飲料廢水深度處理技術與回用

黃海峰

（上海科雷環保工程有限公司 上海 200433）

水是生命之源，是人類生活和社會生產不可或缺的重要資源，也是地球上一切生命賴以生存的重要物質。隨著城市建設和工業的發展，用水量急劇增加，特別是飲料生產企業，大量廢水的排放嚴重污染了環境和水源，造成水資源日益不足，水質日益惡化，新水源的開發工程又相當艱巨，取水費用連年增加，對企業構成了很大的生產成本。因此，廢水經處理后再利用就變得很有現實意義。本文通過具體案例，系統闡述廢水的深度處理與回用技術，通過合理的、有效的新型水處理技術來實現對水資源的再利用以及減少污染排放問題，加強對水的利用效率。

1 工程概況

上海申美飲料食品有限公司是可口可樂公司在亞洲地區規模最大、最現代化的裝瓶廠，占地面積約10萬平方米，為了響應國家“節能減排”的號召，加大了能源回收利用的步伐，而作為飲料企業的特殊性，水資源的回收利用成為重中之重。

處理規模1200 m3/d。設計回用水系統進出水要求如下：

注：處理后出水優于城市廢水再生利用雜用水標準。

2 廢水處理工藝流程

廢水處理站出水→曝氣生物濾池→高位水箱→流砂過濾器→清水箱→回用于冷卻塔補水、廠區綠化及廁所沖洗水。詳見圖1 。

本項目為深度處理工藝，廢水站處理出水經泵提升入

圖1 回用水系統工藝流程圖

工藝流程說明：該公司廢水處理站常規生化處理后出水經水泵提升入曝氣生物濾池，在此進一步降解廢水中的有機物，同時通過濾料攔截懸浮物，確保出水COD≤40 mg/l，SS≤20 mg/l。曝氣生物濾池出水自流入高位水箱，在此可加入絮凝劑PAC(聚合氯化鋁)，反應后自流入流砂過濾器，在此去除大部分懸浮物，確保出水COD≤30 mg/l，SS≤10 mg/l。流砂過濾器出水自流入不銹鋼水箱，在此加入次氯酸鈉消毒劑進行消毒 (發生量為500 g/h，控制末端余氯含量為2 mg/l)，然后經回用水泵打入中水回用管網，供冷卻塔補水、廠區綠化及廁所沖洗用。

圖2 中水回用處理站一景

3 工程中工藝技術的過程體現

3.1 固定化微生物-曝氣生物濾池（BAF）

BAF作為中水回用處理的第一步，也是最關鍵的一步，決定了中水回用系統最終的成效，本方案中采用的是固定化微生物-曝氣生物濾池工藝，此工藝方法是某公司作為多年的努力和研究經驗而得來；運用先進的生物工程手段，采用高效微生物、生物酶制劑以及生物活性分子載體固定化技術等高科技、多學科組合，研究成功的一種以高效生物載體、高效曝氣系統、高效微生物和生物酶為核心的新型污水處理技術。該技術通過微生物固定化技術，將微生物固定在特制載體上，從而大大提高了處理速度和處理效果。

固定化微生物-曝氣生物濾池（BAF）處理工藝是缺氧生物濾池和曝氣生物濾池相結合的生物處理工藝，缺氧生物濾池利用厭、缺氧微生物的水解、發酵、酸化作用，降低COD，提高污水的B/C值，同時通過硝化反應降低氨氮，再通過反硝化菌實現脫氮；曝氣生物濾池進行好氧處理，通過好氧菌使有機物轉變為二氧化碳和水，氨氮轉變為硝酸根和亞硝酸根，微量重金屬離子與微生物螯合而得以去除。由于選用了高分子網狀懸浮濾料，解決了反沖洗問題。生物處理所選用的高效微生物，是采用基因工程的手段對自然微生物的強化與改性，提高了微生物的活性及適應性，可有效的降解污水中的難降解有機物。

3.2 高效流砂過濾器

流砂過濾器完全摒棄普通固定過濾裝置先過濾后反沖洗的操作方法，將過濾和洗砂過程在不同的部位同時單獨進行，無需配置清水池和大功率反沖洗水泵，使過濾操作得以連續穩定的運行。整個過濾過程中，濾料（砂子）向下循環流動，而原水則向上流動，使原水和石英砂充分接觸，截留懸浮物質。

