探討城鎮污水治理中關于地瓜干食品加工廢水的處理

龍巖市連城環境監測站 項華明

福建連城是著名的“中國紅心地瓜干之鄉”和“世界地瓜之都”。近幾年來，地瓜干食品加工產業高速發展，向規?；C械化轉變，生產工藝由原來的直接烘烤向間接烘烤、蒸汽烘烤的方式轉變，產品由原來單一的地瓜干發展為水晶薯、油炸片、地瓜片、地瓜酒等多元化產品。地瓜干食品加工產業已成為連城特色優勢產業。隨著地瓜干食品加工產業發展和壯大，其加工過程產生的環境污染問題也越來越嚴重，加工廢水含有大量的有機物、懸浮物和動植物油，屬于高濃度含油食品加工廢水，其處理難度較大，費用較高。地瓜干食品廢水環境污染問題長期困擾企業及影響流域斷面水質，嚴重影響了地瓜干食品加工企業的持續健康發展。為解決日益嚴重的地瓜干食品加工廢水處理問題，連城某環保科技有限公司采用高效IC反應器+好氧組合工藝處理地瓜干食品加工廢水，處理設施出水水質符合國家相應的排放標準，達到污染源減排目標。解決了地瓜干食品加工廢水難處理的問題，為企業的健康持續發展提供保障。

一、廢水水質、水量及排放標準

地瓜干食品加工廢水含有大量的有機物，屬于高濃度的食品加工廢水，生化性好，一般采用生物處理方法，利用厭氧和好氧微生物的新陳代謝及吸附作用，降解水中的有機污染物和無機污染物。地瓜加工廢水主要由地瓜清洗廢水、地瓜切片浸泡水、蒸煮廢水、蒸汽烘烤冷凝水、真空油炸廢水、地面沖洗水等組成的綜合廢水。主要污染因子為COD、NH3-N、SS和動植物油等。日產生廢水量約為2000m3，綜合廢水水質情況見表1。該綜合廢水經生化處理后排入城鎮污水管，按當地生態環境部門環評審批要求，該公司處理設施出水水質應符合《污水排入城鎮下水道水質標準》（GB/T31962-2015）表1中B級標準限值。

表1 綜合廢水水質一覽表（單位：mg/L）

二、主要流程及主要構筑物

（一）工藝流程

因地瓜干食品加工廢水水質水量波動較大，該公司采用格柵隔油池除渣除油/氣浮/厭氧IC塔/厭氧沉淀/好氧工藝進行處理，廢水處理工藝流程圖見圖1。

廢水處理工藝流程說明：

綜合廢水首先進入進水井經格柵除渣，去除大塊漂浮物和部分懸浮物，自流至隔油池去除油脂。廢水再自流至調節池混合均勻，然后定量提升至氣浮機再次去除水中的懸浮物和動植物油后，再自流至中轉池投加碳酸鈉調節廢水酸堿度，經污水提升泵泵入厭氧IC塔進行厭氧生化處理。IC塔出水通過厭氧沉淀池處理后進入好氧池進行脫碳處理，最后污水流入二沉池進行沉淀經廢水排放口排放。厭氧IC塔產生的沼氣經脫硫處理后暫存于儲氣柜，送至燃氣鍋爐作燃料。

本處理工藝在厭氧沉淀池和二沉池設置污泥回流系統至IC反應器，增加IC反應器內污泥活性。格柵除渣池和隔油池的漂浮物、廢油脂等固體廢物采用人工清理，氣浮渣和剩余污泥排入污泥濃縮池經壓濾機處理后委外處理，污泥濃縮池上清液經回流泵抽至調節池處理。

厭氧IC塔具有以下特點：（1）IC塔內顆粒污泥含量高，厭氧微生物多，并且存在內循環，厭氧反應效果好，進水濃度高。（2）地瓜干加工廢水水質水量波動大，IC塔具有內循環自我調節功能，抗沖擊能力強。（3）以塔內產生的沼氣為提升動力，可實現污水和污泥內部自動循環，不需要動力，節省了能耗。（4）可產生豐富的沼氣，經脫硫處理后用作鍋爐燃料，實現節能減排。

