CASS工藝在食品加工廠廢水處理中的實(shí)際應(yīng)用
——以烤鰻廢水處理為例

何麗寧，胡偉偉

（福建碧昂環(huán)境工程有限公司，福建 泉州 362000）

1 工程概況

某烤鰻加工廠引進(jìn)了一條烤鰻生產(chǎn)線，年產(chǎn)凍烤鰻2 000多噸。烤鰻生產(chǎn)廢水，若未經(jīng)處理就直接排放，將對(duì)其納污水體造成明顯的污染危害。根據(jù)環(huán)評(píng)批復(fù)，該污水經(jīng)處理后需達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）［1］中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

生產(chǎn)環(huán)節(jié)：活鰻驗(yàn)收、暫養(yǎng)冰鰻、剖鰻、漂洗、切片、打串、白燒1-2、蒸煮、蒲燒1-4、預(yù)冷、速凍、成品選別、內(nèi)盒包裝、金屬檢測(cè)、外箱包裝、冷凍、交付。

2 污水的水質(zhì)和水量

2.1 設(shè)計(jì)污水處理量

剖殺工序產(chǎn)生的廢水為320～330 t/d，烤鰻段產(chǎn)生廢水70～80 t/d，如果蓄養(yǎng)廢水與生活污水一起排入市政管網(wǎng)，則烤鰻生產(chǎn)的廢水水量：Qd＝400 m3/d。

2.2 污水水質(zhì)

進(jìn)水水質(zhì)依據(jù)建設(shè)項(xiàng)目單位對(duì)相同烤鰻生產(chǎn)工藝廢水水質(zhì)的實(shí)際監(jiān)測(cè)報(bào)告水質(zhì)情況：CODCr（mg/L）：1 200～3 400；BOD5（mg/L）：600～1 800；SS（mg/L）：500～850；pH值：4.5～6.5；動(dòng)植物油（mg/L）：100～150；NH3-H（mg/L）：50～80。

3 烤鰻生產(chǎn)廢水的來源及處理難點(diǎn)分析

3.1 烤鰻生產(chǎn)廢水的來源

烤鰻產(chǎn)品的生產(chǎn)過程包括蓄（吊）養(yǎng)、宰殺和烤鰻等生產(chǎn)工序，這些過程均需要用水［2］，所產(chǎn)生的廢水包括剖殺工序廢水和車間清洗廢水，其中剖殺工序廢水占80%。污染物的主要來源：鰻魚在蓄（吊）養(yǎng)池中，排泄物及其身上粘稠液將隨蓄（吊）養(yǎng)池排放而排出；宰殺鰻魚時(shí)需要清水清洗，排放水中含有鰻魚血污及部分碎肉屑等；烤鰻時(shí)的冷卻及設(shè)備清洗用水，排放水中含有鰻魚燒烤時(shí)排出的液體和調(diào)味用的醬油，可能還有少量調(diào)味劑，如香料、清酒等；設(shè)備在清洗過程中可能會(huì)使用部分消毒劑，因此在廢水排放過程中會(huì)含有少量的消毒劑［2］。

3.2 烤鰻生產(chǎn)廢水處理難點(diǎn)分析

烤鰻加工的生產(chǎn)廢水含有較高濃度的CODCr、BOD5、SS、氨氮、油脂，屬于中度有機(jī)廢水，且水質(zhì)的pH值介于4.5～6.0間，偏酸性。不同工序排放的污染物濃度不同，在宰殺階段，水質(zhì)中SS含量超過1 000 mg/L，CODCr的含量在800 mg/L以上，油脂的含量也大于100 mg/L；在烤鰻階段，SS較低，CODCr（1 500～5 000 mg/L）、油脂（100～1 000 mg/L）都很高。在廢水排放過程中水質(zhì)和水量的波動(dòng)都比較大，除了有機(jī)物、懸浮物濃度高、色度大外，其中還含有消毒劑。

