食品添加劑廢水綜合處理

李國生，郭玲

（江蘇科倫多食品配料有限公司，江蘇連云港222200）

食品添加劑廢水綜合處理

李國生，郭玲

（江蘇科倫多食品配料有限公司，江蘇連云港222200）

通過分析食品添加劑廢水成分，探討了現(xiàn)有混合廢水處理工藝存在的問題，提出了在現(xiàn)有混合廢水處理工藝前增設(shè)預(yù)處理工序的方案。對混合廢水通過Fenton氧化、混凝沉淀等方法進行預(yù)處理后，現(xiàn)有污水處理工藝可以正常運行。工藝改造后的運行結(jié)果表明：經(jīng)過預(yù)處理的混合廢水再經(jīng)原廢水站處理后，出水水質(zhì)能達(dá)到工業(yè)園區(qū)廢水接管標(biāo)準(zhǔn)。由于混合廢水得到綜合利用，廢水排放量也相應(yīng)減少。

食品添加劑廢水；廢水預(yù)處理；Fenton氧化；混凝沉淀；綜合利用

江蘇某食品添加劑廠以生產(chǎn)無機食品添加劑為主，產(chǎn)品主要有磷酸鹽、乙酸鹽、氯化鉀、硫酸亞鐵、碳酸鎂等幾十個品種，其中磷酸鹽包括鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽。各車間產(chǎn)生的廢水經(jīng)收集后泵送到公司廢水處理站進行統(tǒng)一處理，處理后廢水達(dá)到園區(qū)污水接管標(biāo)準(zhǔn)后再排放至工業(yè)園區(qū)廢水管道，進園區(qū)污水處理廠進一步處理。公司現(xiàn)有的廢水處理站設(shè)計能力50 t/d，廢水處理工藝按當(dāng)時廢水成分進行設(shè)計，運行之初日產(chǎn)工業(yè)廢水30 t，裝置基本能滿足廢水處理需要；后因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生調(diào)整，磷酸鈣及硫酸亞鐵產(chǎn)量增加，使得廢水最高日產(chǎn)生量增至45 t，相比廢水處理站運行之初廢水成分也發(fā)生變化，現(xiàn)有廢水處理裝置已經(jīng)不能滿足工業(yè)廢水實際處理需要，導(dǎo)致出水TP等指標(biāo)時常超標(biāo)，達(dá)不到園區(qū)廢水接管要求，為此對原有廢水處理工藝進行改進，對廢水進行了綜合處理，取得了良好效果。

1 原工業(yè)廢水處理工藝

某食品添加劑有限公司現(xiàn)有10個生產(chǎn)車間，每個生產(chǎn)車間一般主打生產(chǎn)1~3種產(chǎn)品，除工藝產(chǎn)生的廢水外，每次轉(zhuǎn)換產(chǎn)品都要對生產(chǎn)系統(tǒng)進行清洗，工藝廢水及清洗廢水經(jīng)各車間廢水收集池進行收集，收集到一定量后即輸送至公司廢水處理站集水井收集后統(tǒng)一處理?，F(xiàn)有廢水處理站于2013年5月建成投入運行，其處理工藝見圖1。

圖1 原廢水處理工藝流程

其中調(diào)節(jié)池設(shè)曝氣攪拌裝置，絮凝沉淀池通過

先加氯化鈣沉淀綜合廢水中的磷酸根離子，然后再加入PAM使廢水發(fā)生絮凝反應(yīng)后進初沉池，沉淀處理后的廢水先進水解酸化池處理，再進廢水接觸氧化池，與氧化池內(nèi)懸掛填料上的生物膜接觸進行好氧處理，最后經(jīng)二沉池沉淀后上層清液進氧化池進行Fenton氧化處理，達(dá)到園區(qū)廢水接管標(biāo)準(zhǔn)后排入園區(qū)廢水收集管道。

隨著公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及產(chǎn)量的增加，公司廢水成分發(fā)生較大變化，現(xiàn)有混合廢水中磷酸三鈣及硫酸亞鐵含量顯著增加，pH由6~9降至5~6，廢水呈弱酸性，TP含量也有所增高，具體指標(biāo)見表1。

表1 廢水水質(zhì)及接管標(biāo)準(zhǔn)

在不加絮凝劑的情況下，初沉池中即有大量沉淀，由于在初沉池中混合廢水沉淀不充分，部分沉淀還被帶入生化處理池，嚴(yán)重影響生化處理效果，最終使得出水難以達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。同時，在運行中還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)廢水的pH大于7時，在氧化池中加Fenton試劑時氧化反應(yīng)實際很難發(fā)生，難以起到降低COD的作用，為此需要改進現(xiàn)有廢水處理工藝以適應(yīng)實際處理需要。

