李國(guó)生，郭玲

（江蘇科倫多食品配料有限公司，江蘇連云港222200）

食品添加劑廢水綜合處理

李國(guó)生，郭玲

（江蘇科倫多食品配料有限公司，江蘇連云港222200）

通過(guò)分析食品添加劑廢水成分，探討了現(xiàn)有混合廢水處理工藝存在的問(wèn)題，提出了在現(xiàn)有混合廢水處理工藝前增設(shè)預(yù)處理工序的方案。對(duì)混合廢水通過(guò)Fenton氧化、混凝沉淀等方法進(jìn)行預(yù)處理后，現(xiàn)有污水處理工藝可以正常運(yùn)行。工藝改造后的運(yùn)行結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)預(yù)處理的混合廢水再經(jīng)原廢水站處理后，出水水質(zhì)能達(dá)到工業(yè)園區(qū)廢水接管標(biāo)準(zhǔn)。由于混合廢水得到綜合利用，廢水排放量也相應(yīng)減少。

食品添加劑廢水；廢水預(yù)處理；Fenton氧化；混凝沉淀；綜合利用

江蘇某食品添加劑廠以生產(chǎn)無(wú)機(jī)食品添加劑為主，產(chǎn)品主要有磷酸鹽、乙酸鹽、氯化鉀、硫酸亞鐵、碳酸鎂等幾十個(gè)品種，其中磷酸鹽包括鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽。各車間產(chǎn)生的廢水經(jīng)收集后泵送到公司廢水處理站進(jìn)行統(tǒng)一處理，處理后廢水達(dá)到園區(qū)污水接管標(biāo)準(zhǔn)后再排放至工業(yè)園區(qū)廢水管道，進(jìn)園區(qū)污水處理廠進(jìn)一步處理。公司現(xiàn)有的廢水處理站設(shè)計(jì)能力50 t/d，廢水處理工藝按當(dāng)時(shí)廢水成分進(jìn)行設(shè)計(jì)，運(yùn)行之初日產(chǎn)工業(yè)廢水30 t，裝置基本能滿足廢水處理需要；后因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生調(diào)整，磷酸鈣及硫酸亞鐵產(chǎn)量增加，使得廢水最高日產(chǎn)生量增至45 t，相比廢水處理站運(yùn)行之初廢水成分也發(fā)生變化，現(xiàn)有廢水處理裝置已經(jīng)不能滿足工業(yè)廢水實(shí)際處理需要，導(dǎo)致出水TP等指標(biāo)時(shí)常超標(biāo)，達(dá)不到園區(qū)廢水接管要求，為此對(duì)原有廢水處理工藝進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)廢水進(jìn)行了綜合處理，取得了良好效果。

1 原工業(yè)廢水處理工藝

某食品添加劑有限公司現(xiàn)有10個(gè)生產(chǎn)車間，每個(gè)生產(chǎn)車間一般主打生產(chǎn)1~3種產(chǎn)品，除工藝產(chǎn)生的廢水外，每次轉(zhuǎn)換產(chǎn)品都要對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行清洗，工藝廢水及清洗廢水經(jīng)各車間廢水收集池進(jìn)行收集，收集到一定量后即輸送至公司廢水處理站集水井收集后統(tǒng)一處理。現(xiàn)有廢水處理站于2013年5月建成投入運(yùn)行，其處理工藝見(jiàn)圖1。

圖1 原廢水處理工藝流程

其中調(diào)節(jié)池設(shè)曝氣攪拌裝置，絮凝沉淀池通過(guò)

先加氯化鈣沉淀綜合廢水中的磷酸根離子，然后再加入PAM使廢水發(fā)生絮凝反應(yīng)后進(jìn)初沉池，沉淀處理后的廢水先進(jìn)水解酸化池處理，再進(jìn)廢水接觸氧化池，與氧化池內(nèi)懸掛填料上的生物膜接觸進(jìn)行好氧處理，最后經(jīng)二沉池沉淀后上層清液進(jìn)氧化池進(jìn)行Fenton氧化處理，達(dá)到園區(qū)廢水接管標(biāo)準(zhǔn)后排入園區(qū)廢水收集管道。

隨著公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及產(chǎn)量的增加，公司廢水成分發(fā)生較大變化，現(xiàn)有混合廢水中磷酸三鈣及硫酸亞鐵含量顯著增加，pH由6~9降至5~6，廢水呈弱酸性，TP含量也有所增高，具體指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 廢水水質(zhì)及接管標(biāo)準(zhǔn)

在不加絮凝劑的情況下，初沉池中即有大量沉淀，由于在初沉池中混合廢水沉淀不充分，部分沉淀還被帶入生化處理池，嚴(yán)重影響生化處理效果，最終使得出水難以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，在運(yùn)行中還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)廢水的pH大于7時(shí)，在氧化池中加Fenton試劑時(shí)氧化反應(yīng)實(shí)際很難發(fā)生，難以起到降低COD的作用，為此需要改進(jìn)現(xiàn)有廢水處理工藝以適應(yīng)實(shí)際處理需要。

