝流程

2.2 工藝流程說明

車間廢水經過格柵后進入集水井，在格柵的作用下對車間廢水中一些較大的雜物進行攔截去除。廢水由集水井泵進入綜合調節池，在調節池推流器的作用下，對廢水進行水質水量調節作用；綜合調節池廢水在提升泵的提升作用下，廢水泵入pH 調節池，在pH 調節池中通過投加酸堿進行pH 調節，pH 控制在6.8-7.2。出水進入混凝，絮凝池中，在混凝，絮凝絮凝池投加PAC，PAM；絮凝池出水進入斜板沉淀池池進行泥水分泥作用，上清液進入中間水池，為了配合IC 厭氧塔進水，在斜板沉淀池和IC 厭氧塔之間設置中間水池，以方便IC 厭氧塔進水的提升作用；廢水進入IC 厭氧塔后，經過厭氧菌的作用，使得廢水中COD大幅度降解，并且產生沼氣；廢水經過IC 厭氧塔后，進入接觸氧化池，在好氧菌作用下，使得廢水中的COD 降低至達標標準；經過生化工藝后，廢水進入二沉淀池，對接觸氧化池中多帶出的絮狀泥進行物理沉淀作用，上清液排至總排流量計達標排放。在斜板沉淀池，IC 厭氧塔和二沉池中產生的污泥在污泥濃縮池中沉淀后，經過螺桿泵泵打入疊螺脫水機機進行壓濾，同時壓濾液和上清液重新排進集水井中。

2.3 主要構筑物及設計參數

（1）綜合廢水調節池

地上式鋼筋混凝土結構，含玻璃鋼蓋板，尺寸：15.0m×6.0m×3.5m，內涂環氧樹脂防腐3 布5 油，有效容積270m3，停留時間12H，主要作用是調節車間排放廢水水質水量。配置提升泵2 臺（流量：30m3/h，揚程：15m，1 用1 備）；控制方式為手動/自控，自控時由液位計信號遠程控制；泵出口設置電磁流量計1 套；潛水攪拌機（葉輪直徑620mm，葉輪轉速480r/min、功率5.5kW、電壓380V、安裝系統的材質都為304 不銹鋼，配套安裝導軌，起吊架，不銹鋼鋼絲繩、安裝導軌按池深3.5 米配）。

（2）pH 回調池

鋼結構及玻璃鋼防腐，尺寸：1.5m×1.5m×2.5m，有效容積4.5m3，停留時間15 分鐘，主要作用投加硫酸及氫氧化鈉對調節池出水進行酸堿調節。配置立式攪拌機1 臺（功率1.5kW、葉輪轉速：80r/min、葉輪直徑400mm 二葉折槳二層、攪拌軸長：2000mm 及攪拌機的軸,葉輪材質為鋼襯塑），設置在線pH 計1套，計量泵2 臺（流量150L/H，出口壓力6kg/cm2）。

（3）混凝池

鋼結構及玻璃鋼防腐，尺寸：1.5m×1.5m×2.5m，有效容積4.5m3，停留時間15 分鐘，主要作用投加聚合氯化鋁進行混凝反應。配置立式攪拌機1 臺（功率1.5kW、葉輪轉速：80r/min、葉輪直徑400mm 二葉折槳二層、攪拌軸長：2000mm 及攪拌機的軸,葉輪材質為鋼襯塑），計量泵1 臺（流量90L/H，出口壓力6kg/cm2）。

（4）絮凝池

在熟人眼里，A君是個社會活動家，能夠做到“見面熟”、遇上石頭也有話說的那種。如果是初次見面，你肯定會對他奔放的熱情留下深刻的好感。然而，聽幾個朋友評價他，大家一致認為，此君表面豪爽，但說話基本不靠譜，水分太大，十句話有九句以上是假的。他們說，尤其好笑的是，此君雖說謊成性，但水平并不高超，隨時可能穿幫露餡。試舉一例：此君只是某單位一個普通職員，可有一次，他卻在電話里向朋友吹噓，說自己已辭職成立了自己的公司，現在形勢一片大好，事業蒸蒸日上，云云。說著說著，突然冒出一句：“好了，下次再聊，我們主任找我布置工作了。”——吹得忘乎所以之際，一句話又把自己從“老板”的身份打回原形了。

鋼結構及玻璃鋼防腐，尺寸：1.5m×1.5m×2.5m，有效容積4.5m3，停留時間15 分鐘，主要作用是通過絮凝劑，使水中的這些絮體形成大顆粒絮狀物。配置立式攪拌機（功率1.5kW、葉輪轉速：80r/min 1 臺、葉輪直徑400mm 二葉折槳二層、攪拌軸長：2000mm 及攪拌機的軸,葉輪材質為鋼襯塑），計量泵1 臺（流量90L/H，出口壓力6kg/cm2）。

（5）斜板沉淀池

鋼結構及玻璃鋼防腐，尺寸：3.0m×7.5m×3.5m，有效容積45m3，停留時間2h，主要作用是絮凝池形成大顆粒“礬花”后進入斜板沉淀池，在斜板沉淀池內進行泥水分離。配置PVC 斜板。

（6）中間水池

地下式鋼筋混凝土結構，含蓋板，尺寸：6.0m×3.0m×3.5m，內涂環氧樹脂防腐3 布5 油，有效容積48m3，主要作用是收集斜板沉淀池出水。配置提升泵2 臺（流量25m3/h，揚程32m，1 用1備）；控制方式為手動/自控，自控時由液位計信號遠程控制；泵出口設置電磁流量計1 套。

