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　　近年來安全概念逐步成為飲料行業(yè)的主流趨向，生產(chǎn)者關(guān)于高含糖量、高熱量飲料的偏好度持續(xù)走低。含乳飲料和植物蛋白飲料等蛋白質(zhì)飲料因其在安康需求上可以提供補(bǔ)腦、補(bǔ)鈣、促消化、促進(jìn)睡眠等一系列相關(guān)功用，逐步成為更多人的選擇。乳酸菌飲料是指以乳或乳制品為原料，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵制得的乳液中參加水、食糖或甜味劑、酸味劑、果汁、茶、咖啡、植物提取液等的一種或幾種調(diào)制而成的飲料。飲料廢水主要來自殺菌廢水、CIP設(shè)備清洗廢水、生產(chǎn)車間空中沖洗廢水以及殘次品、不合格產(chǎn)品的廢液。

　　浙江某飲料企業(yè)主要生產(chǎn)乳酸菌飲料及乳酸菌水飲料，產(chǎn)生的廢水量大，其中有機(jī)物濃度高、pH值動(dòng)搖大。銘盛環(huán)境通過對(duì)該企業(yè)廢水水質(zhì)分析和試驗(yàn)，為保證廢水達(dá)標(biāo)排放，為該企業(yè)設(shè)計(jì)并建造配套一套處置才能為1200m3/d的工業(yè)污水處理系統(tǒng)，出水水質(zhì)請(qǐng)求到達(dá)《污水綜合排放規(guī)范》(GB8978-1996)一級(jí)規(guī)范，處置系統(tǒng)的中心工藝是復(fù)合式水解酸化器和生物接觸氧化法組合處置工藝。

近年來針對(duì)如酒糟廢液、乳制品廢水和畜禽糞便廢水等可生化性好、有機(jī)物濃度較高的廢水，可應(yīng)用水解酸化法去除其中的高濃度懸浮物，水解酸化反響器亦可替代初沉池，在將污水中不易生物降解的大分子有機(jī)物降解為易生物降解的小分子有機(jī)物同時(shí)也能夠在一定水平上降低有機(jī)物總量。生物接觸氧化法是以生物膜為凈化主體的一種高效水處置工藝，兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)，因其具有高效節(jié)能、耐沖擊負(fù)荷、運(yùn)轉(zhuǎn)管理便當(dāng)?shù)忍匦员黄毡橛糜诟餍袠I(yè)的污水處置。基于以上特性，水解酸化+生物接觸氧化組合工藝被普遍用于印染、電鍍、食品加工等多個(gè)行業(yè)的污水處置。

　　1、廢水來源、處置范圍及水質(zhì)特征

　　廢水處置范圍為1200m3/d，包括殺菌廢水、CIP設(shè)備清洗廢水、空中沖洗廢水及生活污水，尤以殺菌廢水和CIP清洗廢水的水量和污染物濃度較高。乳酸菌飲料產(chǎn)品采用熱水噴淋殺菌，殺菌過程中熱水與飲料包裝物接觸，并不與飲料直接接觸，但在實(shí)踐生產(chǎn)中會(huì)有少量飲料包裝物會(huì)呈現(xiàn)破損招致殺菌水遭到污染，作為污水排放。CIP清洗系統(tǒng)會(huì)先后運(yùn)用堿性清潔劑與酸洗清潔劑及輕松清洗生產(chǎn)設(shè)備管道，分配及灌裝時(shí)會(huì)有微量奶粉、檸檬酸、糖類殘留在設(shè)備上，隨CIP設(shè)備清洗時(shí)進(jìn)入廢水中。各類廢水水量及水質(zhì)狀況詳見表1。

