高濃度魚粉(海產品)加工廢水處理工藝研究與應用

張軍曉，姜曉先，岳云怡

(榮成市水務集團有限公司，山東 榮成 264300)

魚粉是含有大量蛋白質食品，鈣、磷、鐵、碘等礦物質含量也多，對生物生長有極大的促進作用，經特別處理的魚粉可作為食用，一般魚粉可作為飼料或肥料。隨著我國生產的躍進，人民生活的提高，農副業的迅速發展，人民對魚粉的要求日益迫切，魚粉也是國際水產品中十分暢銷的產品。我國近年來魚粉產業發展很快，魚粉加工廢水排放量日趨增大，大量的污水得不到及時處理，直接排入附近水體，導致河流嚴重污染，大量的微生物滋生，惡臭逸散，城區環境質量嚴重惡化，對人民群眾的身心健康造成很大的威脅，嚴重妨礙了當地社會經濟的快速健康發展，直接影響到周邊的水環境質量，危及當地及周圍水域的用水資源，農漁業生產也受到了嚴重的影響[1]。

本文以榮成市某處污水處理廠為例，對魚粉加工及冷藏廢水的處理技術進行介紹，為今后魚粉加工行業廢水處理工藝技術的選擇提供參考依據。

1 設計規模

該污水處理廠服務范圍內有各類企業大概有50多家，以魚粉加工及冷藏廠為主，大都是家庭式加工廠，單個工廠排水量較小，并且企業排水隨季節變化性較強，每年下半年生產旺季排水量較多，淡季排水量較小。根據統計，目前生產淡季排水量大概在2000 m3/d左右，生產旺季在4000 m3/d左右，最終確定設計規模為5000 m3/d。

2 設計進水水質

魚粉加工企業廢水濃度高、處理難度大，特別是NH3-N、TN指標較高，已經超出正常設置二級生化處理污水處理廠的承受范圍，如不經過企業內部預處理而直接排入污水處理廠，很難達標排放，也勢必會造成污水處理廠建設投資大，運行成本高，不利于發揮污水處理廠集中處理的規模效益。[2]如果要求各企業將廢水處理到《污水排入城市下水道水質標準》再排入污水處理廠，有較大難度，也增加了企業的經營成本。因此，在適當放寬企業廢水納管標準的基礎上，經企業內部處理后，再排入污水處理廠進一步處理，最終確定設計進水水質如表1所示。

表1 污水處理廠設計進水水質Table 1 The sewage treatment design intake water quality

3 設計出水水質

污水處理廠出水排入附近河流，最終匯入黃海，根據當地環保部門要求，污水處理廠出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級A標準。主要指標見表2。

表2 污水處理廠設計出水水質Table 2 The sewage treatment designed the water quality

4 工藝流程

污水經管道進入污水處理廠，首先進入粗格柵渠，經提升泵提升進入預處理系統專家進行預處理，預處理系統專家過濾精度150 μm，既可以出去水中的細小的懸浮物，又可以去除水中的無機砂粒和魚粉微粒，本污水處理站水量較小，且多為工業廢水，含砂量較少，因此預處理系統專家后不再設置沉砂池。經過預處理后的污水進入調節池，通過設置在調節池內的提升泵進入氣浮池，去除油類物質和部分SS、有機物，減輕后續生化處理的負荷。氣浮池出水進入水解酸化池，在厭氧環境下，酸化水解預處理后進水中的大分子和難降解有機物，提高污水的可生化性[3]。為提高水解酸化池污泥濃度，保證水解酸化效果，在水解酸化池后增設沉淀池，實現污泥回流。經過水解酸化后的污水進入厭氧池、缺氧池和好氧池，在厭氧池主要完成釋磷過程，在好氧池進行吸磷，達到除磷的目的，在好氧池進行硝化反應，通過好氧池內的回流泵將硝化液回流到缺氧池，進行反硝化，從而達到除氮的目的[4]。好氧池出水進入二沉池，在此污泥進行沉淀，沉淀后上清液排至絮凝沉淀池，在進入絮凝池之前投加PAC和PAM，經過機械絮凝和斜板沉淀池處理后，去除部分COD和SS，后進入纖維轉盤濾池，進一步去除SS，保證出水達標[5]。過濾后的水進入接觸消毒池，通過投加次氯酸鈉進行殺菌消毒，達標后排入臨近河流。

