水產(chǎn)品加工廢水為主的工業(yè)園區(qū)污水處理工程實(shí)例

蔡 圃，何如秋，倪 翔

（廣西博環(huán)環(huán)境咨詢服務(wù)有限公司，廣西 南寧 530000）

水產(chǎn)品加工是指對(duì)魚、蝦等水產(chǎn)品進(jìn)行一次和二次加工[1]。在剖殺加工過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的工藝清洗廢水、蒸煮廢水、泡藥廢水以及工作臺(tái)面和地面的清洗廢水等[2]。這些廢水的主要污染物是有機(jī)物和蛋白質(zhì)[3-4]，呈現(xiàn)出高磷、高氮的特征[5]。磷主要來源于速凍產(chǎn)品生產(chǎn)過程中使用的含磷保水劑，主要成分是聚合磷酸鹽[6]，在厭氧狀態(tài)時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)化成正磷酸鹽[7]。氮主要來源于動(dòng)物蛋白質(zhì)的分解，30%左右的水溶性蛋白質(zhì)會(huì)釋放到漂洗水中[8]。

前人圍繞前端水產(chǎn)品加工企業(yè)高濃度原水的處理開展了很多研究，對(duì)后端城市或園區(qū)污水廠的集中處理報(bào)道較少。于洪淼等[9]提出采用化學(xué)絮凝工藝除磷，許贊等[10]提出采用兼性反硝化工藝除總氮，華泓達(dá)等[1]提出采用一級(jí)物化（隔油+混凝）和二級(jí)生化（UASB+A/O）、劉志強(qiáng)等[11]提出采用混凝沉淀+水解酸化+接觸氧化、宋爽等[12]提出采用氣浮+A2/O、劉行平[13]提出采用A/O-SBR+高效沉淀+纖維轉(zhuǎn)盤濾池等組合處理工藝。這些工藝主要是對(duì)水產(chǎn)品加工企業(yè)的原水進(jìn)行初步處理，主要目的是達(dá)到納管要求，出水標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)寬松。實(shí)際工作中，在沿海、沿江等水產(chǎn)品加工企業(yè)集聚的園區(qū)或以水產(chǎn)品加工業(yè)為主的綜合園區(qū)，園區(qū)污水廠來水水質(zhì)受水產(chǎn)品加工廢水的影響明顯，采用傳統(tǒng)的二級(jí)生活污水處理工藝，不能有效處理高磷、高氮廢水。解決這個(gè)問題一直是咨詢?cè)O(shè)計(jì)和政府管理關(guān)心的重點(diǎn)。

為給水產(chǎn)品加工廢水為主的園區(qū)污水集中處理提供借鑒，實(shí)例介紹一種“水解酸化+生化+化學(xué)除磷+臭氧接觸氧化+曝氣生物濾池+反硝化濾池”組合工藝，出水主要指標(biāo)滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（TN≤10 mg/L）。

1 園區(qū)廢水來源和設(shè)計(jì)水質(zhì)

園區(qū)主要產(chǎn)業(yè)有水產(chǎn)品加工、食品加工、電子信息和配套服務(wù)業(yè)等。規(guī)劃近期廢水量為4.5萬噸/天，廢水量現(xiàn)狀約3.5萬噸/天，主要由水產(chǎn)品加工廢水、電子信息企業(yè)廢水和生活污水等構(gòu)成。其中，水產(chǎn)品加工廢水量占比約30%，采樣抽測(cè)表明現(xiàn)有企業(yè)納管水質(zhì)濃度變化很大，變化范圍為COD14～800、總磷0.1～120、氨氮0.2～110、總氮7～150 mg/L。電子信息企業(yè)廢水典型水質(zhì)為COD380、總磷0.4、總氮10 mg/L。實(shí)踐表明，園區(qū)來水水質(zhì)受水產(chǎn)品加工廢水影響較大，使得平均水質(zhì)表現(xiàn)出高磷、高氮的特點(diǎn)，這是一個(gè)典型的以水產(chǎn)品加工廢水為主的園區(qū)。結(jié)合來水水質(zhì)和規(guī)劃需求，園區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為4.5萬噸/天，設(shè)計(jì)主要進(jìn)出水水質(zhì)見表1。因受納水體環(huán)境容量限制，尾水COD、氨氮和總磷執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，總氮按10 mg/L控制，較園區(qū)污水廠通常采用的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 18918-2002）》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格很多。

