移动床生物膜反应器在某食品废水处理站改造中的应用

时间：2024-07-28

孙雅丽

（金州环境集团股份有限公司北京100101）

孙雅丽

（金州环境集团股份有限公司北京100101）

对某食品废水水质及原有处理工艺存在的问题进行了分析，在充分利用原有设施的前提下，提出以MBBR为主体的改造工艺路线。结果表明：改造后的废水站运行效果良好，可达到《水污染排放标准》（DB11/307-2005）的要求。

食品废水；气浮；MBBR

食品工业是指以农、牧、渔、林业产品为主要原料进行加工的行业，广泛存在于我国各地。食品工业废水主要来源于原料清洗、加工生产及成形工段，通常具有高油脂，高COD、BOD，高氮磷化合物，高食品添加剂，高洗涤剂，且水质水量变化幅度大等特点。食品废水的处理目前已有30多年的历史，现有处理工艺一般以生化法为主体。罗斯君等采用UASB+SBR工艺处理糖果废水[1]，谢远红等以水解酸化+二段接触氧化法处理面点、豆浆及肉类食品加工废水[2]，谢永新以高密沉淀-ABR-AO-气浮法处理天才制糖废水均取得了很好的效果[3]，此外CASS、AB、EGSB、膜处理等工艺在食品废水中也有应用[4-6]。

1 废水水质及特征

北京某食品企业主要生产糖果、巧克力、饼干等产品，其废水主要包含产品生产过程中产生的生产废水、设备、模具、容器及厂房地面进行冲洗产生的清洗废水以及职工淋浴和厕所产生生活污水，混合后排至厂区废水站进行综合处理。其污染物以有机物和SS为主，并含有大量的油脂、食品添加剂、洗涤剂等物质，由于生产和冲洗周期的存在导致水质水量波动很大。根据北京市相关要求，废水站出水指标需达到DB11/307-2005《水污染排放标准》中排入城镇污水处理厂水污染物排放限值的要求，见表1。

表1 废水站进出水水质mg/L

原废水站处理水量为50m3/d，处理工艺如图1所示。主要存在的问题：（1）生产能力扩大，现废水水量已达150m3/d，超负表1废水站进出水水质mg/L荷严重。（2）增产导致废水COD增加，气浮出水COD已从2000mg/L增至5000mg/L，高峰时达9000mg/L，有机物严重超负荷。（3）进水含油600mg/L，现有气浮系统为一级气浮，且无加药设备，不能满足除油要求。（4）现有系统无营养盐投加装置，废水氮磷不足，无pH调节装置，废水进入生化后间歇性出现pH低于6。（5）现有曝气设备为机械曝气，曝气量不足。

图1 原处理流程

3 处理工艺改造方案及分析

3.1 改造工艺流程

本工程主体为生化段的扩容改造，由于场地限制，要求尽量利用现有构筑物，最大程度减少开挖量；由于距居民区很近本次改造不允许使用厌氧方案，给改造工程带来一定难度。

MBBR（Moving Bed Biofilm Reactor，移动床生物膜反应器）是目前在污水改造项目中应用非常广泛的一种工艺，起源于生物接触氧化和传统流化床两种工艺之上，在20世纪90年代由挪威Kaldnes Miljiteknologi公司与SINTEF研发机构联合开发[7]。其核心是向曝气池中投加比重接近水的悬浮填料作为载体，提高污水处理系统内的微生物总量，在活性污泥和生物膜的双重作用下，显著提高污水净化性能，并增加抗冲击性，保证出水水质稳定。在好氧条件下，悬浮填料在气泡和水流的作用下在水中流动，气流通过填料时，被剪切成为更小的气泡，增加生物膜与氧的接触，从而提高传氧效率[10]。采用MBBR工艺的改造项目一般仅需在好氧区增加穿孔管曝气系统、设置悬浮填料格网，无需扩建或新增反应池容积、改造工程量小且运行管理方便。目前该技术已被成功推广到欧洲、美国、日本和中国在内的多个国家和地区，世界范围内已有几百例大中型市政和工业污水厂工程应用实例。

基于上述情况，结合该食品废水站的现状及水质特点，本文采用以MBBR为主体的工艺方案对废水站进行改造，主要工艺流程见图2。原调节池改为调节水解池，一定程度上降解大分子和长链物质，有效提高系统的可生化性；用涡凹-溶气气浮替代原有一级气浮保障性系统的除油性能及悬浮物指标；增加氮磷及pH调节工段；利用现有池容改造为两级MBBR去除有机物，保证出水水质稳定达标。

图2 改造后处理流程

3.2 主要构筑物

3.2.1 调节水解池

由原调节池改建而成，池容160m3，末端设置提升泵。在调节水解池内调节水质水量，增加填料使该池具备水解功能，降解部分有机物，减少后续好氧处理的负荷压力。

3.2.2 气浮

气浮段改为涡凹气浮-高效溶气浮串联二级气浮工艺，其中涡凹气浮机利旧，增加加药装置，溶气气浮及其配套加药设备新增。涡凹气浮出水含油量降至120mg/L，溶气气浮出水含油量降至20mg/L以下，满足后续生化进水的要求。

3.2.3 好氧均质池

好氧均质池在原气浮后调节池内加隔墙改建而成，在该池内生产废水、清洗废水与生活污水混合。好氧均质池设置提篮格栅及搅拌机，并向池内投加药剂，调节营养比例及pH值，满足生化进水要求。

3.2.4 一级MBBR

一级MBBR由原系统气浮后调节池改扩建而成，有效池容280m3，大部分有机物在此阶段被降解，池内投加填料，增设窗孔管曝气装置及隔网。一级MBBR段填料填充率50%，COD负荷2.7kg/m3/d，BOD5负荷2.1kg/m3/d。

3.2.5 二级MBBR

二级MBBR由原生化处理部分构筑物（含水解池、一级好氧池、一级沉淀池、二级好氧池、二级沉淀池）打通改建而成，有效池容180m3，一级MBBR出水中剩余有机物在该段降解，池内投加填料，增设窗孔管曝气装置及隔网。二级MBBR段填料填充率50%，COD负荷1.3kg/m3/d，BOD5负荷0.8kg/m3/d。

3.2.6 沉淀池

新增竖流式沉淀池一座，钢砼，表面负荷1m/h，在沉淀池内MBBR出水实现泥水分离，清水自流至清水池，污泥静压排至污泥储池。

3.2.7 清水池

原废水站清水池不做改造，池体尺寸2.5m×3m×3m，沉淀池出水进入清水池，最终排入市政污水管网。总出水管设置电磁流量计。

3.2.8 污泥池

设置污泥池一座，池体尺寸2.5×m6.6m×3m，由原废水站污泥池及中间水池打通改建而成，内设搅拌器，生化污泥及气浮污泥在该池内暂存。

3.2.9 设备间

废水站原有设备间重新布置，拆除损坏设备，新增溶气气浮机、罗茨鼓风机、污泥脱水机及配套的加药设备均安装在设备间内，不增加新的厂房。