廢水中BOD5/CODCr的比值在0.4以上，屬可生化性較好的廢水，但是也存在嚴(yán)重影響廢水生化處理的難題：（1）含有較多的油脂，油脂不易被生物菌降解，且對(duì)生物菌產(chǎn)生了一定的抑制作用。（2）血紅蛋白含量高，油脂和懸浮物多，易在調(diào)節(jié)池內(nèi)形成較厚的浮渣層。（3）廢水的水質(zhì)和水量波動(dòng)較大，沖擊負(fù)荷大。（4）在生產(chǎn)廢水中含有消毒劑，消毒劑排放一般都較為集中，對(duì)生物菌有一定的影響。（5）水質(zhì)偏酸性不利于微生物的生長(zhǎng)。

4 烤鰻生產(chǎn)廢水處理工藝

4.1 工藝流程

目前，國(guó)內(nèi)外烤鰻生產(chǎn)廢水處理工藝技術(shù)采用物化與生物相結(jié)合的方法［3］。烤鰻廢水中存在油脂，一般在進(jìn)行生物處理之前，先用物化除去油脂，物化除油有重力隔油、混凝隔油、氣浮隔油等技術(shù)［3］；其次烤鰻廢水中含有大量的血紅蛋白，在工藝中經(jīng)常采用厭氧將血紅蛋白分解成小分子，有利于后續(xù)的好氧生物處理，且能夠保證出水水質(zhì)。根據(jù)廠區(qū)的規(guī)劃，預(yù)留的廢水處理站場(chǎng)地有限，因此工藝的選擇除了從廢水的水質(zhì)、處理深度、經(jīng)濟(jì)效益三個(gè)角度考慮以外，還得注意一個(gè)比較重要的問題，就是處理站的占地面積。綜合各種因素，確定用隔油-厭氧生物濾池-CASS工藝來處理該項(xiàng)目的廢水［3］，既可達(dá)標(biāo)排放，又可以節(jié)約處理成本和占地面積，其具體廢水處理工藝流程見圖1。

4.2 廢水處理工藝技術(shù)方案的主要特點(diǎn)

CASS工藝具有以下特點(diǎn)：（1）生產(chǎn)廢水中的粗粒徑油珠占比較大，易浮于水面，可通過隔油池將油脂回收利用，同時(shí)避免了油脂對(duì)后續(xù)處理的不良影響；（2）設(shè)計(jì)較大的調(diào)節(jié)池，通過較長(zhǎng)時(shí)間的水質(zhì)均化和水量調(diào)節(jié)，降低其對(duì)后續(xù)處理系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷，并通過機(jī)械攪拌，加強(qiáng)池內(nèi)廢水的混合，使水質(zhì)趨于穩(wěn)定，避免調(diào)節(jié)池表面形成浮渣結(jié)殼；（3）設(shè)計(jì)中和池，調(diào)節(jié)pH值，為微生物創(chuàng)造適宜的生存環(huán)境；（4）利用厭氧生物濾池處理廢水，一方面厭氧可以進(jìn)一步提高廢水的可生化性，有利于后續(xù)工藝的處理，另一方面，厭氧對(duì)于高濃度廢水的CODCr去除效率非常高，而且厭氧處理負(fù)荷高、能耗很小、產(chǎn)污泥量也非常少，具有占地少、一次性投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、污泥處理費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)；（5）利用CASS工藝處理烤鰻廢水具有脫氮效率高、出水水質(zhì)好、布置緊湊、占地面積小、運(yùn)行方式靈活、投資少的優(yōu)點(diǎn)［5］；（6）污泥少，電耗較小，運(yùn)行費(fèi)用低。

4.3 主要的構(gòu)筑物及設(shè)備

（1）格柵池：格柵池設(shè)計(jì)成中、細(xì)兩道人工格柵，有效地防止了該部分物質(zhì)進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)而發(fā)生堵塞，磨損水泵和渠道，所攔截的懸浮物還可以作為豬飼料。格柵井的尺寸為3 160 mm×600 mm×1 480 mm，安裝角度為60°，高度為1 480 mm，柵條寬度為10 mm，間隙：細(xì)格柵為16 mm，密格柵為8 mm，可采用人工清渣的方式。

