水產品加工廢水為主的工業園區污水處理工程實例

蔡 圃，何如秋，倪 翔

（廣西博環環境咨詢服務有限公司，廣西 南寧 530000）

水產品加工是指對魚、蝦等水產品進行一次和二次加工[1]。在剖殺加工過程中，會產生大量的工藝清洗廢水、蒸煮廢水、泡藥廢水以及工作臺面和地面的清洗廢水等[2]。這些廢水的主要污染物是有機物和蛋白質[3-4]，呈現出高磷、高氮的特征[5]。磷主要來源于速凍產品生產過程中使用的含磷保水劑，主要成分是聚合磷酸鹽[6]，在厭氧狀態時會轉化成正磷酸鹽[7]。氮主要來源于動物蛋白質的分解，30%左右的水溶性蛋白質會釋放到漂洗水中[8]。

前人圍繞前端水產品加工企業高濃度原水的處理開展了很多研究，對后端城市或園區污水廠的集中處理報道較少。于洪淼等[9]提出采用化學絮凝工藝除磷，許贊等[10]提出采用兼性反硝化工藝除總氮，華泓達等[1]提出采用一級物化（隔油+混凝）和二級生化（UASB+A/O）、劉志強等[11]提出采用混凝沉淀+水解酸化+接觸氧化、宋爽等[12]提出采用氣浮+A2/O、劉行平[13]提出采用A/O-SBR+高效沉淀+纖維轉盤濾池等組合處理工藝。這些工藝主要是對水產品加工企業的原水進行初步處理，主要目的是達到納管要求，出水標準相對寬松。實際工作中，在沿海、沿江等水產品加工企業集聚的園區或以水產品加工業為主的綜合園區，園區污水廠來水水質受水產品加工廢水的影響明顯，采用傳統的二級生活污水處理工藝，不能有效處理高磷、高氮廢水。解決這個問題一直是咨詢設計和政府管理關心的重點。

為給水產品加工廢水為主的園區污水集中處理提供借鑒，實例介紹一種“水解酸化+生化+化學除磷+臭氧接觸氧化+曝氣生物濾池+反硝化濾池”組合工藝，出水主要指標滿足《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）Ⅳ類水質標準（TN≤10 mg/L）。

1 園區廢水來源和設計水質

園區主要產業有水產品加工、食品加工、電子信息和配套服務業等。規劃近期廢水量為4.5萬噸/天，廢水量現狀約3.5萬噸/天，主要由水產品加工廢水、電子信息企業廢水和生活污水等構成。其中，水產品加工廢水量占比約30%，采樣抽測表明現有企業納管水質濃度變化很大，變化范圍為COD14～800、總磷0.1～120、氨氮0.2～110、總氮7～150 mg/L。電子信息企業廢水典型水質為COD380、總磷0.4、總氮10 mg/L。實踐表明，園區來水水質受水產品加工廢水影響較大，使得平均水質表現出高磷、高氮的特點，這是一個典型的以水產品加工廢水為主的園區。結合來水水質和規劃需求，園區污水處理廠設計規模為4.5萬噸/天，設計主要進出水水質見表1。因受納水體環境容量限制，尾水COD、氨氮和總磷執行《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）Ⅳ類水質標準，總氮按10 mg/L控制，較園區污水廠通常采用的《城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB 18918-2002）》一級A標準嚴格很多。

表1 設計主要進出水水質

2 廢水處理工藝流程

廢水處理工藝流程見圖1。園區各企業的廢水經自行預處理后就近排放到園區污水管網，收集到園區污水集中處理廠。進水經格柵、曝氣沉砂池預處理分別去除較大的漂浮物和無機砂粒后，貯存在調節池。利用提升泵將污水由調節池輸送到水解酸化池，在提高生化性后，進入生化區，經過厭氧區、缺氧區和曝氣區，出水投加PAC藥劑后流入二沉池。在二沉池澄清后，清水流向高效沉淀池并投加PAC和PAM藥劑。進一步澄清后，清水經臭氧接觸池、曝氣生物濾池和反硝化深床濾池深度處理，出水經消毒后排放。曝氣生物濾池的反沖洗水收集到反洗排水池暫存，用泵提升到生化池處理。反硝化深床濾池反沖洗水收集到濾液池，用泵提升到調節池進入后續處理單元。水解酸化池、生化池、二沉池和高效沉淀池的污泥收集到污泥濃縮池，在污泥脫水間脫水后外運。

圖1 廢水處理工藝流程

3 主要構筑物和相關設施

3.1 水解酸化池

主要功能是在細胞外酶和兼氧菌的作用下，使成分復雜的大分子、不溶性有機物水解為小分子和可溶性有機物，提高廢水的BOD5/COD值，為后段生化處理提供合適的營養物質。設計尺寸為81.5×27.5×9.1 m，有效容積15 210 m3，設計HRT為8.1h，鋼混結構，配套推流器和排污泵等。