　　2、廢水處置工藝流程

　　車間生產(chǎn)廢水經(jīng)管網(wǎng)搜集后進(jìn)入集水井，在集水井前設(shè)置粗細(xì)格柵隔除雜物，然后廢水經(jīng)泵抽入調(diào)理池實(shí)行均質(zhì)均量，在調(diào)理池內(nèi)設(shè)空氣攪拌系統(tǒng)，能夠起到攪拌作用，避免有機(jī)物沉淀。廢水經(jīng)泵提升至中和池將pH值調(diào)整至中性后流入水解酸化池，水解酸化池內(nèi)設(shè)置潛水?dāng)嚢铏C(jī)以保證泥水充沛混合，經(jīng)過水解-酸化反響，水中大分子有機(jī)物(如蛋白質(zhì))轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，在降解局部有機(jī)物的同時(shí)進(jìn)步了廢水可生化性。之后廢水流入接觸氧化池，有機(jī)物在微生物凝聚、吸附、氧化等作用降落解，氨氮?jiǎng)t經(jīng)過硝化作用轉(zhuǎn)化為(亞)硝酸鹽。接觸氧化池出水進(jìn)入二沉池，污泥經(jīng)污泥泵回流入接觸氧化池(局部補(bǔ)充至水解酸化池)，二沉池出水流入混凝反響池參加絮凝劑后進(jìn)入終沉池沉淀，出水達(dá)標(biāo)排放。

　　污泥處置：污泥主要為生化剩余污泥及局部終沉物化污泥，定期污泥泵排入污泥池。污泥池內(nèi)的污泥經(jīng)壓濾機(jī)脫水處置，濾液流入調(diào)理池，泥餅定期由環(huán)衛(wèi)部門外運(yùn)實(shí)行平安處置。

　　3、主要構(gòu)筑物及工藝參數(shù)

　　各主要構(gòu)筑物尺寸見表2。

　　3.1 格柵井及調(diào)理池

　　在格柵井設(shè)置粗、細(xì)格柵安裝，用以攔截廢水中混有的瓶蓋﹑錫紙等細(xì)小雜物，防止?jié)撐厶嵘帽还Ｈ?，從而降低維修頻率。粗格柵倡議選用10.0~15.0mm的柵距，細(xì)格柵選用柵距為3.0~5.0mm的柵距。

　　思索車間排水的周期性及排水濃度、水質(zhì)的變化，設(shè)置有足夠停留時(shí)間的調(diào)理池，HRT=20h。池底設(shè)置穿孔曝氣管道，實(shí)行間歇曝氣攪拌(汽水比3∶1)，以更充沛的均質(zhì)、均量。

　　3.2 中和池

　　CIP設(shè)備管道清洗因清洗劑不同，清洗廢水在不同時(shí)段pH可為強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性，排入調(diào)理池后雖充沛攪拌混合，但無法做到完整酸堿中和，加之廢水中的蛋白質(zhì)極易酸化，形成調(diào)理池廢水通常呈酸性(pH<5)。 因而設(shè)置中和反響池,經(jīng)過投 加氫氧化鈉溶液調(diào)理 pH,保證進(jìn)入生化系統(tǒng)的廢 水 pH 為 6~7。 3.3 水解酸化池 乳酸菌飲料廢水根本沒有有毒物質(zhì)或抑止 劑,可生化性好,固然有機(jī)物濃度較高,但主要由 些大分子有機(jī)物組成(如增稠劑、蛋白質(zhì)等),大分 子有機(jī)物因相對(duì)分子量宏大,不能透過細(xì)胞膜,因 此不可能為細(xì)菌直接應(yīng)用。 它們?cè)谒怆A段被細(xì) 菌胞外酶合成為小分子。 例如,纖維素被纖維素 酶水解為纖維二糖與葡萄糖,淀粉被淀粉酶合成 為麥芽糖和葡萄糖,蛋白質(zhì)被蛋白質(zhì)酶水解為短 肽與氨基酸等。 這些小分子的水解產(chǎn)物可以溶解 于水并透過細(xì)胞膜為細(xì)菌所應(yīng)用。 在酸化階段, 上述小分子的化合物在酸化菌的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更 為簡(jiǎn)單的化合物并分泌到細(xì)胞外,從而更利于后 續(xù)好氧生物降解。 厭(缺)氧微生物為異養(yǎng)型微生 物細(xì)菌,必需從環(huán)境中吸取營養(yǎng),將局部有機(jī)物降 解用于合成本身細(xì)胞,而完成有機(jī)物濃度降落。><5)。因而設(shè)置中和反響池，經(jīng)過投加氫氧化鈉溶液調(diào)理pH，保證進(jìn)入生化系統(tǒng)的廢水pH為6~7。

