隨著三峽庫區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，榨菜作為庫區(qū)的特色支柱產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，在其加工過程中產(chǎn)生的高鹽高濃度高氮磷廢水越來越多，嚴(yán)重威脅庫區(qū)水環(huán)境安全。目前榨菜廢水生產(chǎn)性調(diào)試面臨著耐鹽微生物馴化程度有限、厭氧工藝難啟動(dòng)易酸化、耐鹽菌對(duì)鹽度變化敏感、生物降解速率受鹽度影響明顯等問題，一直是制約該類廢水處理的瓶頸。
榨菜廢水實(shí)際日排水量和溫度的變化增大了生產(chǎn)性調(diào)試運(yùn)行的難度。以設(shè)計(jì)規(guī)模400m3/d的重慶某榨菜公司廢水處理工程為例，其進(jìn)水COD為3000~4000mg/L、鹽度為1.5%（以NaCl計(jì)）、氨氮為80~100mg/L、總磷為20~25mg/L。
采用兩相厭氧-生物接觸氧化工藝進(jìn)行處理，通過馴化培養(yǎng)耐鹽菌、總結(jié)兩相厭氧處理效率受溫度影響的規(guī)律、靈活調(diào)節(jié)接觸氧化池進(jìn)水以控制進(jìn)水COD容積負(fù)荷等措施穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行，出水水質(zhì)可以達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
作者簡介：許勁，女，湖北武漢人，博士，教授，主要從事高鹽高濃度降解工業(yè)廢水處理、水污染控制理論與技術(shù)及水污染控制系統(tǒng)規(guī)劃工作。
隨著加工季節(jié)的不同，重慶某榨菜公司日排高鹽高濃度榨菜廢水50~300m3，其原水鹽度為8%~11%（以NaCl計(jì)）、COD為20~30g/L、pH值為5~6.5，處理出水要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合其它已驗(yàn)收工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，該項(xiàng)目采用兩相厭氧-生物接觸氧化-化學(xué)除磷組合工藝，通過馴化培養(yǎng)耐鹽菌、總結(jié)兩相厭氧處理效率受溫度影響的規(guī)律、靈活調(diào)節(jié)接觸氧化池進(jìn)水與水量等措施，經(jīng)過11個(gè)月的生產(chǎn)性調(diào)試運(yùn)行，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、處理出水達(dá)標(biāo)。
鑒于前期項(xiàng)目已對(duì)高鹽榨菜廢水兩相厭氧等工藝參數(shù)進(jìn)行了研究，故本文主要側(cè)重于分析一級(jí)生物接觸氧化池進(jìn)水COD容積負(fù)荷的影響因素與現(xiàn)場調(diào)控措施，供同類工程調(diào)試參考。
1工程概況
經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量后，設(shè)計(jì)規(guī)模為400m3/d，鹽度為1.5%，COD為3000~4000mg/L，氨氮為80~100mg/L，總磷為20~25mg/L，pH值為5~6。處理工藝流程見圖1。
（1）調(diào)節(jié)池。1座，尺寸7.9m×7.0m×4.5m，有效水深4.0m。暫存于濃水池和稀水池的生產(chǎn)廢水泵入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)，以控制系統(tǒng)進(jìn)水COD、鹽度和pH值等。調(diào)節(jié)池出水COD為3000~4000mg/L，總磷為20~25mg/L，鹽度為1.5%左右，pH值為5~6。
（2）絮凝沉淀池。1座，尺寸11.3m×2.5m×5.0m，表面負(fù)荷為0.8m3/（m2-h）。投加聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺去除進(jìn)水中約80%總磷和約5%COD，同時(shí)除去廢水中部分懸浮雜質(zhì)。
（3）兩相厭氧單元。由水解酸化池（簡稱水解池）與厭氧接觸池（簡稱厭氧池）組成。
①水解池。1座，尺寸11.3m×3.5m×6.5，有效水深5.5m，進(jìn)水容積負(fù)荷5.9kgCOD/（m3-d），HRT為13.2h。池內(nèi)裝有軟性填料，附著微生物濃度高，可將廢水中大分子有機(jī)物變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)，改善廢水中有機(jī)物構(gòu)成，提高廢水可生化性。
