移動床生物膜反應器在某食品廢水處理站改造中的應用

孫雅麗

（金州環境集團股份有限公司北京100101）

移動床生物膜反應器在某食品廢水處理站改造中的應用

孫雅麗

（金州環境集團股份有限公司北京100101）

對某食品廢水水質及原有處理工藝存在的問題進行了分析，在充分利用原有設施的前提下，提出以MBBR為主體的改造工藝路線。結果表明：改造后的廢水站運行效果良好，可達到《水污染排放標準》（DB11/307-2005）的要求。

食品廢水；氣浮；MBBR

食品工業是指以農、牧、漁、林業產品為主要原料進行加工的行業，廣泛存在于我國各地。食品工業廢水主要來源于原料清洗、加工生產及成形工段，通常具有高油脂，高COD、BOD，高氮磷化合物，高食品添加劑，高洗滌劑，且水質水量變化幅度大等特點。食品廢水的處理目前已有30多年的歷史，現有處理工藝一般以生化法為主體。羅斯君等采用UASB+SBR工藝處理糖果廢水[1]，謝遠紅等以水解酸化+二段接觸氧化法處理面點、豆漿及肉類食品加工廢水[2]，謝永新以高密沉淀-ABR-AO-氣浮法處理天才制糖廢水均取得了很好的效果[3]，此外CASS、AB、EGSB、膜處理等工藝在食品廢水中也有應用[4-6]。

1 廢水水質及特征

北京某食品企業主要生產糖果、巧克力、餅干等產品，其廢水主要包含產品生產過程中產生的生產廢水、設備、模具、容器及廠房地面進行沖洗產生的清洗廢水以及職工淋浴和廁所產生生活污水，混合后排至廠區廢水站進行綜合處理。其污染物以有機物和SS為主，并含有大量的油脂、食品添加劑、洗滌劑等物質，由于生產和沖洗周期的存在導致水質水量波動很大。根據北京市相關要求，廢水站出水指標需達到DB11/307-2005《水污染排放標準》中排入城鎮污水處理廠水污染物排放限值的要求，見表1。

表1 廢水站進出水水質mg/L

原廢水站處理水量為50m3/d，處理工藝如圖1所示。主要存在的問題：（1）生產能力擴大，現廢水水量已達150m3/d，超負表1廢水站進出水水質mg/L荷嚴重。（2）增產導致廢水COD增加，氣浮出水COD已從2000mg/L增至5000mg/L，高峰時達9000mg/L，有機物嚴重超負荷。（3）進水含油600mg/L，現有氣浮系統為一級氣浮，且無加藥設備，不能滿足除油要求。（4）現有系統無營養鹽投加裝置，廢水氮磷不足，無pH調節裝置，廢水進入生化后間歇性出現pH低于6。（5）現有曝氣設備為機械曝氣，曝氣量不足。

圖1 原處理流程

3 處理工藝改造方案及分析

3.1 改造工藝流程

本工程主體為生化段的擴容改造，由于場地限制，要求盡量利用現有構筑物，最大程度減少開挖量；由于距居民區很近本次改造不允許使用厭氧方案，給改造工程帶來一定難度。

MBBR（Moving Bed Biofilm Reactor，移動床生物膜反應器）是目前在污水改造項目中應用非常廣泛的一種工藝，起源于生物接觸氧化和傳統流化床兩種工藝之上，在20世紀90年代由挪威Kaldnes Miljiteknologi公司與SINTEF研發機構聯合開發[7]。其核心是向曝氣池中投加比重接近水的懸浮填料作為載體，提高污水處理系統內的微生物總量，在活性污泥和生物膜的雙重作用下，顯著提高污水凈化性能，并增加抗沖擊性，保證出水水質穩定。在好氧條件下，懸浮填料在氣泡和水流的作用下在水中流動，氣流通過填料時，被剪切成為更小的氣泡，增加生物膜與氧的接觸，從而提高傳氧效率[10]。采用MBBR工藝的改造項目一般僅需在好氧區增加穿孔管曝氣系統、設置懸浮填料格網，無需擴建或新增反應池容積、改造工程量小且運行管理方便。目前該技術已被成功推廣到歐洲、美國、日本和中國在內的多個國家和地區，世界范圍內已有幾百例大中型市政和工業污水廠工程應用實例。