　　3.3 水解酸化池

　　乳酸菌飲料廢水根本沒有有毒物質(zhì)或抑止劑，可生化性好，固然有機(jī)物濃度較高，但主要由些大分子有機(jī)物組成(如增稠劑、蛋白質(zhì)等)，大分子有機(jī)物因相對(duì)分子量宏大，不能透過細(xì)胞膜，因而不可能為細(xì)菌直接應(yīng)用。它們?cè)谒怆A段被細(xì)菌胞外酶合成為小分子。例如，纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，淀粉被淀粉酶合成為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被蛋白質(zhì)酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產(chǎn)物可以溶解于水并透過細(xì)胞膜為細(xì)菌所應(yīng)用。在酸化階段，上述小分子的化合物在酸化菌的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更為簡(jiǎn)單的化合物并分泌到細(xì)胞外，從而更利于后續(xù)好氧生物降解。厭(缺)氧微生物為異養(yǎng)型微生物細(xì)菌，必需從環(huán)境中吸取營養(yǎng)，將局部有機(jī)物降解用于合成本身細(xì)胞，而完成有機(jī)物濃度降落。

　　采用完整混合式水解反響器，在池內(nèi)填充Ø180×80H型組合填料，其構(gòu)造是將塑料圓片壓扣改成雙圈大塑料環(huán)，并將醛化纖維或滌綸絲壓在環(huán)的環(huán)圈上，使纖維束平均散布，以利于微生物掛膜并進(jìn)步膜面積。內(nèi)圈是雪花狀塑料枝條，既能掛膜，又能有效切割氣泡，進(jìn)步氧的轉(zhuǎn)移速率和應(yīng)用率。每個(gè)水解酸化池內(nèi)設(shè)置潛水?dāng)嚢铏C(jī)2臺(tái)，推流方向呈對(duì)角，并與廢水過流方向穿插，從而維持污泥和廢水處于一個(gè)穩(wěn)定的混合狀態(tài)。水解池的水力停留時(shí)間為12h，容積負(fù)荷取1.5~2.5kg[CODCr]∕(m3·d)，溶解氧的質(zhì)量濃度控制在0.1~0.5mg/L之間。

　　3.4 接觸氧化池

　　好氧階段采用生物接觸氧化工藝。該工藝具有運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、抗負(fù)荷沖擊才能強(qiáng)、無污泥收縮、能耗節(jié)約，且操作簡(jiǎn)單、管理便當(dāng)?shù)忍匦?。接觸氧化池分四格串聯(lián)布置，池內(nèi)填充Ø180×80H組合填料，可大大增加單位容積的生物膜面積，強(qiáng)化污染物的傳送和生物膜的零落，組合填料填充率約70%。池底上方20cm設(shè)置Ø215型盤式微孔曝氣器，氧氣應(yīng)用率為20%~25%，選用低噪音、節(jié)能型三葉羅茨風(fēng)機(jī)供氧，并配置重載型變頻器，可經(jīng)過調(diào)理風(fēng)機(jī)頻率以控制溶解氧濃度，四格好氧池內(nèi)溶解氧濃度依次控制為1~2mg/L、2~3mg/L、3~4mg/L、4~5mg/L。接觸氧化池的水力停留時(shí)間為12.0h，容積負(fù)荷取0.8~1.5kg[BOD5]/(m3·d)，污泥濃度控制在3000~4000mg/L，污泥齡12~14d。

　　3.5 二沉池

　　二沉池采用輻流式沉淀池，設(shè)置中心傳動(dòng)刮泥機(jī)。沉淀池外表負(fù)荷取1.0m3/(m2·h)，二沉池設(shè)置污泥回流泵，回流比50%~100%。二沉池污泥同時(shí)回流至水解酸化池進(jìn)水端和接觸氧化池進(jìn)水端，回流量比值1∶4。

　　3.6 終沉池及污泥脫水系統(tǒng)

　　終沉池采用輻流式沉淀池，設(shè)置中心傳動(dòng)刮泥機(jī)。沉淀池外表負(fù)荷取1.0m3/(m2·h)，二沉池設(shè)置污泥回流泵，回流比50%~100%，終沉池前端設(shè)置混凝反響池，視二沉池出水水質(zhì)投加混凝、絮凝劑，以保證出水SS正常。該項(xiàng)目所產(chǎn)生污泥主要為生化剩余污泥及局部終沉混凝反響產(chǎn)生的物化污泥，污泥脫水采用廂式壓濾機(jī)脫水，即污泥池中的污泥經(jīng)過氣動(dòng)隔閡泵打入壓濾系統(tǒng)，壓濾機(jī)采用XMZ100/1000-UB一臺(tái)，過濾面積100m2。