在過濾的同時，截留污染物的石英砂通過底部的氣提裝置提升到頂部的洗砂裝置中進行清洗。由于水、砂子在壓縮空氣的作用下劇烈摩擦，使砂子截留的雜物洗脫。洗凈后的砂在洗砂器中因重力自上而下補充到濾床中，洗砂水則通過單獨的管路排放，完成整個洗砂過程。由于過濾器實現了流化動態過濾，進水區高濁度水與高含污石英砂進行逆向接觸過濾，高含污石英砂被空氣提升送至洗砂槽，洗凈的潔凈石英砂補充到低濁度的出水區，從而解決了石英砂淺層污染，出水濁度不達標的技術問題。

流砂過濾器與以往的連續過濾器不同，操作員可以直接觀察洗砂過程，并根據運行情況進行調節，以達最佳過濾效果。維護管理簡單，操作方便。

4 工藝設備的控制要求

本回用系統對于自動化控制要求較高，是系統能否正常運行及處理效率高低的關鍵，故對于控制系統的設計要求也是非常苛刻的。

回用系統工藝控制的邏輯為：正常進水時，進水泵運行，曝氣鼓風機運行；當需要反沖洗時，進水泵停止運行，曝氣鼓風機停止運行，曝氣生物濾池排水電動閥門自動打開，5分鐘后反沖洗水泵自動開啟，運行10分鐘，自動關閉，反沖洗風機自動開啟5分鐘，之后反沖洗水泵和反沖洗風機共同運行5分鐘，最后反沖洗水泵單獨運行5分鐘停止，反沖洗過程結束，電動閥自動關閉，然后進入新一輪正常處理過程。

反沖洗的頻率是通過調試摸索出來的規律，一般48小時反沖洗一次，每次反沖洗時間為30分鐘。每次反沖洗后的約1小時時間內，曝氣生物濾池出水效果比正常運行時要差一些，反映在懸浮物指標上，短時期內對后段高效流砂過程器的運行造成一定沖擊負荷，因此一般建議設計時選擇高效流砂過濾器的型號要放大一檔，以確保系統出水達到回用要求。或者設計兩個以上曝氣生物濾池，交替運行。

次氯酸鈉加藥裝置的投加泵根據中水管網末端余氯儀的數值自動運行，即當余氯含量＞0.2 mg/l時，停止運行，當余氯含量＜0.2 mg/l時，自動運行；回用水泵也是自動運行，是根據回用水管網的壓力值來控制水泵的啟動和停止。

5 處理效果

設備安裝完成后通過一段時間的調試，系統逐漸穩定，并達到設計處理規模，又經過一個月的試運行，滿足用戶使用要求，順利通過業主組織的竣工驗收,正式投入運行。試運行期間統計的平均處理效果表見表1 。

表1 試運行期間平均處理效果表

從表中可以看出，回用水箱出水的各項指標均優于設計要求，取得了良好的運行效果。

6 經濟效益分析

本項目為節水節能項目，每噸水處理費用約為0.5元人民幣，上海市飲料業自來水的取水價為3.10元/m3，本項目處理規模為1200 m3，根據氣溫高低，用戶需水量有所波動，平均按800 m3/d計，即每天可少排放800 m3，節約用水800 m3。可節約取水費用約62.4萬元/年（每年工作10個月）。通過本項目的實施，該企業獲得市政府相關部門頒發的節能減排榮譽稱號，可謂經濟效益、環保效益、社會效益三豐收。

7 結語

以上所述的是一個完整的中水回用處理工藝，即廢水經過深度處理后，可再回用于生產及生活的水處理技術，此處理技術在環境保護以及節約水資源方面都有較大的貢獻，既讓水資源可再次利用的同時，也減少了廢水對周邊環境的污染，保護了生態環境。該工藝是廢水處理技術革新的一次成果，在未來可用行業上，此案例可作為經驗分享，可幫助相關行業整體提高對廢水的回收利用效率。

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