二沉池的一部分污泥通過渠道回流到厭氧池，剩余污泥和氣浮池污泥、絮凝沉淀池的污泥、水解酸化沉淀池后排泥混合后進入污泥濃縮池，濃縮后的污泥進入離心污泥脫水機，脫水后外運填埋處置。工藝流程圖如圖1所示。

圖1 工藝流程圖Fig.1 Process flow diagram

5 主要工藝設計參數

(1)調節池

調節進水水量、水質，提升水位，滿足后續處理工藝的水力要求，停留時間8 h，設置潛水攪拌機和潛污泵。

(2)氣浮池

去除來水中的油類物質及懸浮物，降低進入后續生化處理系統的有機物濃度，氣浮池采用溶氣氣浮，表面負荷4.4 m3/(m2·h)，溶氣水回流比為30%。

(3)水解酸化池

酸化水解污水中的大分子有機物，提高污水的可生化性，同時部分污水可超越直接進入后續處理系統，停留時間12 h，設置潛水攪拌機。

(4)沉淀池

實現污泥回流，提高水解酸化池污泥濃度，保證水解酸化效果，采用平流式沉淀池，表面負荷0.88 m3/(m2·h)，設置桁車式吸泥機。

(5)厭氧池

創造厭氧環境，微生物厭氧釋磷，微生物積蓄好氧吸磷動力，停留時間1.5 h，設置潛水攪拌機。

(6)缺氧池

在缺氧環境下進行反硝化反應，去除總氮，同時降解有機物，停留時間10 h，設置潛水攪拌機。

(7)好氧池

在好氧條件下，利用微生物降解有機物，硝化菌進行氨氮硝化反應，同時聚磷菌完成磷的過量攝取，停留時間48 h，設置膜式曝氣管和硝化液回流泵。

(8)二沉池

進行固液分離，污泥從污泥回流井回流至厭氧池，剩余污泥排入污泥處理區，出水進入絮凝沉淀池，采用平流式沉淀池，表面負荷0.73 m3/(m2·h)，設置桁車式吸泥機。

(9)絮凝沉淀池

利用絮凝劑的絮凝作用，沉淀去除水中懸浮物。機械絮凝池停留時間16.5 min，設置機械絮凝劑攪拌機。斜板沉淀池表面負荷2.91 m3/(m2·h)。

(10)纖維轉盤濾池

進一步去除懸浮物，設計濾速6 m/s，設置6套纖維盤片，配套反沖洗水泵。

(11)接觸消毒池

通過投加次氯酸鈉進行消毒，停留時間35 min。

(12)污泥濃縮池

污泥重力濃縮脫水，固體通量45.0 kgDS/(m2·d)，設置污泥濃縮機。

(13)污泥脫水間

設置兩臺離心脫水機及配套加藥裝置。

(14)鼓風機房

設置3臺空氣懸浮鼓風機，2用1備。

(15)加藥間

設置1套PAM投加一體化裝置及2套PAC投加系統。

6 運行效果及存在問題分析

該工藝穩定成熟、運行可靠、管理方便，項目于2016年初開始建成運行，經過調試，系統運行效果良好，各項水質穩定達到排放標準。

在運行過程中也發現了一些問題：一是二沉池沉淀效果不理想。設計時二沉池表面負荷取值為0.73 m3/(m2·h)，在實際運行過程中發現因廢水中有機物含量較高，污泥沉降性能較差，導致在水量較大時二沉池出水含有細小污泥，在以后的類似項目中應適當降低表面負荷取值；二是魚粉加工廢水中NH3-N、TN濃度較高。實際進水水質有時會超過設計進水指標，NH3-N甚至會超過300 mg/L，這種情況下出水NH3-N基本能夠穩定達到排水標準，但TN處理難度較大，處理TN藥劑費用較高。在以后的類似項目中應與當地企業及相關部門充分溝通，合理確定設計進水水質，尤其是NH3-N和TN指標；三是魚粉加工廢水臭味較大，尤其是預處理、調節池、水解酸化池等厭氧系統附近，H2S含量較高，長時間運行后池頂的刮渣機、控制柜等水上設備腐蝕嚴重，同時進水中Cl-含量較高，長時間運行后水下設備也腐蝕較快，相較其他市政污水處理廠設備使用壽命偏短。

7 結 論

采用“預處理+氣浮池+水解酸化+A2O+絮凝沉淀+纖維轉盤濾池+次氯酸鈉消毒”的組合工藝對魚粉(海產品)加工廢水進行處理效果良好，出水水質較穩定，能夠達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級A標準。運行管理便捷，具備較好的技術經濟可行性，可為類似工程提供借鑒。