基于上述情況，結合該食品廢水站的現狀及水質特點，本文采用以MBBR為主體的工藝方案對廢水站進行改造，主要工藝流程見圖2。原調節池改為調節水解池，一定程度上降解大分子和長鏈物質，有效提高系統的可生化性；用渦凹-溶氣氣浮替代原有一級氣浮保障性系統的除油性能及懸浮物指標；增加氮磷及pH調節工段；利用現有池容改造為兩級MBBR去除有機物，保證出水水質穩定達標。

圖2 改造后處理流程

3.2 主要構筑物

3.2.1 調節水解池

由原調節池改建而成，池容160m3，末端設置提升泵。在調節水解池內調節水質水量，增加填料使該池具備水解功能，降解部分有機物，減少后續好氧處理的負荷壓力。

3.2.2 氣浮

氣浮段改為渦凹氣浮-高效溶氣浮串聯二級氣浮工藝，其中渦凹氣浮機利舊，增加加藥裝置，溶氣氣浮及其配套加藥設備新增。渦凹氣浮出水含油量降至120mg/L，溶氣氣浮出水含油量降至20mg/L以下，滿足后續生化進水的要求。

3.2.3 好氧均質池

好氧均質池在原氣浮后調節池內加隔墻改建而成，在該池內生產廢水、清洗廢水與生活污水混合。好氧均質池設置提籃格柵及攪拌機，并向池內投加藥劑，調節營養比例及pH值，滿足生化進水要求。

3.2.4 一級MBBR

一級MBBR由原系統氣浮后調節池改擴建而成，有效池容280m3，大部分有機物在此階段被降解，池內投加填料，增設窗孔管曝氣裝置及隔網。一級MBBR段填料填充率50%，COD負荷2.7kg/m3/d，BOD5負荷2.1kg/m3/d。

3.2.5 二級MBBR

二級MBBR由原生化處理部分構筑物（含水解池、一級好氧池、一級沉淀池、二級好氧池、二級沉淀池）打通改建而成，有效池容180m3，一級MBBR出水中剩余有機物在該段降解，池內投加填料，增設窗孔管曝氣裝置及隔網。二級MBBR段填料填充率50%，COD負荷1.3kg/m3/d，BOD5負荷0.8kg/m3/d。

3.2.6 沉淀池

新增豎流式沉淀池一座，鋼砼，表面負荷1m/h，在沉淀池內MBBR出水實現泥水分離，清水自流至清水池，污泥靜壓排至污泥儲池。

3.2.7 清水池

原廢水站清水池不做改造，池體尺寸2.5m×3m×3m，沉淀池出水進入清水池，最終排入市政污水管網。總出水管設置電磁流量計。

3.2.8 污泥池

設置污泥池一座，池體尺寸2.5×m6.6m×3m，由原廢水站污泥池及中間水池打通改建而成，內設攪拌器，生化污泥及氣浮污泥在該池內暫存。

3.2.9 設備間

廢水站原有設備間重新布置，拆除損壞設備，新增溶氣氣浮機、羅茨鼓風機、污泥脫水機及配套的加藥設備均安裝在設備間內，不增加新的廠房。

4 結語

4.1 整個改造工程充分利用現有土建設計及結構，將土建開挖量降至最低，布置緊湊合理，不擴大現有廢水站占地面積。

4.2 采用二級MBBR處理食品廢水，具有工藝先進、技術合理、有機負荷高，降解能力強、耐沖擊負荷、出水穩定等特點，且改造簡便，工程量小，運行管理方便。

4.3 改造工程整體運行效果良好，COD、BOD5、SS、油等各項指標均可達到DB11/307-2005《水污染排放標準》的要求。

[1]羅斯君．UASB＋SBR工藝處理糖果廢水[J].廣東化工,2008,35（4）：89-91.

[2]謝遠紅.食品加工廢水處理工程實例[J].資源環境與工程, 2007,21（6）：741-742，758.

[3]謝永新.高密沉淀-ABR-AO-氣浮法處理甜菜制糖廢水[J].工業水處理,2012，32（12）：78-89.

[4]蔡邦肖．食品工業廢水的膜法處理與回用技術[J].食品與發酵工業,2005,31（10）：102-106.

[5]夏永紅,夏禹,劉清慧．淺談食品工業廢水處理[J].現代化農業，2009（10）：18-21．

[6]史謙,王挺,王睿,等.谷氨酸生產廢水處理工藝改造[J].工業水處理,2012,32（12）:81-83.