某碳酸飲料生產廢水脫氮除磷改造設計

黃龍寶，郭洪濤

1.蘇州宜科環保工程有限公司；2.山東省公路設計咨詢有限公司

一、項目概況

該項目為碳酸飲料生產過程中產生的廢水，現有污水處理設施一套，系統一直運行穩定，但由于環保排放要求的提高，原有系統處理出水已經不能達到現在要求的排放標準（廣東省綜合排放標準DB4426-2001中的一級標準），其中主要是氨氮、總磷超標。所以為使污水站處理出水達標排放，決定將現有污水站進行改造擴建，以使處理出水達標排放。

二、原廢水水量和水質

根據業主提供的污水資料，污水處理站需要處理的廢水為碳酸飲料生產廢水,廢水水量為104m3/h；廢水主要成分和濃度見表1。

表1 排放廢水水質

三、排放出水標準

廢水經處理后，出水達到《廣東省水污染物排放限值標準》（DB4426-2001）中的一級標準要求，部分指標具體如下表2。

表2 出水水質

四、設計原則

（1）選擇技術先進、工藝可靠、經濟合理的工藝；（2）充分利用現有資源設施，盡量節約投資，完善系統；（3）依據相關標準規范選擇確定污水處理工藝和設備，確保污水處理系統長期穩定可靠運行,出水達標排放。

五、設計采用的主要標準和規范

（1）《中華人民共和國水污染防治法》2018年1月1日；（2）《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》2020年9月1日；（3）《室外排水設計規范》（GB50014-2006）；（4）《建筑給水排水設計標準》（GB50015-2019）；（5）《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）；（6）《工業企業總平面設計規范》（GB50187-2012）；（7）《供電系統設計規范》（GB50052-2009）；（8）《低壓配電設計規范》（GB50054-2011）；（9）《城市污水處理廠污水、污泥排放標準》（CJ3025-93）。

六、廢水處理工藝設計

工藝選擇：廢水設計能力為104m3/h，在原有處理工藝的基礎上增加缺氧池、混凝池、絮凝池、沉淀池，出水氨氮、總磷達標排放。

（一）工藝流程說明

（1）車間廢水自流至集水井，集水井內部設置粗格柵，去除瓶蓋、塑料瓶、塑料袋等懸浮垃圾；集水井內安裝兩臺潛污泵，提升污水至后續處理構筑物。（2）廢水收集到調節池內，調節池進口處設1mm的細格柵，攔截部分較大的果肉，并去除部分不可降解的懸浮固體。（3）調節池出水通過離心泵提升至UASB池，水泵出口管道上設置NaOH加藥點，通過PH計的控制自動投加NaOH，調整廢水的PH值，保證進入UASB的廢水PH在6.8—7.5之間。（4）廢水經過UASB反應后，出水COD正常在500mg/L以下，生化性也有所提高。（5）UASB出水自流進入新增缺氧池，缺氧池內部設置潛水推流攪拌器，并投加FeSO4藥劑，加藥量為50ppm。（6）缺氧池出水自流進入好氧池，好氧池采用盤式曝氣器，污水經過好氧生化處理后，COD在90mg/L以下,即可達標排放。（7）生物沉淀池底部污泥回流至好養池和缺氧池，回流比為100%（好氧池為70%，缺氧池為30%）；上清液自流至中間緩沖水池；每日定時排泥至污泥濃縮池，然后用污泥泵（螺桿泵）將濃縮液打入帶式壓濾機進行脫水處理，干泥定期外運，污泥濃縮池中的上清液及壓濾機的濾液回流入集水井進行再處理。（8）中間緩沖水池出水經提升泵至反應池。（9）PH調整反應池內投加NaOH，內設攪拌機，轉速為97RPM；藥劑投加量為50PPM。（10）混凝反應槽內投加PAC，內設攪拌機，轉速為97RPM；藥劑投加量為50PPM。（11）絮凝反應槽內投加PAM，內設攪拌機，轉速為60RPM；藥劑投加量為3PPM。（12）物化沉淀池內設刮泥機，轉速為4.98RPH，上清液達標排放，底部污泥定時排至污泥濃縮池。

（二）工藝流程圖

如圖1。

圖1 工藝流程圖

（三）新增構筑物及其設計參數

（1）缺氧池。在UASB池后好氧池前增加1個缺氧池，主要是增加生化處理系統的脫氮除磷效果，使系統成A/O工藝；在缺氧池中投加FeSO4，可以最大限度去除厭氧過程釋放出來的磷酸鹽；設計尺寸：15.0×2.7×5.6m，污泥回流比：30%，水力停留時間：2小時，材質：Q235+環氧防腐。（2）混凝絮凝沉淀池。通過向池內投加PAC、PAM，并進行機械攪拌混合，使之進行反應。反應后至沉淀池進行泥水分離，進一步去除水中的TP，使出水達標；反應池、絮凝池尺寸：2.00×1.50×2.50m，設計水力停留時間6分鐘。

七、運行成本分析

運營管理費用只包括電費、水費、人工費，污泥最終處置及藥劑費用，不包括設備折舊費、修理基金。處理水量以2500噸/天計。

（一）電費

系統裝機功率約為20Kw,系統常用功率為14Kw，以每度電按0.60元計，則每天處理廢水的電費為：14Kw×0.60元/Kwh×24＝201.6元/天。

（二）人工費

廢水處理站設置2人，每班1人，工資按照3000元計算，則每月6000元。

廢水的人工費用：6000元÷30天=200元/天。

（三)藥劑、自來水費用

藥劑需要加入FeSO4、PAC、PAM等，每天處理廢水約花費250元。

（四)污泥處理費用

按照除去每kgCOD，需要產生0.4kg干泥計算。

水量按照2500噸計算，進入好氧池COD濃度按照300mg/L計算，日除去COD量為750kgCOD,日平均產生2000kg污泥（85%含水率的污泥），污泥外運填埋，處理費用約為1000元。

總計每天處理廢水費用為：

電費+人工費+藥劑費+污泥處理費用=201+200+250+1000＝1651元/天（RMB）

按照實際處理水量為2500噸/天計算，噸水處理成本增加0.66元。

運行費用根據污水處理濃度變化而變化。

八、結束語

通過集水井—隔油沉砂池—調節池—UASB池—缺氧池—好氧池—生物沉淀池—緩沖池—混凝反應槽—絮凝反應槽—沉淀池—養魚池排放工藝，使得碳酸飲料生產廢水中氨氮、總磷均滿足《廣東省水污染物排放限值標準》（DB4426-2001）中的一級標準要求。