好氧工藝對(duì)飲料廢水去除效果分析

劉 杰

(山西省運(yùn)城市生態(tài)環(huán)境局河津分局，山西 運(yùn)城 043300)

引 言

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全新時(shí)期，工業(yè)部門需要在生產(chǎn)的過程中采取合理的措施降低工業(yè)活動(dòng)對(duì)于自然環(huán)境的影響，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。飲料加工業(yè)是重要的食品加工工業(yè)之一，在實(shí)際進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，若直接將其排放到外部環(huán)境當(dāng)中，會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的水土污染問題。從目前來看，好氧工藝是一種比較有效的廢水凈化處理方式，因此對(duì)其效果進(jìn)行深入分析具有重要的意義。

1 好氧工藝的概述

好氧生物處理工藝是指利用好氧微生物(包括兼性微生物)在有氧氣存在的條件下進(jìn)行生物代謝以降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無害化的污水處理工藝。深入對(duì)好氧工藝進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，該工藝可以劃分為活動(dòng)污泥法、厭氧-缺氧-好氧法、氧化溝、生物接觸氧化法等，其中厭氧-缺氧-好氧法是最為簡單的模式，也是應(yīng)用最為廣泛的方式之一[1]。好氧工藝自身具備處理效果比較快，效率比較高的特點(diǎn)，但是在具體應(yīng)用的時(shí)候也存在一些比較明顯的缺點(diǎn)，比如能耗比較高、投資成本高、易受到突發(fā)因素的影響等，這就要求相關(guān)工業(yè)部門在進(jìn)行工藝選擇的時(shí)候充分地按照自身的實(shí)際需求做好技術(shù)工藝選擇，從而可以優(yōu)化厭氧工藝的實(shí)際效果，達(dá)到凈化污水的目的。這樣一來，可以科學(xué)有效地降低飲料生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)于區(qū)域內(nèi)部水環(huán)境的影響，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2 飲料廢水的主要構(gòu)成

飲料加工業(yè)是重要的食品門類之一，但是作為一種輕工業(yè)在生產(chǎn)的過程中會(huì)對(duì)區(qū)域內(nèi)部的環(huán)境造成影響，最為突出的就是飲料生產(chǎn)廢水對(duì)于區(qū)域內(nèi)部水環(huán)境的影響。其中飲料廢水中最為常見的污染物就是COD。COD是化學(xué)需氧量又稱化學(xué)耗氧量，廢水、廢水處理廠出水和受污染的水中，能被強(qiáng)氧化劑氧化的物質(zhì)(一般為有機(jī)物)的氧當(dāng)量，是衡量飲料加工廠對(duì)于區(qū)域內(nèi)部的自然環(huán)境的影響的重要指標(biāo)，也是進(jìn)行測量的主要方式之一。一般而言，生產(chǎn)的飲料不同使得COD的數(shù)值也存在比較大的差異，并且可以分為中濃度、低濃度以及高濃度。其中，乳品飲料的COD含量最高，無酸碳酸飲料次之，茶飲料的COD最低，并且飲料廢水自身具備比較好的生化性。因此，在進(jìn)行處理的時(shí)候可以利用好氧工藝進(jìn)行，降低工業(yè)廢水對(duì)于區(qū)域環(huán)境的影響，優(yōu)化實(shí)際應(yīng)用的效果。