2 混合廢水綜合處理改進(jìn)方案

2.1 現(xiàn)存問(wèn)題分析

混合廢水中沉淀增多主要原因是現(xiàn)有生產(chǎn)廢水中混有大量磷酸三鈣，沉淀的增多成為影響現(xiàn)有廢水處理工藝正常運(yùn)行的主要原因之一，為此考慮在集水井之前增設(shè)預(yù)沉池，以沉淀混合廢水。生產(chǎn)硫酸亞鐵車間所產(chǎn)生的廢水pH在3~4，在此條件下比較容易發(fā)生Fenton反應(yīng)〔1-3〕，而若與其他車間廢水混合后則pH升到5~6，F(xiàn)enton反應(yīng)速度較慢，因此在硫酸亞鐵生產(chǎn)車間廢水收集池預(yù)先投加適量雙氧水，混合后再泵送至預(yù)沉池與其他廢水混合。Fenton反應(yīng)不僅可以降低綜合廢水的COD，提高廢水的可生化性，而且生成的氫氧化鐵沉淀也有利于綜合廢水中磷酸三鈣的絮凝沉淀。

以廢治廢減少排放，將廢水進(jìn)行回用是污水進(jìn)行綜合治理的新思路。公司現(xiàn)有15 t鍋爐1座，產(chǎn)蒸汽供全廠使用，采用水膜除塵工藝進(jìn)行煙塵處理，原水來(lái)源于反滲透處理的濃水，濃水除塵后經(jīng)沉淀池沉淀后直接排放，此工藝對(duì)濃水進(jìn)行了一定程度的利用，但是同時(shí)也產(chǎn)生了新的廢水，因此考慮將初步處理后的廢水作為水膜除塵用水來(lái)源，以減少?gòu)U水的產(chǎn)生量，同時(shí)在此過(guò)程還可以充分利用粉煤灰的吸附作用降低廢水的COD、TP及鹽分等。

2.2 改進(jìn)方案

基于對(duì)現(xiàn)有廢水處理工藝存在問(wèn)題的分析，決定在現(xiàn)有廢水處理站之前增設(shè)混合廢水預(yù)處理工序，并對(duì)預(yù)處理之后的廢水進(jìn)行回用，使改進(jìn)之后的廢水處理工藝達(dá)到兩個(gè)目的：一是將混合廢水進(jìn)行初步處理，使初步處理后的廢水能配套公司現(xiàn)有污水處理站處理要求；二是對(duì)預(yù)處理后的廢水進(jìn)行一定程度的回用，減少?gòu)U水排放量?；旌蠌U水預(yù)處理工藝見(jiàn)圖2。

圖2 混合廢水預(yù)處理工藝流程

加適量雙氧水的含硫酸亞鐵廢水充分?jǐn)嚢韬笈c其他車間產(chǎn)生的廢水被輸送至預(yù)沉池，為保證綜合廢水中的懸浮物等能被充分沉淀下來(lái)，設(shè)2座30m3預(yù)沉池交替使用，同時(shí)預(yù)沉池設(shè)有攪拌裝置。因混合廢水呈弱酸性，同時(shí)在廢水中還有較多的磷酸根，因此在運(yùn)行時(shí)需要在預(yù)沉池中加適量生石灰進(jìn)行中和調(diào)節(jié)，一方面調(diào)升pH至中性，另一方面用Ca2+沉淀廢水中的磷酸根，同時(shí)用OH-沉淀沒(méi)發(fā)生Fenton反應(yīng)的亞鐵離子，降低廢水的TP及總鐵含量。經(jīng)初步沉淀處理后的廢水收集至水膜除塵用水池，水膜除塵后的廢水經(jīng)沉淀池沉淀后回流至除塵用收集水池，一部分廢水循環(huán)利用，一部分廢水可用于煤場(chǎng)噴灑降塵，其余送原污水處理站集水井，利用原有廢水處理工藝進(jìn)一步處理，原污水處理工藝中因氧化池中廢水的pH一般在7以上，在此條件下Fenton反應(yīng)較難發(fā)生，故工藝改造后在氧化池中不再投加Fenton試劑氧化處理。

