乳品加工廢水主要來(lái)源于各種設(shè)備的洗滌水、地面沖洗水以及生產(chǎn)各種乳制品的廢水。廢水中含有大量脂肪、蛋白質(zhì)和乳糖，除乳糖能以真溶液形態(tài)溶解于水外，乳蛋白是膠糖懸濁液，乳脂則是乳濁液。國(guó)內(nèi)目前主要采用A-O 工藝處理乳品，同時(shí)結(jié)合氣浮、沉淀單元[1]，工藝較為成熟，出水水質(zhì)穩(wěn)定，操作管理方便，但是污泥產(chǎn)生量大，處置難度大，曝氣等動(dòng)力消耗較高等缺點(diǎn)。
本工程使用滴濾床+接觸氧化組合工藝，滴濾床通過(guò)自然通風(fēng)供氧的方式運(yùn)行[2]，無(wú)需機(jī)械曝氣，同時(shí)利用滴濾床生物膜自身能夠形成厭氧- 好氧環(huán)境的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)硝化反硝化而進(jìn)行氮的去除，后續(xù)接觸氧化只需較短的停留時(shí)間及少量曝氣就能保證出水達(dá)到要求。本文針對(duì)該系統(tǒng)的運(yùn)行情況分析，提出了一條新型高效、節(jié)能、先進(jìn)、穩(wěn)定的乳品廢水處理工藝路線。
1 廢水水質(zhì)及水量
污水處理站主要處理乳品加工廠廢水及少量生活污水，設(shè)計(jì)日處理量為1 200 m3。乳品加工廠廢水含有大量的有機(jī)物，主要含乳固形物（乳脂肪、酪蛋白及其他乳蛋白、乳糖、無(wú)機(jī)鹽類(lèi)），其含量視乳品的不同品種和不同方法而不同，并在水中呈可溶性或膠體懸浮物[3]。廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。
2 工藝流程及工藝特點(diǎn)
2.1 工藝流程
廢水處理流程見(jiàn)圖1。乳品加工廠廢水及少量生活污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，再用提升水泵將廢水直接輸送至滴濾床進(jìn)水口處，滴濾床出水再進(jìn)入接觸氧化池進(jìn)一步處理，保證出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，出水進(jìn)入二沉池進(jìn)行沉淀后進(jìn)行排放。
2.2 工藝特點(diǎn)
因乳品加工廢水COD 在1 000 mg/L 左右，且其生化性相當(dāng)好，常規(guī)處理都采用水解酸化+接觸氧化或者A/O 等工藝，在運(yùn)行過(guò)程中常會(huì)出現(xiàn)泡沫多、池內(nèi)浮渣多、生化池內(nèi)pH 難控制、污泥易膨脹等操作管理問(wèn)題，故選擇一種合適的處理技術(shù)成為乳品行業(yè)的一個(gè)新探索。
2.2.1滴濾床的工作原理
滴濾床中的濾料采用火山巖加工而成，其具有相當(dāng)大的比表面積，為微生物生長(zhǎng)提供了良好的載體，在濾料表面形成的生物膜層含有大量的好氧、兼性細(xì)菌、真菌、藻類(lèi)和原生動(dòng)物等[4]。當(dāng)有機(jī)污染物攜帶大氣中的氧氣經(jīng)過(guò)液相擴(kuò)散到生物膜表面，進(jìn)入生物膜內(nèi)部被微生物分解轉(zhuǎn)化。當(dāng)生物膜達(dá)到一定厚度時(shí)，氧氣在透過(guò)膜層前被完全消耗，在濾料表面形成內(nèi)厭氧外好氧環(huán)境。在這樣的環(huán)境下，當(dāng)NH4+-N 也已液相擴(kuò)散到生物膜表面時(shí)，部分NH4+-N 用于微生物的生長(zhǎng)繁殖，部分被膜表面硝化細(xì)菌氧化成硝態(tài)氮，硝態(tài)氮再進(jìn)入生物膜厭氧環(huán)境中，被反硝化細(xì)菌利用進(jìn)行反硝化達(dá)到去除NH4+-N 的效果。
2.2.2滴濾床的優(yōu)點(diǎn)
與CASS、活性污泥法等好氧工藝相比較，滴濾床是無(wú)需機(jī)械曝氣，只通過(guò)自然通風(fēng)供氧，具有能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，滴濾床可根據(jù)水質(zhì)、水量情況隨時(shí)調(diào)整回流比，受來(lái)水波動(dòng)沖擊小，耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)；其嚴(yán)格的生物膜方式運(yùn)行，產(chǎn)泥量極少，維護(hù)和運(yùn)行簡(jiǎn)單。
乳品廢水采用滴濾床工藝，解決了其中濃度水質(zhì)，采用深度厭氧難控制、水解去除效率低、直接好氧需電耗高等問(wèn)題。
2.2.3接觸氧化工藝