2 混合廢水綜合處理改進方案

2.1 現(xiàn)存問題分析

混合廢水中沉淀增多主要原因是現(xiàn)有生產(chǎn)廢水中混有大量磷酸三鈣，沉淀的增多成為影響現(xiàn)有廢水處理工藝正常運行的主要原因之一，為此考慮在集水井之前增設(shè)預(yù)沉池，以沉淀混合廢水。生產(chǎn)硫酸亞鐵車間所產(chǎn)生的廢水pH在3~4，在此條件下比較容易發(fā)生Fenton反應(yīng)〔1-3〕，而若與其他車間廢水混合后則pH升到5~6，F(xiàn)enton反應(yīng)速度較慢，因此在硫酸亞鐵生產(chǎn)車間廢水收集池預(yù)先投加適量雙氧水，混合后再泵送至預(yù)沉池與其他廢水混合。Fenton反應(yīng)不僅可以降低綜合廢水的COD，提高廢水的可生化性，而且生成的氫氧化鐵沉淀也有利于綜合廢水中磷酸三鈣的絮凝沉淀。

以廢治廢減少排放，將廢水進行回用是污水進行綜合治理的新思路。公司現(xiàn)有15 t鍋爐1座，產(chǎn)蒸汽供全廠使用，采用水膜除塵工藝進行煙塵處理，原水來源于反滲透處理的濃水，濃水除塵后經(jīng)沉淀池沉淀后直接排放，此工藝對濃水進行了一定程度的利用，但是同時也產(chǎn)生了新的廢水，因此考慮將初步處理后的廢水作為水膜除塵用水來源，以減少廢水的產(chǎn)生量，同時在此過程還可以充分利用粉煤灰的吸附作用降低廢水的COD、TP及鹽分等。

2.2 改進方案

基于對現(xiàn)有廢水處理工藝存在問題的分析，決定在現(xiàn)有廢水處理站之前增設(shè)混合廢水預(yù)處理工序，并對預(yù)處理之后的廢水進行回用，使改進之后的廢水處理工藝達(dá)到兩個目的：一是將混合廢水進行初步處理，使初步處理后的廢水能配套公司現(xiàn)有污水處理站處理要求；二是對預(yù)處理后的廢水進行一定程度的回用，減少廢水排放量。混合廢水預(yù)處理工藝見圖2。

圖2 混合廢水預(yù)處理工藝流程

加適量雙氧水的含硫酸亞鐵廢水充分?jǐn)嚢韬笈c其他車間產(chǎn)生的廢水被輸送至預(yù)沉池，為保證綜合廢水中的懸浮物等能被充分沉淀下來，設(shè)2座30m3預(yù)沉池交替使用，同時預(yù)沉池設(shè)有攪拌裝置。因混合廢水呈弱酸性，同時在廢水中還有較多的磷酸根，因此在運行時需要在預(yù)沉池中加適量生石灰進行中和調(diào)節(jié)，一方面調(diào)升pH至中性，另一方面用Ca2+沉淀廢水中的磷酸根，同時用OH-沉淀沒發(fā)生Fenton反應(yīng)的亞鐵離子，降低廢水的TP及總鐵含量。經(jīng)初步沉淀處理后的廢水收集至水膜除塵用水池，水膜除塵后的廢水經(jīng)沉淀池沉淀后回流至除塵用收集水池，一部分廢水循環(huán)利用，一部分廢水可用于煤場噴灑降塵，其余送原污水處理站集水井，利用原有廢水處理工藝進一步處理，原污水處理工藝中因氧化池中廢水的pH一般在7以上，在此條件下Fenton反應(yīng)較難發(fā)生，故工藝改造后在氧化池中不再投加Fenton試劑氧化處理。

2.3 改造后處理工藝的運行

含硫酸亞鐵的廢水收集池中因Fe2+含量較高，如果完全發(fā)生Fenton氧化反應(yīng)不僅要消耗較多的

雙氧水，而且處理后因廢水pH也會下降較多，為中和其酸性，在預(yù)沉池調(diào)節(jié)時就需要投加較多量的生石灰，同時過多的氫氧化鐵沉淀還會影響廢水的色度，故在投加雙氧水時，其投加量需要控制。Fenton反應(yīng)在常溫下進行較慢，因此在實際操作時當(dāng)預(yù)沉池收集廢水到一定量時，要預(yù)先混合攪拌1 h左右，然后再投加生石灰進一步處理，在投加生石灰時也需控制其投加量，當(dāng)預(yù)沉池中廢水的pH在7左右時即停止投加。