3.2 生化池

生化池是污水廠的核心工段，由厭氧區、缺氧區和曝氣區組成。厭氧區的主要功能是釋放磷，同時將部分有機物氨化；缺氧區主要功能是脫氮，將硝態氮還原為氮氣釋放到空氣中；曝氣區的主要功能是去除BOD、硝化和吸收磷。在生化池利用微生物的作用，實現生物除磷和生物脫氮的作用。設計尺寸為113×82×7.4 m，設計HRT為27.5 h，其中厭氧池1.5 h，缺氧池7.9 h，好氧池16.9 h，脫氣區1.2 h，BOD5污泥負荷為0.09 kg/（kg?d），鋼混結構，配套鼓風機房。

3.3 二沉池

主要功能是沉淀分離活性污泥，并提供回流污泥。在二沉池進水中投加PAC藥劑，實現頭道化學除磷的作用。設計2座，單座尺寸為Ф40.8×4.85 m，有效水深4.25 m，平均時水力表面負荷0.75 m3/（m2?h），沉淀時間2.7 h，配套PAC加藥設施。

3.4 高效沉淀池

主要功能是深度除磷和澄清，確保出水SS和TP達標。在二沉池內投加PAC和PAM藥劑，實現二道化學除磷的作用。設計尺寸為35×22×7.6 m，分為混凝區、絮凝區和澄清區，其中混凝區設計停留時間110 s，絮凝池停留時間15 min，澄清區停留時間44 min，配套PAC和PAM加藥設施。

3.5 臭氧接觸池

生化池出水的COD主要是難降解的有機物。臭氧接觸池的主要功能是將廢水中殘留的難降解有機物分解成易生化的小分子有機物，提高可生化性，同時起到脫色的作用。設計尺寸為32×13×8.6 m，接觸時間30 min，配套臭氧發生器和尾氣破壞器。

3.6 曝氣生物濾池

主要功能是深度除碳和硝化，進一步去除COD、BOD5和氨氮。設計尺寸為35×30.5×9.7 m，濾料高度3.5 m，硝化容積負荷0.3 kg NH3-N/（m3?d），水力負荷3.04 m3/（m2?h），配套供氧鼓風機房。

3.7 反硝化深床濾池

主要功能是深度去除總氮，通過投加優質碳源，利用反硝化菌把硝態氮轉化為氮氣，同時去除SS。設計尺寸為37.4×26×6.9 m，采用石英砂作為濾料，濾層厚度1.83 m，正常濾速5.8 m/h，反沖洗強制濾速7.2 m/h。

3.8 除臭設施

水產品加工廢水含有有機物和蛋白質成分，會產生硫化氫、氨等惡臭污染物，較生活污水廠嚴重。設計2套除臭設施，風量均為25 000 m3/h，主要收集進水提升井、曝氣沉砂池、調節池、水解酸化池、生化池厭氧區和缺氧區、曝氣生物濾池反洗排水池和反硝化濾液池等部位的臭氣。同時，對預處理區的格柵、撈渣機、刮泥機等設備采取局部強化密閉措施。

4 運行效果及討論

工程投運以來，出水效果一直穩定，出水指標達到并優于設計水質要求。經過生物除磷和二沉池、高效沉淀池兩道化學去磷，高效沉淀池出水總磷能夠控制在0.1～0.2 mg/L左右。通過前段生化池和后段曝氣生物濾池—反硝化深床濾池兩道生物脫氮作用，出水總氮控制在3 mg/L左右。

以運行期間其中21天的進出水濃度為例，主要污染物去除效果見圖2。在進水平均水質COD 500、總磷20、氨氮50、總氮70 mg/L時，出水平均水質能夠達到COD 10、總磷0.15、氨氮0.5、總氮3 mg/L，主要污染物達到《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）Ⅳ類水質標準（TN≤10 mg/L）要求。

圖2 廢水處理工程運行效果

5 結論

（1）與傳統生活污水廠相比，在設計水產品加工廢水為主的集中污水處理廠時，要結合水產品加工廢水的占比，適當提高氨氮、總氮和總磷的設計進水水質。

（2）采用“水解酸化+生化+化學除磷+臭氧接觸氧化+曝氣生物濾池+反硝化濾池”組合工藝，處理水產品加工為主的工業園區污水，能夠有效應對來水高磷、高氮的問題，出水主要指標能夠達到《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）Ⅳ類水質標準（TN≤10 mg/L）。

（3）水產品加工廢水經深度處理后，水質能夠達到中水回用的要求，可以在實際工作中充分挖掘回用途徑和回用范圍，不斷提高中水的回用比例。