气浮生化工艺在制种番茄废水处理中的应用
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摘要：本文主要介绍采用气浮-生物接触氧化法处理废水工艺应用分析研究。
关键词：制种番茄；废水处理；环境保护；气浮去渣；生物氧化
中图分类号：S641.2文献标识码：A
我国西北部古丝绸之路河西走廊属半沙漠干旱性气候，气候干旱，年降雨量极少，尤其是夏季雨量最少。光照强烈、日照时间长，蒸发量大。冬季寒冷，夏季炎热，昼夜温差大。无霜期127～158d，农业生产光热资源非常丰富。区域内河流众多，地下水资源丰富，为农作物种子生产（制种）奠定了良好的基础。特别是酒泉目前已发展成为享誉全球的蔬菜、花卉制种基地。酒泉市外繁制种企业甘肃东方农业开发有限公司，年生产加工番茄果实80万kg，年生产加工甜（辣）椒果实20万kg。茄果类果实加工取籽及洗种共产生废水每年约5000t，日处理废水约50t。生产期集中在7月末至11月初总共不到100d，因此废水发生期短而集中，浓度由低到高呈线性上升；一年四季中仅有1个季度有废水发生，而其余3个季度则是闲置期。
鉴于上述特殊的生产情况，使得废水处理的方法和工艺的选择面较窄，其核心处理工艺不仅要启动快而且要适应水质浓度由低到高的变化，同时对材料的选择也有苛刻要求，须选不易变质、老化、脆裂的设备材质和部件。且番茄等加工及洗种产生的废水成分比较复杂，其中含有大量的有机物、悬浮物等，水呈红褐色并有明显的臭味，针对这一情况，结合生产实际，采用气浮-生物接触氧化法处理废水，通过2012年运行至今，处理效果稳定，达标运行，故对此处理工艺应用分析研究。
1工艺规模与处理程度
1.1规模的确定
本工艺确定污水总处理能力为：Q≤50T/日
1.2进水水质的确定
根据制种番茄生产加工行业的废水性质，并结合企业的实际情况，测得被处理废水水质为：CODcr≤9800mg/L；BOD5≤3000mg/L；SS≤2300mg/L；pH：4.43。
1.3废水处理程度的确定
废水处理工程对废水中主要污染物的处理程度是确定处理工艺的基本依据。而处理程度是出水受纳水体的标准和环境容量，依照国家颁布的有关排放标准来确定。根据污水综合排放标准――GB8978-1996，排入该水体的工业企业排放污水执行二级标准，即污水处理厂的出水水质应达到：CODcr≤150mg/L；BOD5≤60mg/L；SS≤200mg/L；pH：6～9。
2废水处理工艺流程
2.1工艺选择、工艺流程
经过实际测定其废水水质情况，制种番茄生产加工废水是易于生物降解的有机废水，其BOD/COD比值大于0.3，对该类废水的治理，一般采用以生物法为主，物化法为辅的处理工艺。废水首先经格栅去除较大的固形物、泥砂，pH值4～5，设中和池加石灰水使pH值调节为7左右，且生石灰的絮凝作用，去除部分COD和悬浮物，后再经气浮去除废水中的细小悬浮物、色度等杂质，使预处理效果更加完善，为后续工序的处理创造了优越的条件，最后经好氧生物接触氧化法、再沉淀、达标排放。
2.2工艺流程
2.2.1格栅
由于废水中含有番茄和甜椒取籽机产生大量的悬浮物、有机物等，恐会影响后续设备的正常运行，为避免堵塞水泵、阀门、管道等在污水处理的最前端设置固定细格栅，有效的清除废水中的悬浮物。设计流量：Q≤100m3/d；栅宽：B=300mm；细格栅栅隙：b=5mm。
2.2.2集水中和池