（二）主要構筑物及設計參數

1.工藝預處理單元

本污水處理工程預處理單元包括進水格柵井、隔油池、調節池、氣浮機和中轉池。進水格柵井為長條形渠道，渠道內安裝粗、細格柵各一套，去除廢水中的漂浮物和其他垃圾，地下鋼砼結構，格柵井規格尺寸為6.0m×1.0m×2.0m。平 流 式隔油池去除表面浮油及部分懸浮 物，15.0m×3.0m×2.0m，鋼混結構。調節池對整個廢水起水量調節和均衡水質作用，尺寸23.8m×16.9m×4.0m，有 效容積1407m3，鋼混結構。氣浮機：廢水和絮凝劑充分混合，在絮凝劑作用下水中的懸浮物和動植物油生成絮狀體，絮狀體上附著大量的細小氣泡，使其密度小于水，上浮至廢水表面，經刮渣機除渣去除水中懸浮物和油脂，氣浮機出水自流進入中轉池，鋼制防腐結構，2臺，50m3/h；中轉池半地下鋼砼結構，1座，尺寸5.2m×6.0m×4.0m，有效容積109.2m3。

2.厭 氧IC塔( internal cyclic reactor，IC)

20世紀80年代中期，荷蘭的 PAQUES 公司為了克服UASB反應器污泥保持量不足和處理效果不好的缺點，經過改進提出了厭氧內循環反應器的概念[1]。IC反應器結構上類似于2個上下疊加的UASB反應器串聯組成，自下而上分五個區，分別為混合區、第一厭氧區、第二厭氧區、沉淀區和氣液分離區[2]。

經預處理系統處理的廢水在中轉池中投加碳酸鈉，調節pH值至6.8-7.4，由提升泵泵至厭氧IC塔底部混合區，廢水與內循環顆粒污泥混合液充分混合后進入第一厭氧區。第一厭氧區內顆粒污泥在上升氣液流作用下呈膨脹和流化狀態，活性顆粒污泥和廢水充分混合接觸，水中大部分有機物被厭氧微生物分解，產生大量沼氣。沼氣、廢水和污泥組成的混合液在上升氣流夾帶下到達反應器頂部的氣液分離區，沼氣經三相分離器收集后經排氣管排出反應器。因沼氣分離排出后混合液的密度變大，在重力作用下回流至IC塔底部混合區，與進水充分混合，實現了內循環過程。第一厭氧區處理后的部分廢水參加內循環過程，剩余的廢水進入第二厭氧區與污泥混合，廢水經再次降解和產沼氣過程處理后，得到進一步凈化，提高出水水質。由于廢水中的大部分有機物在第一厭氧區內被降解，沼氣產生量較少，氣流擾動較小，該區域內污泥停留時間較長，混合液進入上部沉淀區進行沉淀，上清液從出水口直接排出，沉淀下來的顆粒污泥自動降至第二厭氧區，完成廢水在IC塔處理的全過程。厭氧IC塔為圓柱體鋼結構，2座，尺寸為Φ12.7×24m。

3.厭氧污泥沉淀池

截留流失的厭氧顆粒污泥回流至厭氧IC塔，出水自流至好氧池。半地下鋼砼結構，4座，尺寸為4.75m×4.75m×6.2m。

4.好氧池

在曝氣條件下，在好氧微生物新陳代謝作用下，廢水中的有機物被消化分解，進一步提高出水水質。半地下鋼砼結構，尺寸為14.6m×4.75m×6.2m，2座。

5.二沉池

對經好氧池處理后的出水進行沉淀，澄清出水。部分污泥回流至厭氧IC塔，補充塔內污泥濃度，剩余污泥進入污泥濃縮池經壓濾機脫水處理后委外處理。半地下鋼砼結構，2座，尺寸為4.75m×4.75m×6.2m。

表2 廢水處理效果一覽表（單位：mg/L）

三、運行效果

該公司廢水處理設施建成投入使用以來，各處理單元運行正常，廢水排放口安裝在自動監控設備，通過環保驗收，出水水質穩定并符合排放標準，其處理效果見表2。

四、結論

厭氧IC塔占地面積小，具有內循環自我調節功能、厭氧反應效率高、抗沖擊負荷高、運行穩定等特點。采用厭氧IC塔+好氧工藝處理地瓜干食品加工廢水，處理系統運行穩定，不僅實現廢水達標排放，而且可以實現廢物資源化利用，達到節能減排目的，并解決了地瓜干食品加工廢水長期污染河流水質問題，為連城地瓜干食品加工企業的健康持續發展提供強力保障，具有較高的生態環境和社會效益。