表1 設(shè)計(jì)主要進(jìn)出水水質(zhì)

2 廢水處理工藝流程

廢水處理工藝流程見圖1。園區(qū)各企業(yè)的廢水經(jīng)自行預(yù)處理后就近排放到園區(qū)污水管網(wǎng)，收集到園區(qū)污水集中處理廠。進(jìn)水經(jīng)格柵、曝氣沉砂池預(yù)處理分別去除較大的漂浮物和無機(jī)砂粒后，貯存在調(diào)節(jié)池。利用提升泵將污水由調(diào)節(jié)池輸送到水解酸化池，在提高生化性后，進(jìn)入生化區(qū)，經(jīng)過厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和曝氣區(qū)，出水投加PAC藥劑后流入二沉池。在二沉池澄清后，清水流向高效沉淀池并投加PAC和PAM藥劑。進(jìn)一步澄清后，清水經(jīng)臭氧接觸池、曝氣生物濾池和反硝化深床濾池深度處理，出水經(jīng)消毒后排放。曝氣生物濾池的反沖洗水收集到反洗排水池暫存，用泵提升到生化池處理。反硝化深床濾池反沖洗水收集到濾液池，用泵提升到調(diào)節(jié)池進(jìn)入后續(xù)處理單元。水解酸化池、生化池、二沉池和高效沉淀池的污泥收集到污泥濃縮池，在污泥脫水間脫水后外運(yùn)。

圖1 廢水處理工藝流程

3 主要構(gòu)筑物和相關(guān)設(shè)施

3.1 水解酸化池

主要功能是在細(xì)胞外酶和兼氧菌的作用下，使成分復(fù)雜的大分子、不溶性有機(jī)物水解為小分子和可溶性有機(jī)物，提高廢水的BOD5/COD值，為后段生化處理提供合適的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。設(shè)計(jì)尺寸為81.5×27.5×9.1 m，有效容積15 210 m3，設(shè)計(jì)HRT為8.1h，鋼混結(jié)構(gòu)，配套推流器和排污泵等。

3.2 生化池

生化池是污水廠的核心工段，由厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和曝氣區(qū)組成。厭氧區(qū)的主要功能是釋放磷，同時(shí)將部分有機(jī)物氨化；缺氧區(qū)主要功能是脫氮，將硝態(tài)氮還原為氮?dú)忉尫诺娇諝庵校黄貧鈪^(qū)的主要功能是去除BOD、硝化和吸收磷。在生化池利用微生物的作用，實(shí)現(xiàn)生物除磷和生物脫氮的作用。設(shè)計(jì)尺寸為113×82×7.4 m，設(shè)計(jì)HRT為27.5 h，其中厭氧池1.5 h，缺氧池7.9 h，好氧池16.9 h，脫氣區(qū)1.2 h，BOD5污泥負(fù)荷為0.09 kg/（kg?d），鋼混結(jié)構(gòu)，配套鼓風(fēng)機(jī)房。

3.3 二沉池

主要功能是沉淀分離活性污泥，并提供回流污泥。在二沉池進(jìn)水中投加PAC藥劑，實(shí)現(xiàn)頭道化學(xué)除磷的作用。設(shè)計(jì)2座，單座尺寸為Ф40.8×4.85 m，有效水深4.25 m，平均時(shí)水力表面負(fù)荷0.75 m3/（m2?h），沉淀時(shí)間2.7 h，配套PAC加藥設(shè)施。

3.4 高效沉淀池

主要功能是深度除磷和澄清，確保出水SS和TP達(dá)標(biāo)。在二沉池內(nèi)投加PAC和PAM藥劑，實(shí)現(xiàn)二道化學(xué)除磷的作用。設(shè)計(jì)尺寸為35×22×7.6 m，分為混凝區(qū)、絮凝區(qū)和澄清區(qū)，其中混凝區(qū)設(shè)計(jì)停留時(shí)間110 s，絮凝池停留時(shí)間15 min，澄清區(qū)停留時(shí)間44 min，配套PAC和PAM加藥設(shè)施。