由于番茄加工产生酸性废水，pH在4～5之间，且生产周期分散，设集水中和池，池前端设中和池投加石灰水可以调节水质pH值。石灰水制备从原料石灰的进料、加料、混合搅拌均使用输送机械，配套料位监测、定量PLC控制，严格控制pH值为7。池内设曝气搅拌装置，起混合作用，防止石灰中悬浮物沉积在池底。池后端设集水池，起集水沉淀作用。石灰水在调节pH值的同时有助凝作用，番茄等有机物大颗粒和石灰颗粒产生沉淀，上清液直接加入中和池调解pH值，沉淀部分使用普通机械配合人工操作清出后利用其改良土壤。
2.2.3气浮机本工艺采用混凝、气浮一体化设备――气浮机，将混凝剂通过管道与废水混合后泵入气浮机。废水进入气浮机前通入溶气产生大量的微细气泡，使其黏附于废水中密度与水接近的固体或液微粒上，形成整体密度小于水的状态并依靠浮力使其上升至水面，从而使废水中的细小悬浮物、果胶类及微聚体等固-液分离。通过运行分析，其一体化气浮机COD处理率达73%，SS处理率达80%。
2.2.4生物接触氧化池
生物接触氧化池由池体、填料、鼓风曝气系统组成。接触氧化池内填装填料作为生物床，增大了池内的比表面积，其上附着大量分解有机物的好氧微生物，形成生物膜，在利用风机鼓风曝气时，经充氧的废水以一定的流速流经填料，有机物被吸附接触在生物膜表面上，进而被分解，生物膜受到上升气流的强烈搅动，加速了生物膜的更新速度，使微生物快速的新陈代谢，提高其生物活性。
由于制种番茄废水生化性能良好，经过气浮COD明显降低，采用好氧生化处理是最佳的选择。通过实际应用，串挂丝状塑料填料微生物丰富，在整个生物接触氧化池内形成密集的生物网，可有效去除溶解的胶体和有机物。生物接触氧化法相对于一般生物膜法，其COD、BOD的去除率都高，而且产泥量小，无污泥膨胀，耐水力负荷和BOD负荷的冲击，处理效果稳定。针对有时出现SS偏高现象时，在二沉池进行加药处理。
3工艺处理效果
由于本工艺运行主要集中在每年的8～10月，运行期间，严格控制pH值以及营养盐，另外，在运行阶段，我们加强了格栅的清渣工作。番茄加工废水的特点是废水含有大量的碎果屑、果肉、果胶等物质，这些物质对于后续处理构筑物有非常不利的影响。针对这种情况，我们在生产车间废水出口处增加了一道格栅，针对生产时间对工艺进行了改进，从而降低了原水的SS。改进集水池搅拌混合装置，生化池进水采用多孔管均匀配水。经过几年实际应用，气浮-接触氧化法运行稳定，克服了处理高浓度有机废水采用厌氧处理工艺时，要求设备密封严格、操作管理复杂等问题。达到了排放标准。且该工艺产泥量少，泥饼不含有毒物质，可直接沤熟做有机肥施用。表1各构筑物处理效果
单元ρ（CODcr）/（mg・L-1）ρ（SS）/（mg・L-1）进口出口去除率
/%进口出口去除率
/%格栅9800931053000210030集水中和池931088455210019328一体气浮机8845270070193239080接触氧化池2700460833908080二沉池46015067.3804351表2去除率检测结果
项目原水平均值二沉池出
水平均值去除率/%ρ（CODcr）/（mg・L-1）980015098.4ρ（BOD5）/（mg・L-1）30008097.4ρ（SS）/（mg・L-1）23004098.3pH值4～66～84结论
4.1针对制种番茄加工产生的高浓度有机废水，采用气浮+接触氧化处理工艺，不仅能有效的去除废水中的有机物、悬浮物，而且运行可靠，管理方便，处理效果好。
4.2工艺能耗低，耐冲击负荷能力强，运行稳定。
4.3本工程实施后，保护了环境，解决了企业的后顾之忧，具有显著的社会效益和环境效益。
参考文献
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