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摘要：隨著社會的發展，水資源日益緊缺，為了實現水資源的可持續利用，提高水資源利用率，減少水資源消耗，恢復城市乃至流域的良好水環境，降低污染物排放對環境的危害，必須對城市和工業廢水進行處理及再生利用。廣西糖廠眾多，廢水排放量大，因此，必須高度重視糖廠廢水處理。本文將結合工程實例，對糖廠廢水處理工程項目設計進行分析，以供設計參考。

關鍵詞：糖廠；廢水；工藝流程

前言

廣西是全國的產糖大省，糖廠眾多，年產白砂糖占全國產量的約60%，與甘蔗種植和蔗糖生產直接關系的人口達到2000萬人以上，糖業已經成為廣西的支柱產業之一，同時產業扶貧效果顯著，有效助推貧困戶脫貧致富。根據廣西壯族自治區糖業發展辦公室報告顯示，2017/18年榨季，糖業主要經濟指標穩中有升，全區糖料蔗種植面積、糖料蔗入榨量、食糖產量均有一定的增幅；制糖企業戰略重組和淘汰過剩產能穩步推進。甘蔗糖廠廢水排放量較大，若不經處理直接排入水體，將會對水資源造成嚴重污染，破壞生態環境。糖廠末端廢水按其性質和污染程度主要分為兩類：（1）低濃度廢水：包括壓榨軸承、煮糖冷凝器及汽輪機的循環冷卻廢水。這部分水量較大、連續排放，約占廢水總量的65%~75%，其水質成分為CODCr在50mg/L以下（含微量糖分），SS在30mg/L左右。（2）中濃度廢水：包括各車間的洗罐、洗機及地板沖洗水等。這類廢水含糖、懸浮物和少量機油，CODCr和SS達幾百到幾千毫克/升，排放量較少、間歇排放，約占廢水總量的20%~30%。總體來說，糖廠末端廢水屬于中低濃度有機廢水，水量水質波動大，BOD5/CODCr≥0.45可生化性好，處理后的排放標準要求高。

1廢水水質及工藝流程

1.1廢水水質

某甘蔗糖廠末端廢水處理工程設計處理水量為7920m3/d（即330m3/h），其中沉淀池及污泥系統應業主要求按450m3/h規模設計。出水水質按DB45/893-2013《甘蔗制糖工業水污染物排放標準》（GB8978-1996）中的新建企業排放限值。項目的設計進水、出水水質見表2。

1.2工藝選擇

糖廠末端廢水目前廣泛采用好氧生物處理技術，即活性污泥法和生物膜法兩種方法。經過多年實踐與研究，活性污泥法更適合糖廠廢水的處理。（1）糖廠屬于季節性生產，生物膜法需要10-30d重新掛膜馴化才能正常運行，而活性污泥法在榨季開機時只需按照一定的程序開機3-5d即可投入運行。（2）活性污泥法在運行過程中有多種監控手段，能及時發現問題并調整運行狀態。而生物膜法除鏡檢外，相對于活性污泥法，監控和調整手段少，出現問題后不易被發現，調整運行的靈活性差。（3）糖廠廢水水量和污染物負荷變化大，活性污泥法在受沖擊時，可以通過SVI、污泥沉降比、污泥濃度等多種方法觀察與調節運行狀況，預防沖擊事故，確保廢水處理達標。（4）活性污泥法建設費用相對生物膜法也較低。（5）在處理效率上，有資料表明，50%的活性污泥法處理廠BOD5的去除率高于91%，50%的生物膜法處理廠BOD5的去除率為83%左右。因此，項目選擇氧化溝活性污泥工藝法。氧化溝是一種改良型的活性污泥反應器，是生化處理的核心工段，具有完全混流和推流的特征，有機物、污泥和氧氣能夠在反應器內充分混合，而且大比例的回流能夠稀釋高濃度進水，短時間內耐負荷沖擊能力大，適應糖廠廢水粘度高、排放具有一定波動性、污染物濃度突然成倍增加的特點，而且處理效果穩定，出水水質、污泥沉降性、泥水分離效果好，同時調試及操作管理簡單，運行費用低。