3.5 臭氧接觸池

生化池出水的COD主要是難降解的有機(jī)物。臭氧接觸池的主要功能是將廢水中殘留的難降解有機(jī)物分解成易生化的小分子有機(jī)物，提高可生化性，同時(shí)起到脫色的作用。設(shè)計(jì)尺寸為32×13×8.6 m，接觸時(shí)間30 min，配套臭氧發(fā)生器和尾氣破壞器。

3.6 曝氣生物濾池

主要功能是深度除碳和硝化，進(jìn)一步去除COD、BOD5和氨氮。設(shè)計(jì)尺寸為35×30.5×9.7 m，濾料高度3.5 m，硝化容積負(fù)荷0.3 kg NH3-N/（m3?d），水力負(fù)荷3.04 m3/（m2?h），配套供氧鼓風(fēng)機(jī)房。

3.7 反硝化深床濾池

主要功能是深度去除總氮，通過投加優(yōu)質(zhì)碳源，利用反硝化菌把硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑫r(shí)去除SS。設(shè)計(jì)尺寸為37.4×26×6.9 m，采用石英砂作為濾料，濾層厚度1.83 m，正常濾速5.8 m/h，反沖洗強(qiáng)制濾速7.2 m/h。

3.8 除臭設(shè)施

水產(chǎn)品加工廢水含有有機(jī)物和蛋白質(zhì)成分，會(huì)產(chǎn)生硫化氫、氨等惡臭污染物，較生活污水廠嚴(yán)重。設(shè)計(jì)2套除臭設(shè)施，風(fēng)量均為25 000 m3/h，主要收集進(jìn)水提升井、曝氣沉砂池、調(diào)節(jié)池、水解酸化池、生化池厭氧區(qū)和缺氧區(qū)、曝氣生物濾池反洗排水池和反硝化濾液池等部位的臭氣。同時(shí)，對(duì)預(yù)處理區(qū)的格柵、撈渣機(jī)、刮泥機(jī)等設(shè)備采取局部強(qiáng)化密閉措施。

4 運(yùn)行效果及討論

工程投運(yùn)以來，出水效果一直穩(wěn)定，出水指標(biāo)達(dá)到并優(yōu)于設(shè)計(jì)水質(zhì)要求。經(jīng)過生物除磷和二沉池、高效沉淀池兩道化學(xué)去磷，高效沉淀池出水總磷能夠控制在0.1～0.2 mg/L左右。通過前段生化池和后段曝氣生物濾池—反硝化深床濾池兩道生物脫氮作用，出水總氮控制在3 mg/L左右。

以運(yùn)行期間其中21天的進(jìn)出水濃度為例，主要污染物去除效果見圖2。在進(jìn)水平均水質(zhì)COD 500、總磷20、氨氮50、總氮70 mg/L時(shí)，出水平均水質(zhì)能夠達(dá)到COD 10、總磷0.15、氨氮0.5、總氮3 mg/L，主要污染物達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（TN≤10 mg/L）要求。

圖2 廢水處理工程運(yùn)行效果

5 結(jié)論

（1）與傳統(tǒng)生活污水廠相比，在設(shè)計(jì)水產(chǎn)品加工廢水為主的集中污水處理廠時(shí)，要結(jié)合水產(chǎn)品加工廢水的占比，適當(dāng)提高氨氮、總氮和總磷的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。

（2）采用“水解酸化+生化+化學(xué)除磷+臭氧接觸氧化+曝氣生物濾池+反硝化濾池”組合工藝，處理水產(chǎn)品加工為主的工業(yè)園區(qū)污水，能夠有效應(yīng)對(duì)來水高磷、高氮的問題，出水主要指標(biāo)能夠達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（TN≤10 mg/L）。

（3）水產(chǎn)品加工廢水經(jīng)深度處理后，水質(zhì)能夠達(dá)到中水回用的要求，可以在實(shí)際工作中充分挖掘回用途徑和回用范圍，不斷提高中水的回用比例。