1 Project Overview

某生物酶制劑公司主要生產(chǎn)工業(yè)用酶制劑，年產(chǎn)耐高溫α－淀粉酶500t/a、高轉(zhuǎn)化率糖化酶500t／a、中溫α－淀粉酶200t/a、蛋白酶500t/a，相關(guān)食品工業(yè)用酶制劑產(chǎn)品的生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量在國(guó)內(nèi)均處于領(lǐng)先水平。各種產(chǎn)品在發(fā)酵、提取、濃縮和設(shè)備清洗過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量廢水，由于排放的生產(chǎn)廢水污染物濃度高，如未經(jīng)處理直接排放，必會(huì)對(duì)市政污水管網(wǎng)造成污染和腐蝕，同時(shí)對(duì)下游污水廠帶來(lái)較大沖擊負(fù)荷。為滿(mǎn)足環(huán)保要求，同時(shí)保護(hù)周邊自然環(huán)境，該公司新建1套廢水處理設(shè)施，采用板框壓濾-UASB-A/O的主體工藝，廢水經(jīng)過(guò)處理后，出水水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)到GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，其中ρ（COD）≤400mg/L，ρ（SS）≤250mg/L，ρ（TN）≤40mg/L。本文對(duì)該工程設(shè)計(jì)及運(yùn)行情況進(jìn)行了研究和剖析，可為同類(lèi)型工業(yè)企業(yè)廢水處理提供一定參考、借鑒。

2 設(shè)計(jì)水量、水質(zhì)根據(jù)企業(yè)提供的資料，排入廢水站的廢水分為5類(lèi)，主要分為工藝廢水、清洗廢水、實(shí)驗(yàn)室廢水、生活污水以及報(bào)廢產(chǎn)品及發(fā)酵罐放罐液，其中報(bào)廢產(chǎn)品及發(fā)酵罐放罐液為超高濃度廢水，排放規(guī)律約為30m3／（次·月），折算設(shè)計(jì)水量約為1m3／d；工藝廢水為超濾濃縮液廢水，為高濃度廢水，設(shè)計(jì)水量為60m3／d；清洗廢水、實(shí)驗(yàn)室廢水和生活污水為低濃度廢水，合計(jì)設(shè)計(jì)水量為150m3／d，總計(jì)規(guī)模為211m3／d。經(jīng)綜合分析，將各股廢水根據(jù)污染物種類(lèi)及濃度進(jìn)行單獨(dú)收集，保證廢水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性，廢水經(jīng)過(guò)處理后，出水水質(zhì)達(dá)到GB8978—1996中三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中ρ（COD）≤400mg／L，ρ（SS）≤250mg／L，ρ（TN）≤40mg／L，之后排入園區(qū)污水處理廠。

3 工藝流程生物酶制劑廢水主要來(lái)源于車(chē)間超濾濃縮液產(chǎn)生的工藝廢水、反應(yīng)罐沖洗廢水、濾布和濾膜沖洗廢水、生活污水、實(shí)驗(yàn)室廢水以及報(bào)廢產(chǎn)品或發(fā)酵罐放罐廢液。具體廢水產(chǎn)生來(lái)源及特點(diǎn)如下：

（1）工藝廢水為發(fā)酵車(chē)間產(chǎn)品通過(guò)超濾濃縮時(shí)產(chǎn)生的廢濾液，污染物濃度較高。

（2）反應(yīng)罐沖洗廢水為發(fā)酵罐和提取罐在每批料完成后進(jìn)行清洗產(chǎn)生的廢水，濾布和濾膜沖洗廢水為板框壓濾機(jī)及超濾膜濃縮后進(jìn)行清洗產(chǎn)生的廢水，實(shí)驗(yàn)室廢水為化驗(yàn)、檢測(cè)產(chǎn)生的廢水，污染物濃度較低。