3 好氧工藝對(duì)飲料廢水去除效果分析

為了進(jìn)一步驗(yàn)證好氧工藝在處理飲料廢水中的作用，需要對(duì)好氧工藝對(duì)飲料廢水去除效果進(jìn)行深入的分析，從而可以得出相應(yīng)的結(jié)論，進(jìn)而可以保證對(duì)于廢水的及時(shí)處理。以某公司的飲料廢水為例進(jìn)行研究。該公司的具體生產(chǎn)范圍包括碳酸飲料(有酸碳酸飲料和無酸碳酸飲料)、果汁飲料、水果牛奶飲料、茶飲料等，在具體生產(chǎn)的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，需要采取有效的措施之后才可以進(jìn)行排放，否則會(huì)對(duì)周邊的自然環(huán)境造成不良的影響。該企業(yè)的廢水排放量為3 000 m3/d。在利用好氧工藝對(duì)廢水進(jìn)行處理之后，可以將廢水達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而可以有效地降低工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于區(qū)域內(nèi)部的水環(huán)境的影響，進(jìn)而可以保證工業(yè)生產(chǎn)的清潔化以及綠色化。廢水在進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)之前，COD值為750 g/L，pH值在6～8之間，偏堿性，容易對(duì)區(qū)域內(nèi)部的自然環(huán)境造成影響，因此對(duì)廢水進(jìn)行處理具有重要的意義以及作用[2]。

3.1 廢水處理工藝分析

3.1.1 項(xiàng)目廢水特點(diǎn)

本項(xiàng)目需要處理的廢水包括車間生產(chǎn)廢水、飲料報(bào)廢廢水以及原料桶沖洗廢水等。該公司的主要生產(chǎn)產(chǎn)品包括碳酸飲料和非碳酸飲料，在生產(chǎn)過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，對(duì)區(qū)域內(nèi)部的水環(huán)境造成負(fù)面影響，嚴(yán)重影響周圍自然環(huán)境，因此對(duì)這些廢水進(jìn)行無害化處理具有重要的意義。

3.1.2 工藝流程選擇

根據(jù)本公司工業(yè)廢水的具體情況以及實(shí)際應(yīng)用效果可以看出廢水中CODcr的數(shù)值比較高并且具有極強(qiáng)的可生化性，因此在進(jìn)行處理的時(shí)候選擇HCR的方式即厭氧+好氧的模式進(jìn)行處理，并且對(duì)其實(shí)際應(yīng)用的效果進(jìn)行分析，保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.2 主要處理構(gòu)筑物

好氧處理技術(shù)經(jīng)過了很長時(shí)間的發(fā)展，相關(guān)處理工藝已經(jīng)趨于標(biāo)準(zhǔn)并且成熟。在具體應(yīng)用的時(shí)候這種技術(shù)可以取得比較優(yōu)秀的處理效果。HCR技術(shù)就是好氧處理技術(shù)之一，在地方密度比較高并且CODcr比較高的廢水處理中具有顯著的效果。并且在運(yùn)行的時(shí)候?qū)⑸罹貧獾奶攸c(diǎn)和厭氧處理技術(shù)進(jìn)行了充分地融合，并且改良了傳統(tǒng)的技術(shù)，進(jìn)而可以有效地提升空氣氧的轉(zhuǎn)化率和利用率以及工業(yè)設(shè)計(jì)的容積負(fù)荷。另外，這種方式還具備停留時(shí)間短、占地面積小、耐高CODcr的負(fù)荷沖擊的能力并且可以穩(wěn)定的對(duì)污水進(jìn)行處理，有效的提升具體的工作效率。

HCR系統(tǒng)由單體反應(yīng)器、射流器、輔助曝氣系統(tǒng)、氣體脫氣系統(tǒng)、沉淀池以及配套的管路以及設(shè)備(包括但是不限于循環(huán)泵以及輔助風(fēng)機(jī))等構(gòu)成。單體反應(yīng)器為圓形或者方形的鋼制構(gòu)筑物，循環(huán)水泵的作用是可提升系統(tǒng)底部的廢水，廢水在提升之后經(jīng)由射流器流入反應(yīng)器，并且在這一過程中由于負(fù)壓作業(yè)的影響導(dǎo)致廢水內(nèi)部吸入大量的空氣，空氣的進(jìn)入量可以通過配套閥門設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，從而可以保證反應(yīng)器內(nèi)部的具體反應(yīng)速度。在水流和氣流的共同作用下，廢水內(nèi)部會(huì)形成細(xì)小的氣泡。此外，反應(yīng)器內(nèi)部需要配備相應(yīng)的曝氣系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的裝置，從而可以保證廢水中各種物質(zhì)活性，保證廢水處理的效果。