　　4、工程運(yùn)轉(zhuǎn)效果與剖析

　　4.1 運(yùn)轉(zhuǎn)狀況

　　該廢水處置系統(tǒng)于2019年2月份開端調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)過三個(gè)月的運(yùn)轉(zhuǎn)，處置效果較好，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，生化系統(tǒng)處置效果詳見圖2、圖3。

　　由圖2可見，生化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)后，在28天的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，在進(jìn)水CODCr為872~1389mg/L條件下，水解酸化池出水CODCr在430~902mg/L，均勻去除率40.13%。再經(jīng)生物接觸氧化處置后，出水CODCr堅(jiān)持在52~137mg/L。最后經(jīng)混凝沉淀處置，最終外排出水CODCr為29~94mg/L，低于排放規(guī)范請(qǐng)求100mg/L。

　　在乳制品廢水中，氨氮的濃度并不高，氮元素主要以有機(jī)氮，如蛋白質(zhì)的方式存在。在厭氧或者缺氧狀態(tài)下，蛋白質(zhì)合成，有機(jī)氮轉(zhuǎn)換為氨氮。如圖3所示，生化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)后，在28天的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，進(jìn)水NH+4-N濃度為5.8~15.0mg/L，而水解酸化池出水NH+4-N濃度到達(dá)13.0~28.0mg/L。經(jīng)生物接觸氧化處置后，大多數(shù)NH+4-N經(jīng)硝化作用轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮及亞硝態(tài)氮，最終外排出水NH+4-N濃度在0.8~3.8mg/L左右，低于排放規(guī)范請(qǐng)求15mg/L。

　　水解酸化+生物接觸氧化工藝能有效降解去除乳酸菌飲料生產(chǎn)廢水的污染物，其中CODCr的均勻去除率到達(dá)94.23%，NH+4-N的均勻去除率到達(dá)79.40%，出水水質(zhì)穩(wěn)定到達(dá)《污水綜合排放規(guī)范》(GB8978-1996)一級(jí)規(guī)范。

　　4.2 直接運(yùn)轉(zhuǎn)本錢剖析

　　該項(xiàng)目總投資355萬元，正常生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用為1.19元/噸水，主要費(fèi)用組成詳見表3。

　　5、結(jié)論與倡議

　　(1)采用水解酸化+生物接觸氧化工藝處置乳酸菌飲料生產(chǎn)廢水，CODCr均勻去除率達(dá)94.23%，NH+4-N的均勻去除率到達(dá)79.40%，出水水質(zhì)穩(wěn)定到達(dá)《污水綜合排放規(guī)范》(GB8978-1996)中的一級(jí)規(guī)范。

　　(2)針對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)期間存在的問題及經(jīng)歷總結(jié)如下：

　　a.關(guān)于CIP清洗廢水濃度高、pH動(dòng)搖大的特性，應(yīng)設(shè)置單獨(dú)搜集池及搜集管路，防止生產(chǎn)頂峰期間對(duì)生化系統(tǒng)構(gòu)成沖擊負(fù)荷，同時(shí)能夠防止酸堿性廢水對(duì)格柵井、集水池設(shè)備的腐蝕。

　　b.該類廢水極易水解酸化，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注生化前端pH調(diào)理反響效果。在調(diào)理池內(nèi)可選擇潛水?dāng)嚢杵魈娲┛灼貧夤苈?，提供缺氧環(huán)境以利于“預(yù)酸化”更充沛。

　　c.水解酸化池出水帶有局部污泥進(jìn)入接觸氧化池，倡議在水解酸化池末端設(shè)置沉淀池以截留缺氧污泥，能夠減輕對(duì)前端好氧池的沖擊，也有利于調(diào)試期間缺氧污泥的培育。

　　d.污泥脫水濾布容易梗塞，應(yīng)留意及時(shí)清洗改換濾布，在不計(jì)較投資本錢的前提下可選用帶式壓濾機(jī)替代廂式壓濾機(jī)。