（3）報(bào)廢產(chǎn)品及發(fā)酵罐放罐液為酶制劑可能產(chǎn)生的產(chǎn)品報(bào)廢或發(fā)酵罐原料排液時(shí)產(chǎn)生的廢水，廢水間斷排放，污染物和懸浮物濃度極高。以上工段排放廢水中污染物種類(lèi)和有機(jī)物成分基本相同，主要包含蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類(lèi)、脂肪和無(wú)機(jī)鹽等，主要污染因子包括COD、pH值、懸浮物、TN等。目前，該類(lèi)廢水先進(jìn)行混合收集，之后采用物化預(yù)處理-厭氧-好氧組合處理工藝進(jìn)行處理，基本能滿(mǎn)足處理要求。但各段廢水濃度差異較大，排放周期亦存在較大差別，導(dǎo)致綜合廢水調(diào)節(jié)池池容極大；厭氧系統(tǒng)受沖擊負(fù)荷較大，運(yùn)行管理要求較高；同時(shí)，為保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，池容普遍偏大，因而投資較高，經(jīng)濟(jì)性較差。通過(guò)對(duì)車(chē)間廢水排放規(guī)律進(jìn)行充分調(diào)研，根據(jù)廢水水質(zhì)差別大、排放周期不固定、可生化性好的特點(diǎn)，采取“分類(lèi)收集，分質(zhì)處理”措施，將所有廢水分為3股進(jìn)行分類(lèi)收集：針對(duì)放罐液廢水直接采用調(diào)節(jié)-板框壓濾預(yù)處理工藝，去除廢水中的大部分有機(jī)污染物及懸浮物；針對(duì)工藝廢水采用調(diào)節(jié)-UASB預(yù)處理工藝，去除廢水中的部分有機(jī)污染物；針對(duì)低濃度廢水，將其與經(jīng)過(guò)預(yù)處理的其他2股廢水混合后，采用A／O-二沉處理工藝，去除廢水中剩余的有機(jī)污染物及TN，保證最終出水達(dá)標(biāo)。工藝流程見(jiàn)圖1。

全廠廢水分3股分質(zhì)收集后自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池，低濃度廢水、工藝廢水以及放罐液廢水分別進(jìn)入1＃、2＃、3＃調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池前端設(shè)置人工格柵，去除大顆粒懸浮物，避免纏繞水泵葉輪和堵塞管道，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置穿孔攪拌系統(tǒng)，對(duì)廢水進(jìn)行均質(zhì)、均量調(diào)節(jié)。3＃調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水經(jīng)污泥泵提升進(jìn)入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，濾渣定期外運(yùn)，濾液自流進(jìn)入2＃調(diào)節(jié)池與工藝廢水進(jìn)行混合，2＃調(diào)節(jié)池設(shè)置加堿系統(tǒng)和提升泵，加堿調(diào)節(jié)pH＝7.5后，經(jīng)泵提升至UASB池。廢水在UASB池中，利用厭氧微生物的新陳代謝作用將大部分有機(jī)污染物去除，池內(nèi)設(shè)置三相分離器，實(shí)現(xiàn)氣、液、固三相分離，厭氧污泥被三相分離器截流返回至反應(yīng)器中繼續(xù)參與厭氧反應(yīng)，沼氣通過(guò)分離、收集、凈化后，通過(guò)沼氣火炬燃燒排放，上清液透過(guò)三相分離器經(jīng)出水堰排放至生化處理系統(tǒng)。UASB出水自流進(jìn)入A/O池，與廠區(qū)1＃調(diào)節(jié)池的低濃度廢水進(jìn)行混合，在A/O生化系統(tǒng)中，COD、BOD5、SS和各種形式存在的氮和磷將被一一去除。在好氧段，硝化細(xì)菌將入流廢水中所含的有機(jī)氮氨化成氨氮，通過(guò)生物硝化作用，轉(zhuǎn)化成硝酸鹽；在缺氧段，反硝化細(xì)菌將內(nèi)回流帶入的硝酸鹽通過(guò)生物反硝化作用，轉(zhuǎn)化成氮?dú)馀湃氪髿庵校瑥亩_(dá)到脫氮的目的。好氧池出水自流進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，部分污泥通過(guò)污泥泵回流至A／O池前端，剩余污泥排放至儲(chǔ)泥池，上清液通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)排放口達(dá)標(biāo)排放。UASB排放的剩余污泥以及剩余生化污泥排放至儲(chǔ)泥池內(nèi)暫存，之后通過(guò)污泥螺桿泵輸送至板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，在壓濾機(jī)進(jìn)口處設(shè)置管道混合器，通過(guò)投加陽(yáng)離子PAM，對(duì)剩余污泥進(jìn)行調(diào)質(zhì)，提高壓濾效果，最終得到含水率不超過(guò)80％的減量化污泥［6］，干化污泥在污泥堆棚內(nèi)暫存，定期進(jìn)行外運(yùn)處置。