（7）IC 厭氧塔

鋼結構及玻璃鋼防腐，含蓋板，尺寸：Φ6.0m×20.0m，有效容積550m3，停留時間26h，主要作用是通過培養的厭氧顆粒污泥與廢水充分接觸和傳質，將廢水中的有機物降解。污水泵進水流量為21m3/h，配置IC 厭氧塔提升泵2 臺（流量：10m3/h，H=30m，1用1 備）；厭氧塔內循環泵2 臺（流量200m3/h，H=16m，1 用1備）；泵出口設置電磁流量計2 套；厭氧塔設置pH 計1 套,溫度控制器1 套；排泥泵（流量：20m3/h，揚程20m，1 臺）；三相分離器1 套；厭氧塔系統布水系統1 套。

（8）接觸氧化池

鋼結構及玻璃鋼防腐，含蓋板，尺寸：12.0m×6.0m×5.5m，有效容積360m3，停留時間17h，主要作用是池內充滿填料，充氧的污水浸沒填料，并以一定的流速進過填料，在填料上布滿生物膜，污水與生物膜接觸，通過生物膜上的微生物的新陳代謝，使得污水中的有機物去除，污水得到凈化。風機2 臺（流量：7.55m3/min，風壓63.7kpa，1 用1 備）；管式曝氣器80 套（Φ63×1000mm，通氣量5m3/h 充氧能力7.5kgO2/kW·h）。

（9）二沉池

鋼結構及玻璃鋼防腐，尺寸為Φ6.0m×3.5m，表面負荷1m3/（m2·h），停留時間3.5h，主要作用是使接觸氧化處理后的泥水分離使經過生物處理的混合液澄清，同時對混合液中的污泥進行濃縮。配置污泥回流泵2 臺（流量15m3/h，揚程20m，1 用1 備）；泵出口設置電磁流量計1 套。

（10）污泥濃縮池

地下式鋼筋混凝土結構，含蓋板，尺寸：5.0m×5.0m×4.0m，內涂環氧樹脂防腐3 布5 油，有效容積85m3，主要作用是斜板沉淀池、IC 厭氧塔及二沉池排放污泥。配置污泥泵2 臺（螺桿泵：流量10t/h，揚程60 米），疊螺脫水機1 臺。

3 工程調試及運行分析

3.1 接種培養

此類廢水處理工程調試主要集中在IC 厭氧塔及接觸氧化池兩個處理階段，為了縮短污泥培養時間，厭氧菌群的培養采用接種成熟顆粒污泥。IC 厭氧塔的厭氧菌取山東檸檬酸廠的成熟的厭氧顆粒污泥。成熟顆粒污泥為其粒度分布較均勻，大小在2-3mm，表面光滑，呈現灰黑色；顆粒的密度較大，沉降性能非常好，幾乎幾秒鐘的時間，顆粒就與水分離，且水色清澈，沒有渾濁現象。顆粒污泥馴化時間為20 天分三階段增加負荷，每次增加負荷為設計負荷的30%。IC 厭氧塔調試期間溫度控制在35 度，采用蒸汽混合器進行加熱；VFA 控制在300mg/l 以下；pH 控制在6.8-7.2 之間；在當廢水中N、P 等營養元素不足時，不易于形成顆粒，對于已經形成的顆粒污泥會發生細胞自溶，導致顆粒破碎，因此要適當加以補充。

接觸氧化池污泥取自市污水處理廠的二沉池，接種污泥量為曝氣池有效容積的30%，培馴期間，先對進水進行稀釋，并加適量生活污水，經混合配制后（混合液COD 在500mg/L 左右）進行悶曝,每天排走過量上清液,補充好氧微生物繁殖生長所需要的其它營養元素，等菌膠團和固著型纖毛蟲（鐘蟲、累枝蟲）大量出現時，說明活性污泥絮體已經形成、有較好活性，并在以后的一段時間內穩定在2000～4000mg/L。活性污泥性能的好壞，可根據所含菌膠團多少、大小及結構的緊密程度來確定，規則的菌膠團是活性污泥系統穩定運行的指示生物。

3.2 系統運行情況

表3

工程調試從2017 年開始，進過2 個月的運行調試期達到設計負荷，原水COD 為8500mg/l，進預處理、IC 厭氧塔、接觸氧化池及二沉池，COD 總去除效率達98%。系統COD 出水遠低于當地污水處理廠接納的排放標準。

4 運行費用分析

該廢水處理系統主要包括：人工費、消耗電費、藥劑費用。本廢水處理工程中設備每班設置1 人二班制,每月按4000 元工資計算。日污水處理量按500m3計算，折合每m3污水消耗人工費費為0.53 元。污水站按每天實際用電700kW/d，電價0.8 元/度計算，則每天消耗的電費總價為560 元，日污水處理量按500m3計算，折合每m3污水消耗電費為1.12 元。污水處理過程中的藥劑使用主要為氫氧化鈉污水檢測藥劑費用等，日污水處理量按500m3計算，折合每m3污水消耗藥劑費用為0.30 元/m3。綜上所述，該廢水運行費用成本：1.95 元/m3。

結語

該工程采取IC 厭氧塔，接觸氧化工藝，是針對該公司的廢水特點設計的，利用IC 厭氧塔的高去除率、低運行成本及占地面積小的特點。此工藝對土地資源節約，系統穩定運行，起到很好的作用。該廢水處理系統產生的污泥排放至污泥濃縮池，濃縮后的污泥量大大減少，降低了污泥處理成本，并減少了污泥的排放量。該系統大大減輕了對周圍環境的污染，并為企業的可持續發展創造了良好的條件。