（2）隔油池：生產(chǎn)廢水中的粗粒徑油珠占大部分，易浮于水面，通過隔油池將油脂回收利用，避免了油脂對(duì)后續(xù)處理的不良影響，可采用波紋形斜板隔油。池體尺寸為4 320 mm×1 400 mm×3 680 mm，格間數(shù)為2，每格寬度為1.4 m，其中斜板長(zhǎng)1.0 m，斜板角度為60°。油珠設(shè)計(jì)的上浮速度為0.2 mm/s，廢水在隔油池中的水平流速為1.2 mm/s，隔油池表面面積為6.72 m2，過水?dāng)嗝婷娣e為10.56 m2，采用半地埋式，頂部標(biāo)高為0.2 m，另設(shè)護(hù)欄。

（3）調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)成平底，并設(shè)有潛水?dāng)嚢杵鳌Ｒ环矫婵煞乐共糠诸w粒物質(zhì)在調(diào)節(jié)池中沉淀，另一方面可以充分均化水質(zhì)。停留時(shí)間為10.6 h，尺寸為12 800 mm×6 000 mm×3 300 mm，其中池深為3.0 m，有效水深為2.3 m，保護(hù)水深為0.7 m，超高為0.3 m，采用地埋式，頂部標(biāo)高為-0.38 m。池子出水端設(shè)置兩臺(tái)排污泵，一用一備，將出水抽送至中和反應(yīng)池。潛水?dāng)嚢杵鬟x用QJB1.5/8-400/3-700/s，二臺(tái)呈對(duì)角線安裝，在兩邊長(zhǎng)邊3.9 m處各安裝一臺(tái)。提升泵選用50QW25-10-1.5的潛污泵2臺(tái)，出水管為50 mm，最大流量為25 m3/h，最大揚(yáng)程為10m的H2O，功率為1.5 kW。

（4）中和反應(yīng)池：生產(chǎn)廢水常出現(xiàn)pH值低于6.0情況，此時(shí)需投加石灰乳，經(jīng)靜態(tài)混合器充分混合并于中和反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行中和反應(yīng)，石灰乳加藥量在100 PPM。在中和池中有pH值在線監(jiān)測(cè)儀，采用自動(dòng)化控制加藥。調(diào)整pH值至生物菌適宜的范圍，為7.0～7.5。停留時(shí)間為10 min池體尺寸為1 500 mm×1 500 mm×1 900 mm，池子配有一臺(tái)0.75 kW的攪拌機(jī)，池底坡度取0.02，并設(shè)穿孔排泥管。進(jìn)水管道上安裝的靜態(tài)混合器采用GJH100管式混合器。

（5）厭氧生物濾池：從中和反應(yīng)池排出的水，先經(jīng)過厭氧生物濾池，再進(jìn)入CASS池，這樣一方面厭氧可以進(jìn)一步提高廢水的可生化性，另一方面，厭氧對(duì)于高濃度廢水中CODCr的去除效率非常高，而且厭氧處理的負(fù)荷高、能耗很小、產(chǎn)污泥量也非常少，具有占地少、一次性投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、污泥處理費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。厭氧濾池池體尺寸為8 000 mm×5 000 mm×5 200 mm，共2座，其中濾料高度為3 500 mm，濾料底部至池底距離為700 mm，濾料頂部至池頂距離為700 mm。廢水在厭氧濾池中的HRT為22.56 h（有機(jī)負(fù)荷N=2.4 kgCOD/m3·d），為半地埋式，頂?shù)讟?biāo)高為-3.68 m。

濾料選用半軟性填料，型號(hào)為?120，孔隙率為97%，比表面積為87%～93%，共需要填料288 m3。設(shè)計(jì)池子底部配水采用穿孔管式配水系統(tǒng)，每座池內(nèi)安裝四根DN70的穿孔管，每根管上開有四個(gè)?15 mm的出水小孔。每個(gè)池子設(shè)有潛水?dāng)嚢杵鳎瑪嚢杵鬟x用QJB1.5/8-400/3-700/s，二臺(tái)呈對(duì)角線安裝，在兩邊長(zhǎng)邊4 m處各安裝一臺(tái)。出水堰尺寸為150 mm×150 mm，堰高為78 mm，堰口寬度為160 mm，堰口間距為200 mm。

