間歇式活性污泥（SBR）法在食品生產廢水處理中的應用

文_溫任榮 廣東綠美環境科技有限公司

1 間歇式活性污泥法在食品生產廢水處理中的概述

食品生產企業作為工業廢水的制造大戶，基于當前國家對生態環保工作的關注，食品生產廠污水廢水處理的思路也逐漸清晰，推出了一些新型有效的廢水處理技術，間歇式活性污泥法則是其中之一。間歇式活性污泥法作為基于間歇曝氣的方式運行的有效的污水處理技術，技術的核心在于SBR反應池，集均化、沉淀、生物降解及二沉等多功能為一體，在一些污水間歇排放及流量變化較大的場合都適用。

對比傳統的污水處理方法，其優勢也是顯而易見。一是投資少占地面積小，不需要投入大量的物資去建設初淀池、二層池、污泥硝化池，這種處理方式整體占地面積小，也不需要過多的輔助設備，投資方面的優勢十分突出。數據顯示，間歇式活性污泥法對比傳統的污水處理法可節約占地面積30%，成本投入可減少40%。二是出水質量好，傳統的廢水處理方法主要是去除廢水中的含碳有機物，而含氮含磷的有機物可能無法直接去除，當其進入水體引起水體的富營養化問題，而間歇式活性污泥法可以直接完成氮元素的轉化，并且將磷元素轉移到污泥中，BOD和SS去除率高達95%以上，出水質量更有保障。三是處理費用低，傳統的廢水處理方法只能去除泥齡在2d左右的污泥，而間歇式活性污泥法可以針對長達20d之久的污泥進行去除，且污泥能得以完全氧化，穩定性好，處理后的污泥直接還田，不需要進行污泥的硝化處理，對應的處理效率更高，費用成本更低。

2 間歇式活性污泥法在食品生產廢水處理中的應用案例

某食品廠主營肉類產品，其在食品生產過程中會產生大量的廢水，其對應的肉類加工工業水污染物排放標準具體指數見表1，在廢水處理中及采取了“磁混凝+SBR”的處理方法，其中SBR反應池基于間歇曝氣方式于好氧段進行硝化細菌、亞硝化細菌的協同反應。逐漸完成硝態氮、亞硝態氮的轉化，最終有機物被分解為二氧化碳和水，微生物則從硝酸鹽轉變為氨氮，最終轉變為細胞原生質成分。若存在缺氧情況，會基于反硝化作用實現液態氮到氣態氮的轉化，正是因為好氧、缺氧、厭氧三大階段的配合，實現了廢水的科學處理。

表1 食品廠進水水質和出水水質標準

在具體的處理中，先將食品生產加工廢水進行磁混凝處理，目的是去除較多的油脂、懸浮物，再采用間歇式活性污泥法進行廢水的生物處理，具體的廢水處理流程見圖1。該食品加工廠生產的廢水在經過格柵過濾后進入到沉砂池中，完成初步的砂水分離后，排污泵將污水送至混合罐，混合罐內有絮凝劑、助凝劑、磁粉等，充分攪拌膠體間顆粒處于碰撞狀態，而磁粉被吸附到絮體內，構成微磁絮團，在經過混凝處理后出水進入到超磁分離設備，在高能磁場作用下磁性絮團。微磁絮團與水體徹底分離，分離后的微磁絮團被磁回收器回收并處理，而污泥則進入污泥池，水則被送到SCR反應器中進行生物脫磷除氮處理，最終經消毒后直接排放或用于生產利用。

圖1 食品廠廢水處理流程

統計該食品廠6～8月的進水水質和出水水質可以看出，6月污染物質進水濃度高而出水水質好，可生化性更好。6月出水水質優于7月、8月可能與溫度有關，6月的氣溫更適于有機物的降解，7月、8月溫度較高，生物降解能力減弱。經過間歇式活性污泥法處理后的水pH值為7～8，SS≤25mg/L，CODcr≤52.5mg/L，BOD≤15.6mg/L，ρ≤16.1mg/L，ρ（NH3-N）≤10.6mg/L，水質相對穩定，符合污水排放標準。