4 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）格柵／調(diào)節(jié)池。1＃調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)尺寸為8.0m×3.5m×4.5m，2＃、3＃調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)尺寸為4.0m×3.5m×4.5m，有效水深均為3.5m，1＃、2＃調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)停留時(shí)間分別為15.7h、19.6h，3＃調(diào)節(jié)池每批次排空周期為7d，池體采用地下式，池內(nèi)壁采用乙烯基樹(shù)脂防腐。前端設(shè)置人工細(xì)格柵，柵隙為5mm，材質(zhì)為SS304；池內(nèi)設(shè)置穿孔攪拌裝置；2＃調(diào)節(jié)池液堿（30％）投加量為150mg/L。

（2）UASB池。采用脈沖升流式厭氧反應(yīng)器，半地下式鋼砼結(jié)構(gòu)，脈沖布水器設(shè)置在池頂，通過(guò)中央豎管將進(jìn)水從上部配水至底部進(jìn)行布水，采用地埋式土地保溫和通過(guò)脈沖布水器蒸汽加熱方式維持中溫厭氧消化環(huán)境。設(shè)計(jì)尺寸為5.0m×8.0m×8.0m，有效水深為7.5m，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為118h，污泥濃度為8000mg/L，進(jìn)水容積負(fù)荷為4.0kg［COD］／（m3·d），上升流速為0.85m/h（可調(diào)），內(nèi)循環(huán)回流比為100％。底部布水孔服務(wù)面積為0.4m2／個(gè)。設(shè)置脈沖布水器1臺(tái)（含蒸汽盤(pán)管），內(nèi)循環(huán)泵2臺(tái)（1用1備），三相分離器1套，汽水分離器、水封罐及沼氣火炬各1套，溫控聯(lián)鎖裝置1套。

（3）A/O池。缺氧池采用完全混合式，好氧池采用活性污泥法，半地下式，設(shè)計(jì)尺寸為8.0m×5.0m×5.0m，有效水深為4.5m，設(shè)計(jì)總停留時(shí)間為20.5h（其中缺氧池6.0h，好氧池14.5h），污泥濃度為3500mg/L，污泥負(fù)荷為0.15kg［BOD5］／（kg［MLSS］·d），氨氮負(fù)荷為0.03kg［NH3－N］／（kg［MLSS］·d），混合液回流比為200％，氣水比為22∶1，采用可提升式管式微孔曝氣器，曝氣管通氣量為1.5~3.0m3／（m·h），設(shè)置可提升式微孔曝氣管100支，潛水?dāng)嚢铏C(jī)2臺(tái)，混合液回流泵2臺(tái)（1用1備）。

（4）二沉池。采用豎流沉淀池，半地下式，設(shè)計(jì)尺寸為5.0m×4.0m×5.0m，有效水深為4.5m，污泥回流比為100％，表面負(fù)荷為0.5m3／（m2·h），泥斗角度為55°。設(shè)置中心導(dǎo)流筒1臺(tái)，污泥回流泵2臺(tái)，1用1備（兼排放用）。