（6）CASS池：由厭氧生物濾池排出來的水B/C=0.61，有機(jī)物濃度還很高，出水重力自流到CASS池中，進(jìn)一步進(jìn)行生物降解，達(dá)標(biāo)后排放。CASS池采用連續(xù)進(jìn)水，并有20%的污水回流。BOD5負(fù)荷Ls=0.14 kgBOD5/kgMLSS·d；MLSS濃度X=3 500 mg/L；排出比1/m=1/3。反應(yīng)池水深H取4.5 m，緩沖層高度取1.4 m，超高0.7 m。CASS池中間設(shè)一道隔墻，將池體分割為預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)兩部分，靠進(jìn)水端、容積為CASS池總?cè)莘e的10%左右的預(yù)反應(yīng)區(qū)為吸附兼氧區(qū)，另一部分為主反應(yīng)區(qū)。

CASS池尺寸：20 000 mm×4 500 mm×5 400 mm，其中超高為900 mm，有效水深為4 500 mm，保護(hù)水深為500 mm，反應(yīng)池的有效容積V=405 m3。曝氣5.5 h，靜沉1.5 h，排水1 h，周期為8小時(shí)，一個(gè)池一天的周期數(shù)為3。預(yù)反應(yīng)區(qū)長(zhǎng)度為3 600 mm，其中兼氧區(qū)為2 000 mm。

CASS池安裝一臺(tái)旋轉(zhuǎn)式潷水器，采用ZYSR200型（單邊潷水），此設(shè)備耗電小，其主要技術(shù)參數(shù)如下：潷水器排水量為200 m3/h、潷水高度小于3.0 m、排水時(shí)間（1個(gè)周期）為0.6～2.0 h、電動(dòng)功率0.55 kW。回流泵選用WQN潛污泵，型號(hào)50WQN10-10-0.75，兩臺(tái)一備一用，出水管為50 mm，最大流量為10 m3/h，最大揚(yáng)程為10 mH2O，功率為0.75 kW。鼓風(fēng)機(jī)采用風(fēng)量為7.62 m3/min，靜壓為58.8KPa的3L100-Ⅱ（3L22）羅茨鼓風(fēng)機(jī)二臺(tái)，一用一備。該風(fēng)機(jī)的技術(shù)性能如下：轉(zhuǎn)速n＝1 880 r/min，出風(fēng)口徑DN100 mm，出風(fēng)量為7.62 m3/min，電機(jī)功率為11.45 kW。

（7）污泥濃縮池：污泥濃縮采用連續(xù)式重力濃縮法，豎流沉淀池的形式。在濃縮池不同深度處設(shè)置出水管，下設(shè)污泥斗，斗壁夾角為60°，污泥由泵排入濃縮污泥泵房；濃縮時(shí)間T=16h，單池尺寸為3 500 mm×3 500 mm×5 400 mm，為半地埋式，頂部標(biāo)高為1.32 m，不另設(shè)護(hù)欄。污泥濃縮池每16 h排泥一次，采用螺桿泵排泥2.5 h，污泥流量為3.2 m3/h，螺桿泵一臺(tái)，型號(hào)I-1B1.5吋，流量為3.2 m3/h，揚(yáng)程為80 m，吸程為3 m，進(jìn)出口徑為40 mm，轉(zhuǎn)速為960 r/min，配用電機(jī)為3 kW，工作壓力為8 MPa。選擇DY-1000型帶式壓榨過濾機(jī)，處理能力為1.4～8 m3/h，濾帶有效寬度1 000 mm，重力過濾面積為5.8 m2，壓榨過濾面積為4.8 m2，電機(jī)功率為1.5 kW，外型尺寸為4 105 mm×1 760 mm×2 160 mm。

（8）設(shè)備間：鼓風(fēng)機(jī)房尺寸為5 000 mm×3 000 mm×3 200 mm；污泥泵房尺寸為5 000 mm×3 000 mm×3 200 mm；壓濾機(jī)房尺寸為7 000 mm×5 000 mm×3 200 mm；控制室尺寸為3 200 mm×3 000 mm×3 200 mm。