3 間歇式活性污泥法效果影響要素

運行條件的差異會直接影響食品廢水處理效果，以某食品廠案例來說，6月廢水處理效果要優于7月、8月，原因在于溫度更理想，因此結合間歇式活性污泥法在食品生產廢水處理中的應用情況主要從曝氣量、曝氣時間、沉淀時間、閑置時間、基質濃度去論述影響間歇式活性污泥法食品生產廢水處理效果的具體情況。

3.1 曝氣量的影響

氧氣對好氧微生物降解能力影響較大，向曝氣池內鼓入空氣能提高曝氣池內氧氣濃度，使得微生物具有良好的降解能力，在反應初期SBR反應池供養充足，有機物降解速度快，隨著供養能力的減弱，生物有機物分解速度下降，有機物分解不徹底。氣量過大時流剪切力的作用會影響菌膠團的形成，導致細胞失活，因此曝氣量是影響該工藝處理效果的重要因素。大量的研究表明，曝氣量為0.25m3/h時廢水處理效果最佳。

3.2 曝氣時間的影響

曝氣時間長短也會影響間歇式活性污泥法在食品生產廢水中的處理效果。確定最佳進氣量后，控制進氣量相同的情況下閑置時間為1h對應的曝氣時間分別設置為1.0h、2.0h、3.0h、4.0h、5.0h、6.0h、7.0h，水中的COD、NH3-N去除率大不相同，曝氣在4h以內去除率有明顯上升趨勢，隨著曝氣時間的增長，曲線相對平穩，COD、NH3-N去除率受其影響不明顯，由此可以認為，混合液中的碳氮比例失調會抑制好氧微生物的生長，最佳的爆氣時間為4h。

3.3 沉淀時間的影響

SBR工藝污泥沉降性能越好，沉淀時間越短，若沉淀時間較長會引發反硝化反應問題，繼而產生污泥上浮的情況，影響水質。選取0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h作為沉淀時間對照節點，在對比研究后發現曝氣量與最佳反應時間不變的情況下沉淀時間延長，COD、NH3-N去除效果越來越好，在1h時去除效果最明顯。

3.4 閑置時間的影響

閑置期后的活性污泥是處于一種營養物的饑餓狀態，此時單位重量的活性污泥具有較強的吸附能力，吸附表面積大，在進入下一階段的運行周期后，發揮其強大的吸附能力去除污染物。控制曝氣時間4h，進氣量0.25m3/h，閑置時間分別取： 0.5h、1.0h、1.5h、2.0h、2.5h，控制進水污染物COD在250mg/L左右，監測出水COD、NH3-N去除情況，在0.5～1h階段去除率較高。

3.5 基質濃度的影響

有機廢水濃度不同處理后出水品質不相同，進水COD濃度在1000mg/L以內時，COD增高幅度不大，去除率上升明顯。當超過1000mg/L時出水COD的濃度增高幅度較大，去除率呈下降趨勢。

4 間歇式活性污泥法的創新開發

由于廢水中有機污染物種類繁多，有不少污染物對微生物有抑制作用，采取單一的間歇式活性污泥處理方法很難清除其中的某些有機物，因此應多種生物、物化處理方法與間歇式活性污泥法結合起來使用。

4.1 多段間歇式活性污泥法

多段SBR系統工藝對應多段厭氧SBR、多段好氧SBR以及厭氧好氧SBR組合等多種模式，實現微生物在各階段性能的穩定發揮，確保頑固有機物具有理想的降解速率。

4.2 粉末活性炭+SBR工藝

于反應器中增加活性碳粉，基于碳粉的強大吸附能力，實現混合液中污染物濃度的縮減，減少其對微生物生長的抑制作用，最終有機物會轉變為營養物生長的營養支持，于微生物表面形成菌膠團，形成穩定的廢水處理循環系統。

5 結語

隨著人們對食品加工廢水處理技術研究的深入，各種新型的處理方法不斷涌現，應基于實際情況科學選擇處理工藝，確保廢水處理“對癥下藥”。

間歇式活性污泥法在食品廢水處理中的應用優勢十分明顯，與其他的處理方法相結合，能夠發揮協同作用，達到理想的處理目的。且該處理方法投資少、見效快、支持自動化操作，目前已成為主流的食品廢水處理方法，各食品企業應積極采納、推廣應用，減少廢水排放，保護生態環境。