②厭氧池。1座，尺寸11.3m×11.3m×8.0m，有效水深7.5m，容積去除負(fù)荷1.0kgCOD/（m3-d），HRT為2.4d。池上方設(shè)置四個(gè)相同的脈沖式布水器，以脈沖布水方式實(shí)現(xiàn)顆粒污泥與廢水中污染物的充分接觸。池內(nèi)裝有彈性填料以增加微生物量、提高污染物去除效率。COD去除率約70%，總磷和氨氮濃度升高。
（4）生物接觸氧化單元。由兩級(jí)接觸氧化池與中間沉淀池組成耐鹽活性污泥回流系統(tǒng)。一級(jí)接觸氧化池與二級(jí)串聯(lián)，尺寸分別為11.3m×7.0m×5.0m、11.3m×6.0m×5.0m，設(shè)計(jì)容積去除負(fù)荷分別為0.7kgCOD/（m3-d）、0.4kgCOD/（m3-d），HRT分別為21.6h、18h，主要用于去除COD和氨氮。池內(nèi)均設(shè)有填充比40%的軟性填料，有效增加系統(tǒng)生物量和硝化菌。池底布設(shè)穿孔曝氣管，控制溶解氧濃度2~4mg/L。
（5）除磷沉淀池。1座，尺寸11.3m×2.5m×5.0m，進(jìn)水端設(shè)有自動(dòng)攪拌槳，除磷藥劑為聚合硫酸鐵（PFS）和聚丙烯酰胺（PAM），總磷和COD去除率分別為60%~75%和10%。
（6）污泥系統(tǒng)。由1座集泥池（5.0m×3.5m×4.3m）、1座儲(chǔ)泥池（5.0m×3.2m×4.3m）、2座濃縮池（3.5m×3.2m×3.0m）、1座干化場（8.8m×5.3m×1.5m）組成。
2工程調(diào)試分析
2.1耐鹽菌馴化
該工程于2014年10月開始調(diào)試，采用臨近污水處理廠脫水污泥進(jìn)行污泥馴化，培養(yǎng)耐鹽菌，水解池、厭氧池與兩級(jí)接觸氧化池同時(shí)馴化培養(yǎng)污泥。在馴化開始階段，首先向水解池、厭氧池、一級(jí)接觸氧化池、二級(jí)接觸氧化池投加的污泥量分別為10t、60t、6t、4t，此時(shí)控制進(jìn)水鹽度3500mg/L、進(jìn)水量50m3/d；接種污泥后，水解池、厭氧池靜置2d，兩個(gè)接觸氧化池悶曝12~24h，然后以厭氧池運(yùn)行狀況為參考，以鹽度梯度0.15%、水量梯度50m3/d、平均每周提升一次鹽度和進(jìn)水量，以此方式逐漸培養(yǎng)出耐鹽微生物，最終達(dá)到設(shè)計(jì)水量。
在污泥馴化期間，應(yīng)控制水解池、厭氧池pH分別為6~6.5、6.8~7.2，接觸氧化池pH6.5~8；水解池需適時(shí)補(bǔ)充氯化鈷、氯化鎳等微量元素；接觸氧化池采用間歇曝氣方式，每曝7h停1h。盡管本項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)水量為400m3/d，但由于廠內(nèi)生產(chǎn)廢水總量有限，所以當(dāng)進(jìn)水鹽度為1.5%、進(jìn)水量為300m3/d、各池各指標(biāo)均正常、生物接觸氧化池COD去除率達(dá)到80%、系統(tǒng)出水清澈并且運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)，可認(rèn)為耐鹽污泥馴化完成，然后進(jìn)入試運(yùn)行階段。
2.2溫度對(duì)兩相厭氧處理效果的影響
本項(xiàng)目采用的兩相厭氧工藝單元由（水解酸化+復(fù)合式UASB）組成，屬于分級(jí)多相厭氧反應(yīng)器系統(tǒng)，適于處理復(fù)雜廢水，具有很高的COD降解能力；若未控制其處理效率，會(huì)因此給后續(xù)好氧單元帶來進(jìn)水有機(jī)物濃度過低的困擾。
經(jīng)過兩相厭氧單元處理后，榨菜廢水進(jìn)入一級(jí)生物接觸氧化池，其進(jìn)水COD容積負(fù)荷直接受兩相厭氧處理效率的影響。由于常溫兩相厭氧工藝受溫度影響較大，當(dāng)重慶冬夏兩季平均水溫分別為10℃和25℃時(shí)，本項(xiàng)目兩相厭氧出水COD均值分別為1000mg/L和2000mg/L，直接導(dǎo)致一級(jí)生物接觸氧化池的進(jìn)水COD容積負(fù)荷相差2倍，使運(yùn)行控制更復(fù)雜。
在本項(xiàng)目調(diào)試運(yùn)行的夏季，曾嘗試向UASB中投加脫氧污泥約20m3，在一周之內(nèi)，厭氧出水COD均值由800mg/L降至300mg/L。這個(gè)現(xiàn)場試驗(yàn)表明，增加厭氧污泥量可以提高COD去除率，已用于冬季低水溫不利工況。
因此，為保持后續(xù)好氧進(jìn)水COD容積負(fù)荷穩(wěn)定，需要在冬季增加厭氧污泥量，在夏季通過排泥減少部分厭氧污泥量。
2.3一級(jí)接觸氧化池進(jìn)水COD容積負(fù)荷
