乳業生產廢水處理研究

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【摘要】通過某乳業生產廢水處理工藝改造過程的調查，并針對參與的改造項目處理過程出現的出水水質不達標，運行成本較高等問題進行分析，收集匯總改造前后的污水處理數據，提出應對問題的可行性建議，并分析對比改造前后的處理工藝；達到使得廢水處理效果達到排放標準以及減少運行成本的目的。研究結果表明：工藝改造后總排口COD、BOD5、SS、氨氮、pH均較改造前有很大程度上的降低并且達到排放標準；運行成本也較改造前下降67.5%。在乳制品綜合廢水處理中，與“氣浮+CASS”處理工藝相比，采用“UASB+A/O”工藝具有運行穩定、降低運行成本以及降低對于環境的污染風險等優勢。

【關鍵詞】乳業廢水；“UASB+A/O”工藝；厭氧處理

我國人口總量占世界總量的22%，但我國可以使用的淡水資源只占世界總量的8%，人均可使用的淡水量為世界人均的1/4[1]。隨著世界工業化腳步不斷加快，人們對于乳制品的需求量以及政府對于乳品行業的鼓勵支持，使得這一行業蒸蒸日上。但接踵而至的問題是乳產品加工中產生的大量的乳品生產廢水也跟著不斷增長，這對于淡水資源極其緊缺的我國來說無疑是雪上加霜。乳業生產廢水有機物含量高，乳蛋白、乳脂等形式的存在使得其廢水具有高有機物濃度[2]；倘若廢水直接流入河流，會造成水中大量的水生植物和水生動物減少，甚至消亡。因此在排放前，必須經過處理，使其達標排放。由于我國乳制品工業發展較晚，因此關于其廢水處理的研究也晚于發達國家。國內外對其處置多以生物處理技術為主，并且用其它方式進行輔助，如隔油氣浮這類物理化學處理技術進行預處理以及用膜過濾進行深度處理等[3]。污水的生物處理技術根據微生物是否需氧分為厭氧生物處理技術和好氧生物處理技術[4~5]。本文通過某乳業生產廢水處理工藝改造過程的調查，并針對參與的改造項目處理過程出現問題進行分析研究，提出應對問題的可行性建議。

1研究地概況

某乳業生產有限公司，其污水廠于2006年建成投用，采用“氣浮+CASS”工藝，設計處理能力為5000m3/d出水達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）二級標準。目前污水處理廠存在出水指標不能滿足現行排放標準要求，運行不穩定且運行成本居高不下兩方面主要問題，需要進一步探索方案，解決目前存在的突出問題。

2改造過程中污水處理廠存在問題

2.1出水指標不達標。污水處理廠出水指標依據《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）中的二級排放標準進行設計，經統計分析目前監測數據（見表1），符合《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）中的二級排放標準要求，參考河南省地方標準，此污水處理廠的出水指標已不能滿足《省轄海河流域水污染物排放標準》（DB41/777-2013）排放標準要求。2.2運行成本較高。技術改造前采用“氣浮+CASS”工藝，氣浮處理方法的缺點是污染物去除率較低，大量的負荷須靠后端生化處理。這樣導致后續進程需氧量大，從而增加風機能耗，增加運行成本。經統計2014年1~12月份污水處理廠運行費用，與其他同等規模的乳業工廠對比較高。運行費用消耗最大的為電費、藥劑費〔絮凝劑和助凝劑）和污泥處理費，這三項費用占到總運行費用的80.7%，這也是采用此工藝的缺陷所在[6]。

3工藝優化措施

3.1工藝的優化。厭氧生物處理技術與好氧生物處理技術都能有效去除有機污染物，但是厭氧生物處理過程不需另外提供電子受體，因此運行費用低，并且與好氧生物處理相比產生的剩余污泥量很少。所以先運用厭氧處理技術，將COD去除60~80%左右，再經過好氧處理技術、從而使出水水質達到標準。厭氧處理技術的優點：①節約能源：厭氧處理工藝可去除廢水中80%有機物，降低后續好氧處理負荷，提升處理效果以及減少風機能耗。②污泥產量少：在厭氧處理中，只有少量的有機物用于合成，因此相對于好氧生物處理。厭氧生物處理的污泥增長率顯得很低。③藥劑投加量少：運用厭氧處理工藝，不用投加化學藥劑。3.2項目過程中水質監測指標變化趨勢。由圖1可見，工藝改造后COD月排放量均比工藝改造前低，季節變化趨勢不同，改造前夏季高，春季低；改造后，全年相對穩定。工藝改造后BOD5月排放量均比工藝改造前低，改造前最低為22.6mg/L大于改造后最高點9.4mg/L。工藝改造前SS監測指標遠遠大于改造后，改造前均值為55.2mg/L，改造后均值為7.6mg/L；改造后，全年相對穩定。工藝改造后NH3-N月排放量均比工藝改造前低，季節變化趨勢不同，改造前春夏季相對穩定，秋冬季起伏較大；改造后，全年相對穩定。工藝改造后污泥月排放量均比工藝改造前低；改造后，春夏季相對平穩、秋季增多，冬季平穩；改造前最低為275m3大于改造后最高點178.1m3。3.3優化工藝的運行成本。通過收集匯總2014年工藝改變前污水廠運行費用數據，以及2016年工藝改造后污水廠運行費用數據，兩者進行分析對比，改造后污泥處理費、電費、以及藥劑費較改造前分別下降59.3%、52.7%、82.7%，而總的運行費用較改造前下降67.5%，運行成本較工藝改造前確實有很大程度上的降低。

4結論

通過對工藝改造后污水處理廠實際運行數據的收集分析，在工藝改造后，污水的主要檢測指標COD、BOD5、SS、pH、NH3-N均符合排放標準要求指標；污水處理系統運行穩定；污泥量明顯減少，較以前日平均下降67.8%；實際運行成本較工藝改造前下降67.5%。通過以上分析，在乳制品綜合廢水處理中，與“氣浮+CASS”處理工藝相比，采用“UASB+A/O”工藝，運行穩定；能使出水水質達到更高要求；降低運行成本；減少污泥處理量從而減少相應的工作量，污泥外運費以及降低對于環境的污染風險，更能響應政府節能減排的號召。

參考文獻

[1]王曉林.水資源開發利用存在的問題及對策[J].現代農業科技，2011（15）.

[2]蔡晶，張吳品.乳品工業廢水處理[J].世界環境，2002（5）：37~38.

[3]宋昆岡.中國乳制品工業的10年回顧與展望[J].農產品加工•學刊，2005（9）：31~34，37.

[4]劉寅，杜兵，曹建平，等.乳制品廢水處理工藝選擇與工程設計[J].給水排水，2011，37（10）：61~64.

[5]朱風松，張林生，劉金城，等.厭氧附著膜膨脹床反應器處理乳制品廢水的研究[J].水資源保護，2005，21（2）：16~18，35.

[6]史學峰，等.UASB+CASS工藝在處理乳業廢水中的應用[J].環境與可持續發展，2014，40（5）：106~109.

作者:唐 穎 陳蘭英 肖 娟 單位:西華師范大學環境科學與工程學院