1.3工藝流程

廢水處理工藝流程如圖1所示。（1）廢水先進入調節池均衡水量與水質。當水量和水質出現較大的波動時，多余的廢水溢流進入事故池中儲存；待糖廠生產正常以后，逐步將事故池中的廢水少量多次的提升至調節池中。（2）接著，廢水進入生物選擇池，通過投加堿液進行PH值調節；通過投加氮肥和磷肥維持廢水中的C：N：P在100：5：1之間，使廢水組成處于最適合微生物降解的組成范圍以內，可以大大的提高后續氧化溝內微生物的降解效率。同時，廢水與從污泥池回流的活性污泥在此相互混合接觸均勻，實現回流微生物的淘劣選優培養和馴化，有效克服污泥膨脹，提高生物系統運行的穩定性。（3）從生物選擇池出來的廢水進入氧化溝，對有機污染物進行好氧生化處理，從而達到去除污染物的目的；污泥和水在溝內完全混合，并且高速循環流動，具有了較大的回流比，具備了抗較強的抗沖擊負荷能力，處理效果穩定，操作管理簡單。（4）從氧化溝出來的廢水進入沉淀池進行泥水分離，分離出來的上清液即為達標廢水，可直接排放；沉淀下來的含水污泥則大部分回流至生物選擇池，剩余污泥進入污泥濃縮池，再經污泥脫水系統處理后外運填埋處理。濃縮池的上清液和脫水系統的濾液返回調節池。

2主要構筑物及設備

末端廢水處理系統總平面如圖2所示。（1）事故池：有效容積V=2500m3，水力停留時間HRT=7.5h。高濃度廢水2臺事故水泵（單臺Q=100m3/h，H=12.5m）少量多次地輸送至調節池。（2）調節池：有效容積V=1300m3，水力停留時間HRT=3.9h。設置1臺潛水攪拌機對廢水進行混合攪拌；廢水通過2臺污水泵（單臺Q=360m3/h，H=8.5m）輸送至生物選擇池。（3）生物選擇池：有效容積V=345m3，水力停留時間HRT=1.0h。設置2臺潛水攪拌機對廢水進行混合攪拌；設置1臺堿液罐和1臺營養鹽罐，重力投加；廢水通過溢流進入氧化溝。（4）氧化溝：曝氣池形式采用單溝環形循環曝氣池，平面尺寸L×B=20m×66m，有效水深4.5m，兩端為半圓，減少水阻力便于流動；有效容積V=5553m3，水力停留時間HRT=16.8h。水面設置12臺推流式充氣攪拌表曝機，單臺充氧量41.2kgO2/h。（5）沉淀池：采用傳統的中心進水周邊出水的輻流式沉淀池，水力負荷：q=0.848m3/（m2•h），直徑準=26m，池邊水深3.5m；有效容積V=1577m3，水力停留時間HRT=3.5h（注：業主要求按450m3/h設計沉淀池）。設置1臺全橋式周邊傳動刮泥機。（6）清水池：設置2臺清洗水泵，供帶式濃縮壓濾一體機清洗使用。（7）污泥池：設置2臺污泥泵（單臺Q=360m3/h，H=8.5m），將污泥回流至生物選擇池和將剩余污泥輸送至污泥濃縮池。（8）污泥濃縮池：采用幅流沉淀池形式，按連續進泥設計，固體負荷32.39kg/（m2•d），直徑準=8m，有效容積V=201m3，水力停留時間HRT=14.8h。設置1臺懸掛式中心傳動污泥濃縮機。（9）設備用房：采用合建式，包括化驗室、配電房、污泥脫水機房、工具間及污泥臨時堆場。內設1套污泥脫水設備（包括帶式濃縮壓濾一體機、剩余污泥泵、自動投藥溶解裝置、螺桿加藥泵、空壓機、皮帶輸送機等），干固體處理能力0.25t/h。