在榨菜廢水處理實(shí)際工程中，即使采取各種措施，也難以將厭氧處理出水COD穩(wěn)定在小范圍；而且重慶榨菜企業(yè)生產(chǎn)的季節(jié)性強(qiáng)，通常每年5—6月生產(chǎn)廢水排放量最高、10—11月最少，同時(shí)重慶氣溫水溫12月—次年2月最低、6—9月最高。因此，本項(xiàng)目在調(diào)試運(yùn)行期間，一級(jí)生物接觸氧化池進(jìn)水COD容積負(fù)荷NV為0.1~1.2kgCOD/（m3-d），分段集中在高中低三種負(fù)荷工況，經(jīng)過現(xiàn)場觀察分析并結(jié)合生物鏡檢，各自特點(diǎn)總結(jié)如下。
（1）高負(fù)荷：當(dāng)Nv為1.0~1.2kgCOD/（m3-d）時(shí)，通常水溫較低，活性污泥發(fā)生高粘性膨脹（圖2a），SV30達(dá)97%，生物鏡檢未發(fā)現(xiàn)絲狀菌，估計(jì)是在高負(fù)荷下細(xì)菌吸取了大量有機(jī)物，但由于溫度低、代謝速度較慢，就積貯起大量高黏性的多糖類物質(zhì)，使活性污泥表面的附著水大大增加，污泥SVI值很高，形成膨脹污泥。
與此同時(shí)，好氧接觸池在曝氣狀態(tài)下產(chǎn)生大量白色泡沫（圖2b），估計(jì)源于進(jìn)水表面活性劑降解不完全以及細(xì)菌快速過程中分泌產(chǎn)生了大量的表面活性物質(zhì)所致，造成出水有機(jī)物和懸浮物濃度升高。本項(xiàng)目采用降低系統(tǒng)進(jìn)水量以降低進(jìn)水容積負(fù)荷的方法，運(yùn)行1周后，污泥膨脹問題得到解決；白色泡沫則采用消泡劑消除，而且隨著進(jìn)水容積負(fù)荷降低，泡沫也會(huì)減少。
（2）中等負(fù)荷：當(dāng)Nv為0.5~0.6kgCOD/（m3-d）時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)較好，生物鏡檢發(fā)現(xiàn)較多鐘蟲屬。
（3）低負(fù)荷：當(dāng)Nv為0.1~0.3kgCOD/（m3-d）時(shí)，污泥老化（圖2c），估計(jì)是微生物因營養(yǎng)不足而解體，此時(shí)老化污泥覆蓋于池水表面，導(dǎo)致出水懸浮物顯著增高，但COD去除率仍很高。本項(xiàng)目在不提高進(jìn)水量的前提下，將部分調(diào)節(jié)池出水超越至一級(jí)接觸氧化池以增大進(jìn)水容積負(fù)荷，同時(shí)加大活性污泥回流量。運(yùn)行約2周后，污泥老化現(xiàn)象得到緩解，出水水質(zhì)較為清澈。
在榨菜廢水處理工程的生產(chǎn)性調(diào)試中會(huì)出現(xiàn)實(shí)際水量、鹽度、負(fù)荷大幅波動(dòng)等問題，只要現(xiàn)場措施正確，都能有效解決。
2.4調(diào)試結(jié)果
試運(yùn)行階段共耗時(shí)近11個(gè)月。在穩(wěn)定運(yùn)行期間，兩相厭氧單元產(chǎn)氣量較大、水質(zhì)呈黑色，生物接觸氧化池活性污泥濃度穩(wěn)定、生物膜厚度均勻、生物鏡檢有較多鐘蟲，系統(tǒng)出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。當(dāng)?shù)丨h(huán)保局于2015年11月20日對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行了環(huán)保驗(yàn)收，系統(tǒng)出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)收監(jiān)測數(shù)據(jù)見表1。
3經(jīng)濟(jì)分析
本項(xiàng)目總投資517.9萬元，其中土建269.0萬元，設(shè)備161.5萬元，其他費(fèi)用87.4萬元；總運(yùn)行費(fèi)用3.32元/m3（不含設(shè)備折舊費(fèi)），其中人工費(fèi)0.63元/（m3-d），電費(fèi)1.24元/m3（電價(jià)0.85元/kW-h），藥劑費(fèi)1.34元/m3（包括NaOH、除磷藥劑、微量元素等），設(shè)備維護(hù)費(fèi)0.11元/m3。
4結(jié)論與建議
采用兩相厭氧-生物接觸氧化-化學(xué)除磷組合工藝可以有效處理榨菜廢水。當(dāng)控制進(jìn)水鹽度1.5%、COD3000~4000mg/L、氨氮80~100mg/L、總磷20~25mg/L時(shí)，同時(shí)根據(jù)兩相厭氧處理效率隨溫度的變化規(guī)律，靈活調(diào)節(jié)一級(jí)生物接觸氧化池進(jìn)水COD容積負(fù)荷，及時(shí)解決工程調(diào)試運(yùn)行中的問題，該系統(tǒng)處理出水水質(zhì)可以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