HCR系統(tǒng)在具體進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候具有比較顯著的優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)占地小、空氣氧轉(zhuǎn)化利用率高、抗CODcr的負(fù)荷沖擊的能力強(qiáng)、剩余污泥量少、系統(tǒng)污泥濃度高以及系統(tǒng)操作性機(jī)動(dòng)性較強(qiáng)的特性。而本公司的廢水處理系統(tǒng)的可用面積比較小，采用罐頭制作，因此選擇HCR工藝對(duì)廢水進(jìn)行有效的處理。另外，本系統(tǒng)的曝氣方式選擇的是射流器，具有比較高的氧化效率，可以利用好氧生物去除廢水中的CODcr含量，廢水經(jīng)過處理后流至沉淀池，其中污泥的回流比可以達(dá)到1∶2，符合一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。在污泥進(jìn)入濃縮池之后，為了保證后續(xù)工作的順利進(jìn)行，需要定期進(jìn)行壓濾外運(yùn)作業(yè)。

3.3 工程調(diào)試

3.3.1 好氧調(diào)試

為了保證好氧工藝的作用可以得到有效的發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的有效處理需要在進(jìn)行工程期間進(jìn)行好氧調(diào)試，從而可以優(yōu)化其具體應(yīng)用的效果，保證廢水處理的穩(wěn)定性以及有效性，降低工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于區(qū)域內(nèi)部自然環(huán)境的影響，保證工業(yè)的綠色發(fā)展。

具體的調(diào)試時(shí)間需要設(shè)置在5周左右，第一周需要配置相關(guān)的藥品，包括但是不局限于葡萄糖營養(yǎng)鹽等，將這些藥品平均分配在不同的HCR塔。另外，在具體應(yīng)用的時(shí)候，需要打開射流泵以及風(fēng)機(jī)等進(jìn)行悶曝，從而可以保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

第二周到第四周對(duì)HCR系統(tǒng)內(nèi)部的活性污泥進(jìn)行觀察，測控其SIV、SODcr等值，并且根據(jù)自身的實(shí)際需求逐步的增加尿素、磷鹽、出水量、溶解氧等藥品并且對(duì)其處理效率以及污泥的活性進(jìn)行深入的探究。

最后一周需要根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)添加尿素、磷鹽等藥品，將廢水量、CODcr等控制在一個(gè)合理的范圍，并且對(duì)出水的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，在保證廢水處理系統(tǒng)已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行七天之后說明調(diào)試工作初步取得成功。

3.4 處理效果以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

在利用該系統(tǒng)對(duì)廢水進(jìn)行處理之后，可以將COD值由每毫升500～800降低到80～100進(jìn)而可以保證廢水中的有害物質(zhì)可以達(dá)到一級(jí)排放的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)的綠色生產(chǎn)，而通過計(jì)算可得其去除率可以達(dá)到87.4%。另外，本次項(xiàng)目每天可以處理廢水3 000t，整個(gè)處理系統(tǒng)的占地面積為500m2，反應(yīng)器投資為300萬元，總動(dòng)力消耗為1.38 kwh/m3廢水，可以得到比較優(yōu)秀的廢水處理效果，優(yōu)化飲料企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益[3]。

4 結(jié)語

食品加工業(yè)事關(guān)民生，同我國居民生活水平息息相關(guān)，飲料生產(chǎn)屬于其中的一種，但飲料生產(chǎn)的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水對(duì)區(qū)域內(nèi)部的自然環(huán)境造成影響。因此需要采取合理的措施對(duì)廢水進(jìn)行處理。好氧廢水處理系統(tǒng)的利用效率比較高，可以取得比較優(yōu)質(zhì)的處理效果，能夠保障飲料處理企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。