3工程啟動調試和運行

啟動調試的基本流程：投入菌種→悶曝培養→連續遞增進水馴化→達到設計量進水運行。3.1培菌方法：接種培菌和自培菌接種培菌：是利用污水相似或相同的污水廠脫水污泥作菌種。自培菌：是先在一個曝氣池（注：在本工程中即為氧化溝）進行菌種培養，當活性污泥濃度達到一定濃度（如1500mg/L以上）時，利用回流方式搬到另外池子進行接種。3.2培菌環境與投加菌種將曝氣池注滿有機廢水（或用清水混合桔水、濾泥（注：濾泥來自澄清蒸發工段，下文同）至300＜COD＜800mg/L），溶解氧最佳范圍1.5~3.0mg/L（剛啟動時，溶解氧難以控制，可通過間歇曝氣適當控制在4.0mg/L左右），溫度25℃~30℃，pH值6.8~7.3，營養比例為C：N：P=100：5：1；若以干污泥作菌種，則按曝氣池總有效體積的1%左右向曝氣池中投加脫水活性污泥，盡量在1d內投加完畢。3.3培菌步驟當有菌種進入曝氣池時，無論菌種是否投加完畢，必須立即開始培菌步驟。（1）悶曝：（所謂悶曝，即將曝氣池的入口、出口、排泥都關閉，對靜止不流動的池液進行曝氣），所有攪拌設備都開啟。根據自控儀表顯示的溶解氧變化來調整鼓風機的開停時間和閥門開合度，使溶解氧保持在1.5~3.0mg/L之間（若溶解氧難以控制在1.5~3.0mg/L范圍內，可適當放寬到4.0mg/L左右）。在污泥量少，供氧有富余時，悶曝一段時間后進入靜沉步驟。（2）靜沉：（所謂靜沉，即把所有曝氣設備與攪拌設備全部停掉），停止0.5-1h，也可根據現場實際情況調整靜沉時間。開始靜沉前，應將溶解氧提高到3.0mg/L以上，以保證在靜沉期間系統不缺氧。（3）連續補充廢水：按（1）→（2）→（1）的順序不斷反復上述步驟（一般需用2d），當監測到的CODCr值較最初降低了50%（或污泥濃度為1000mg/L以上）時，向曝氣池連續漸增式補充有機廢水（按廢水濃度而定，如以20%的設計量遞增），直到設計值。同時，相應的調整回流量，把溶解氧控制在1.5~3.0mg/L之間。3.4在培菌階段如解決活性污泥濃度提升困難的方法根據經驗，一般在糖廠廢水的培菌階段，由于水質等各方面的因素，這個階段的活性污泥濃度比較難以提高，從而未能達到預期的效果。經驗做法是往曝氣池里加濾泥，加的量是根據現場的需要而定的，一般加2~3t。3.5調試運行條件控制系統達到處理能力后，需要對各控制參數進行調整優化，保證系統穩定運行，并且具備一定的抗沖擊負荷能力。應充分發揮調節池的均質緩沖作用，盡量穩定進水負荷，避免水質水量出現過大波動。系統各主要控制參數如下：（1）進水pH值6~9，CODCr值300~800mg/L。（2）曝氣池水溫25℃~32℃，pH值6.8~7.3，溶解氧控制在1.5~3.0mg/L，營養比例C：N：P=100：5：1，污泥齡控制在15-20d左右為宜。此時生化池污泥呈黃棕色，沉降壓縮性能良好，SV30=10%~30%。鏡檢菌膠團生長正常，發現較多累枝蟲、鐘蟲和少量輪蟲。

4運行效果

經過1個月的調試運行，在在糖廠生產正常，無嚴重跑糖的情況下，系統運行效果穩定，出水CODCr值保持20~40mg/L，BOD5值基本保持10mg/L以下，水質清澈透明。5結論及建議（1）本工程及其它同種工藝的工程實踐證明，在甘蔗糖廠生產正常、無嚴重跑糖的情況下，末端廢水使用氧化溝活性污泥工藝法處理效果良好，出水水質穩定，達到甚至優于《甘蔗制糖工業水污染物排放標準》（DB45/893-2013）中的排放標準。（2）運行成本較低，噸水成本約0.3~0.5元。（3）經處理后的達標水可回用作為循環冷卻水補充水、鍋爐沖灰、道路沖洗、污泥壓濾機沖洗等，能減少新鮮水補充量，節約水資源，對于甘蔗制糖企業，尤其是處于水資源緊張地區的糖廠，具有非常重要的意義。

參考文獻

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作者：吳棲華 單位：中國輕工業南寧設計工程有限公司