經(jīng)過(guò)滴濾床處理后，COD 已降解50%左右，只是作為一個(gè)低耗的一級(jí)處理，而接觸氧化做為浸沒(méi)式生物膜，也具有抗沖擊負(fù)荷、沒(méi)有污泥膨脹等優(yōu)點(diǎn)，采用該技術(shù)配合滴濾床使用，能夠最大程度減少池容，且操作管理極為簡(jiǎn)單。
3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)
3.1 調(diào)節(jié)池
因生產(chǎn)廢水排放時(shí)間較為集中，瞬時(shí)流量較大，且各工段及乳品種類(lèi)不同，導(dǎo)致廢水水質(zhì)變化差異較大。設(shè)計(jì)停留時(shí)間8 h，有效容積400 m3，設(shè)計(jì)尺寸23 m×8 m×2.5 m，1 座，鋼砼全地下結(jié)構(gòu)。
3.2 滴濾床
生物滴濾床利用空氣中的氧去除部分有機(jī)物，無(wú)需機(jī)械曝氣。1 座，設(shè)計(jì)尺寸28 m×5 m×5 m，設(shè)計(jì)停留時(shí)間13 h；有效容積650 m3；COD 有效負(fù)荷2.77 kg/(m3·d)，鋼砼結(jié)構(gòu)。填料高度4.0m，填料體積560m3。
池內(nèi)裝生物填料，填料表面多孔，可使生物附著生長(zhǎng)在上面。下部為0.3 m高（約40 m3）Φ250～300 mm 的毛石，作為承托層，上面再填加3.7 m、Φ50～100 mm 無(wú)機(jī)固體活性生物填料520 m3。池頂部有1 套布水器，可將調(diào)節(jié)池的來(lái)水均勻地分布在滴濾床的填料上。池下部設(shè)回流水池，用于收集經(jīng)過(guò)濾池處理后的廢水，進(jìn)行回流及控制接觸氧化池的進(jìn)水量。
3.3 接觸氧化池
生物接觸氧化法是在有氧條件下，微生物以填料為載體形成生物膜，通過(guò)與廢水接觸，將污染物分解利用合成細(xì)胞物質(zhì)，使廢水得到凈化。
池?cái)?shù)1 座，分為5 小格；設(shè)計(jì)尺寸25m×5m×5m，設(shè)計(jì)停留時(shí)間12 h，有效容積600 m3，COD 有效負(fù)荷1.4 kg/(m3·d)，半地上鋼砼結(jié)構(gòu)。填料層厚3.0 m，填料體積375 m3，采用微孔曝氣方式。
3.4 二沉池
二沉池對(duì)接觸氧化池出水中所攜帶的污泥進(jìn)行泥水分離，保證出水達(dá)標(biāo)和好氧池內(nèi)的污泥量。
設(shè)計(jì)尺寸12.0 m×4.1 m×3.38 m，設(shè)計(jì)表面負(fù)荷0.85 m3/(m2·h)，半地上鋼砼結(jié)構(gòu)。
4 運(yùn)行效果
污水處理系統(tǒng)于2013 年11 月底開(kāi)始進(jìn)水，經(jīng)過(guò)二個(gè)月的運(yùn)行，處理能力維持在設(shè)計(jì)值，系統(tǒng)出水COD 能夠維持在100 mg/L 以下，達(dá)到國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978－1996）中表四規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)行數(shù)據(jù)如表2 所示。
5 效益分析
5.1 工程投資
本廢水處理項(xiàng)目總投資150 萬(wàn)元，其中土建投資69 萬(wàn)元，設(shè)備投資58 萬(wàn)元，安裝及其他費(fèi)用23萬(wàn)元。
5.2 運(yùn)行費(fèi)用
水處理費(fèi)用：電耗費(fèi)用0.35 元/m3，人工費(fèi)用0.25 元/m3，廢水處理費(fèi)用為0.60 元/m3（不包括設(shè)備折舊費(fèi)和維修費(fèi)用）。
6 結(jié)論
采用滴濾床- 接觸氧化池工藝處理乳品廢水，具有投資費(fèi)用低、操作方便、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果穩(wěn)定的特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)該工藝處理后，出水COD≤80mg/L，ρ(NH3-N)≤11 mg/L，ρ(SS)≤65 mg/L，對(duì)COD、NH3-N 和SS 的去除率分別為95%、90%和92.7%，出水達(dá)到國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978－1996）中表四規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。