預(yù)處理后的廢水用于水膜除塵后，因吸收煙氣中的SO2等酸性氣體，pH會有所下降，正常運行時，水膜除塵用水池中的廢水pH能維持在6以上，當(dāng)其pH過低時，則在預(yù)沉池中補加適量氫氧化鈉溶液，投加生石灰雖然也可以調(diào)高廢水的pH，但是投加量會較大，同時會導(dǎo)致生成的沉淀量增多，故在運行中通過投加氫氧化鈉溶液進行調(diào)節(jié)。

3 運行效果

因混合廢水中TP較高，在原污水處理工藝中采用投加氯化鈣的方法進行去除，然后再經(jīng)生化處理進一步降低混合廢水中TP含量，但是在實際運行中，當(dāng)混合廢水中TP質(zhì)量濃度在40mg/L以上時，此方法除磷效果并不理想，出水中TP含量經(jīng)常超標(biāo)。有研究〔4-5〕表明，F(xiàn)enton試劑除對降低廢水中COD有效果外，對除磷也有一定作用，相關(guān)研究〔6-9〕還表明，粉煤灰對除磷也有較好效果；新增設(shè)的預(yù)處理工序包含了化學(xué)沉淀除磷、Fenton氧化除磷以及粉煤灰吸附三種除磷方法，通過這幾種處理方法的綜合應(yīng)用，不僅降低了現(xiàn)有廢水處理站的處理負(fù)荷使其能正常運行，并使出水達(dá)到工業(yè)園區(qū)廢水接管要求，而且廢水日排放量可減少2~4 t。工藝改造運行后多次取樣結(jié)果都表明，經(jīng)預(yù)處理后的廢水其TP質(zhì)量濃度基本能維持在4mg/L左右，出水完全滿足園區(qū)廢水接管對TP的要求。

粉煤灰對重金屬離子有較強的吸附作用，但對Na+、K+、Cl-等離子吸附作用有限，而且其吸附能力與其是否經(jīng)過改性處理有較大關(guān)系，將預(yù)處理后的廢水用于水膜除塵并經(jīng)沉淀處理后，混合廢水中鹽分及氯化物含量降低幅度有限也可能與此原因有關(guān)。增設(shè)混合廢水預(yù)處理工序后，預(yù)處理后混合廢水水質(zhì)數(shù)據(jù)及處理工藝改進后最終出水水質(zhì)數(shù)據(jù)見表2。

表2 處理后混合廢水水質(zhì)

4 結(jié)語

通過在原廢水處理工藝之前增設(shè)混合廢水預(yù)處理工序，根據(jù)不同廢水的組成進行分質(zhì)分類處理后再進行混合，然后將混合廢水進行絮凝沉淀處理，并對預(yù)處理后的廢水用于鍋爐水膜除塵及煤場噴灑抑塵，減輕了原廢水處理站的處理負(fù)荷，使其能正常運行并使出水達(dá)到園區(qū)廢水接管標(biāo)準(zhǔn)；廢水得到了綜合利用，不僅節(jié)約了用水而且減少了廢水排放量；出水中TP含量大幅降低，解決了原廢水處理工藝TP經(jīng)常超標(biāo)的問題。

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Com prehensive treatmentof food additive wastewater

LiGuosheng，Guo Ling
（Jiangsu Kolod Food IngredientsCo.，Ltd.，Lianyungang 222200，China）

By analyzing the ingredients of food additiveswastewater，the problems existing in the process ofmixed wastewater treatmentare discussed.It isproposed thata program on the pretreatmentprocedure should be established before the presentmixedwastewater treatmentprocess.After themixedwastewaterhasbeen pretreated by techniqes，such as Fenton oxidation，coagulation precipritation，etc.，the presentwastewater treatmentproces can run normally. After the process transformation the running results show thatafter the pretreatedmixed wastewater is treated again by the originalwastewater station，the effluentwater quality can reach the taking-over standard of thewastewater in industrial parks.Since thewastewaterhasbeen utilized comprehensively，theamountofdischarged wastewater isdecreased.

food additive wastewater；wastewater pretreatment；Fenton oxidation；coagulation precipitation；comprehensive utilization

X703.1

B

1005-829X（2016）11-0106-03

李國生（1972—），碩士，工程師。電話：13625392196，E-mail：leeggss@sina.com。

2016-08-29（修改稿）