5 運(yùn)行情況本系統(tǒng)自2016年6月份開(kāi)始進(jìn)水調(diào)試，項(xiàng)目初期未進(jìn)行滿(mǎn)負(fù)荷生產(chǎn)，初期總進(jìn)水量約為100m3/d，不到設(shè)計(jì)水量的50％，調(diào)試運(yùn)行3個(gè)月后，廢水量逐步提升，至10月底穩(wěn)定在160m3/d左右，達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的75％（各工段進(jìn)水量基本與設(shè)計(jì)相差不大）。經(jīng)過(guò)5個(gè)月逐步提升水量的連續(xù)調(diào)試運(yùn)行，進(jìn)出水指標(biāo)日趨穩(wěn)定，進(jìn)水指標(biāo)均在設(shè)計(jì)范圍以?xún)?nèi)（除放罐液外，不同產(chǎn)品排放濃度略有差別，COD平均質(zhì)量濃度在8萬(wàn)mg/L左右），其中工藝廢水進(jìn)水COD、BOD5、TN、TP及SS的質(zhì)量濃度分別為18000、8000、160、6和800mg/L，低濃度廢水進(jìn)水COD、BOD5、TN、TP及SS的質(zhì)量濃度分別為1000、400、60、3和300mg/L。經(jīng)過(guò)處理后，系統(tǒng)總出水COD、BOD5、TN、TP及SS的質(zhì)量濃度分別為250、100、30、4及100mg/L，在設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)范圍以?xún)?nèi)。目前廢水站已連續(xù)運(yùn)行多年，經(jīng)過(guò)多次回訪調(diào)研，均反饋運(yùn)行效果穩(wěn)定。

6 投資及運(yùn)行費(fèi)用項(xiàng)目直接工程費(fèi)用約為280萬(wàn)元，其中土建部分費(fèi)用150萬(wàn)元，設(shè)備及安裝等其它費(fèi)用130萬(wàn)元，項(xiàng)目噸水費(fèi)用約為1.3萬(wàn)元/m3。項(xiàng)目直接運(yùn)行成本為2.13元/m3，其中人工費(fèi)0.95元/m3，電費(fèi)0.83元/m3，藥劑費(fèi)0.30元/m3，生產(chǎn)水費(fèi)0.05元/m3。

7 結(jié)語(yǔ)

采用板框壓濾-UASB-A/O組合工藝處理生物酶制劑廢水，出水水質(zhì)穩(wěn)定，COD、BOD5、TN、TP及SS的質(zhì)量濃度分別可達(dá)到250、100、30、4及100mg/L，滿(mǎn)足GB8978—1996中三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（其中ρ（COD）≤400mg／L，ρ（SS）≤250mg／L，ρ（TN）≤40mg／L）。本工程運(yùn)行實(shí)踐表明，生物酶制劑廢水污染物濃度盡管非常高，但廢水中有機(jī)污染物成分主要以蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類(lèi)和無(wú)機(jī)鹽等易生化降解的有機(jī)物為主，無(wú)難降解及具有生物毒性的特征污染物，工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行易控制。在后續(xù)設(shè)計(jì)及運(yùn)行過(guò)程中有如下經(jīng)驗(yàn)可供參考：

（1）采取“分類(lèi)收集，分質(zhì)處理”的治理思路，有效收集各股廢水，對(duì)廢水水質(zhì)進(jìn)行均衡調(diào)節(jié)；雖分開(kāi)收集單體較多，但污染物可生化性較好，各自單獨(dú)預(yù)處理，能降低預(yù)處理池容積以及提高各系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力。

（2）報(bào)廢產(chǎn)品或發(fā)酵罐放罐液廢水污染物濃度極高，在實(shí)際設(shè)計(jì)和運(yùn)行過(guò)程中需要考慮該部分廢水濃度對(duì)主體工藝系統(tǒng)的影響。本項(xiàng)目在初期運(yùn)行過(guò)程中，每月3～5d通過(guò)壓濾機(jī)集中處理該部分廢水，導(dǎo)致壓濾液瞬時(shí)排至高濃度廢水調(diào)節(jié)池中，經(jīng)混合后廢水濃度遠(yuǎn)超工藝廢水設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo)，對(duì)厭氧系統(tǒng)及后續(xù)好氧系統(tǒng)造成較大沖擊，影響系統(tǒng)運(yùn)行管理。通過(guò)摸索系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)后采取每周處理1次，每次處理后壓濾液通過(guò)收集罐收集后小流量、多批次混入高濃度廢水調(diào)節(jié)池中，維持高濃度廢水調(diào)節(jié)池進(jìn)水水質(zhì)的相對(duì)穩(wěn)定，從而保證各工藝單元的的高效運(yùn)行以及最終出水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

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