5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

5.1 工程投資

該場(chǎng)站占地1 200 m2，總投資299.7萬元，其中土建工程投資130.3萬元，工藝設(shè)備投資169.4萬元。

5.2 運(yùn)行費(fèi)用

（1）電費(fèi)：2臺(tái)功率1.5 kW調(diào)節(jié)池提升泵，日運(yùn)行時(shí)間10 h，日電耗為30 kWh；2臺(tái)功率1.5 kW調(diào)節(jié)池?cái)嚢杵鳎者\(yùn)行時(shí)間10 h，日電耗為60 kWh；1臺(tái)功率0.75 kW的中和池?cái)嚢铏C(jī)，日運(yùn)行時(shí)間20 h，日電耗15 kWh；4臺(tái)功率1.5 kW的厭氧慮池?cái)嚢杵鳎者\(yùn)行時(shí)間10 h，日電耗為60 kWh；1臺(tái)功率0.75 kW 的CASS回流泵，日運(yùn)行時(shí)間12 h，日電耗為9 kWh；1臺(tái)功率11.45 kW的曝氣鼓風(fēng)機(jī)，日運(yùn)行時(shí)間18 h，日電耗為206 kWh；1臺(tái)功率0.55 k的WCASS潷水器，日運(yùn)行時(shí)間3 h，日電耗1.65 kWh；1臺(tái)功率0.3 kW的加藥系統(tǒng)，日運(yùn)行時(shí)間12 h，日電耗3.6 kWh；1臺(tái)功率1.5 kW的壓榨過濾機(jī)，日運(yùn)行時(shí)間2.5 h，日電耗3.75 kWh；1臺(tái)功率3.0 kW的螺桿排泥泵，日運(yùn)行時(shí)間2.5 h，日電耗7.5 kWh；

綜上，污水日耗總電量為3 9 6.5 k W h，電費(fèi)單價(jià)為0.6 元/kWh，功率因素取0.8，總運(yùn)行電費(fèi)為：396.5 kWh/d×0.6 元/kWh×0.8=190.32 元/d，噸水電費(fèi)：190.32 元/d÷400 噸/d=0.48 元/噸

（2）藥費(fèi)：廢水處理過程中石灰乳的加藥量為100 PPM，日加藥量為0.04 t/d，石灰價(jià)格為400 元/t，則藥劑費(fèi)為：E2=0.04 t/d×400 元/t÷400 m3/d=0.04 元/（m3廢水）。當(dāng)生產(chǎn)廢水的pH值較高，接近7左右（中性）時(shí)，可不用投加堿調(diào)節(jié)pH值，因而節(jié)省了藥劑費(fèi)用。

6 調(diào)試及實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

夏季初開始進(jìn)行調(diào)試，菌種采用附近養(yǎng)豬廢水含水率75%～80%的干污泥，厭氧濾池投加量為3 t，CASS池投加量為6.5 t，經(jīng)過50天的調(diào)試，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行二周后，取樣監(jiān)測(cè)結(jié)果如表1所示。

表1 CASS工藝監(jiān)測(cè)結(jié)果

7 調(diào)試過程及運(yùn)行中出現(xiàn)的問題

（1）在CASS池活性污泥馴化初期，CODCr的濃度高且廢水中含有油脂，曝氣過程會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，因而調(diào)試初期可增設(shè)臨時(shí)曬水設(shè)施，消除氣泡。

（2）調(diào)節(jié)控制好曝氣量、混合液的回量及剩余污泥量，確保系統(tǒng)具有良好的脫氮效果。

（3）在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)，內(nèi)臟碎塊等大顆粒懸浮物的量大，采用人工格柵會(huì)加大工作人員的工作量，因而采用機(jī)械格柵。

（4）在運(yùn)行過程中，應(yīng)及時(shí)清理隔油池內(nèi)斜板及池面層的油脂，使隔油池處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，以降低油脂對(duì)后續(xù)生化系統(tǒng)的不良影響。

8 結(jié)語

厭氧生物濾池+CASS工藝處理烤鰻廢水的總體效果好，該項(xiàng)目調(diào)試運(yùn)行穩(wěn)定后，系統(tǒng)出水經(jīng)監(jiān)測(cè)，水質(zhì)達(dá)到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，CODCr、BOD5、動(dòng)植物油、SS和NH3-N等指標(biāo)的去除率均達(dá)到90%以上，并且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，運(yùn)行成本及投資成本相對(duì)合理。