2.3 改造后處理工藝的運(yùn)行

含硫酸亞鐵的廢水收集池中因Fe2+含量較高，如果完全發(fā)生Fenton氧化反應(yīng)不僅要消耗較多的

雙氧水，而且處理后因廢水pH也會(huì)下降較多，為中和其酸性，在預(yù)沉池調(diào)節(jié)時(shí)就需要投加較多量的生石灰，同時(shí)過(guò)多的氫氧化鐵沉淀還會(huì)影響廢水的色度，故在投加雙氧水時(shí)，其投加量需要控制。Fenton反應(yīng)在常溫下進(jìn)行較慢，因此在實(shí)際操作時(shí)當(dāng)預(yù)沉池收集廢水到一定量時(shí)，要預(yù)先混合攪拌1 h左右，然后再投加生石灰進(jìn)一步處理，在投加生石灰時(shí)也需控制其投加量，當(dāng)預(yù)沉池中廢水的pH在7左右時(shí)即停止投加。

預(yù)處理后的廢水用于水膜除塵后，因吸收煙氣中的SO2等酸性氣體，pH會(huì)有所下降，正常運(yùn)行時(shí)，水膜除塵用水池中的廢水pH能維持在6以上，當(dāng)其pH過(guò)低時(shí)，則在預(yù)沉池中補(bǔ)加適量氫氧化鈉溶液，投加生石灰雖然也可以調(diào)高廢水的pH，但是投加量會(huì)較大，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致生成的沉淀量增多，故在運(yùn)行中通過(guò)投加氫氧化鈉溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3 運(yùn)行效果

因混合廢水中TP較高，在原污水處理工藝中采用投加氯化鈣的方法進(jìn)行去除，然后再經(jīng)生化處理進(jìn)一步降低混合廢水中TP含量，但是在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)混合廢水中TP質(zhì)量濃度在40mg/L以上時(shí)，此方法除磷效果并不理想，出水中TP含量經(jīng)常超標(biāo)。有研究〔4-5〕表明，F(xiàn)enton試劑除對(duì)降低廢水中COD有效果外，對(duì)除磷也有一定作用，相關(guān)研究〔6-9〕還表明，粉煤灰對(duì)除磷也有較好效果；新增設(shè)的預(yù)處理工序包含了化學(xué)沉淀除磷、Fenton氧化除磷以及粉煤灰吸附三種除磷方法，通過(guò)這幾種處理方法的綜合應(yīng)用，不僅降低了現(xiàn)有廢水處理站的處理負(fù)荷使其能正常運(yùn)行，并使出水達(dá)到工業(yè)園區(qū)廢水接管要求，而且廢水日排放量可減少2~4 t。工藝改造運(yùn)行后多次取樣結(jié)果都表明，經(jīng)預(yù)處理后的廢水其TP質(zhì)量濃度基本能維持在4mg/L左右，出水完全滿足園區(qū)廢水接管對(duì)TP的要求。

粉煤灰對(duì)重金屬離子有較強(qiáng)的吸附作用，但對(duì)Na+、K+、Cl-等離子吸附作用有限，而且其吸附能力與其是否經(jīng)過(guò)改性處理有較大關(guān)系，將預(yù)處理后的廢水用于水膜除塵并經(jīng)沉淀處理后，混合廢水中鹽分及氯化物含量降低幅度有限也可能與此原因有關(guān)。增設(shè)混合廢水預(yù)處理工序后，預(yù)處理后混合廢水水質(zhì)數(shù)據(jù)及處理工藝改進(jìn)后最終出水水質(zhì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 處理后混合廢水水質(zhì)

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在原廢水處理工藝之前增設(shè)混合廢水預(yù)處理工序，根據(jù)不同廢水的組成進(jìn)行分質(zhì)分類處理后再進(jìn)行混合，然后將混合廢水進(jìn)行絮凝沉淀處理，并對(duì)預(yù)處理后的廢水用于鍋爐水膜除塵及煤場(chǎng)噴灑抑塵，減輕了原廢水處理站的處理負(fù)荷，使其能正常運(yùn)行并使出水達(dá)到園區(qū)廢水接管標(biāo)準(zhǔn)；廢水得到了綜合利用，不僅節(jié)約了用水而且減少了廢水排放量；出水中TP含量大幅降低，解決了原廢水處理工藝TP經(jīng)常超標(biāo)的問(wèn)題。

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Com prehensive treatmentof food additive wastewater

LiGuosheng，Guo Ling
（Jiangsu Kolod Food IngredientsCo.，Ltd.，Lianyungang 222200，China）

By analyzing the ingredients of food additiveswastewater，the problems existing in the process ofmixed wastewater treatmentare discussed.It isproposed thata program on the pretreatmentprocedure should be established before the presentmixedwastewater treatmentprocess.After themixedwastewaterhasbeen pretreated by techniqes，such as Fenton oxidation，coagulation precipritation，etc.，the presentwastewater treatmentproces can run normally. After the process transformation the running results show thatafter the pretreatedmixed wastewater is treated again by the originalwastewater station，the effluentwater quality can reach the taking-over standard of thewastewater in industrial parks.Since thewastewaterhasbeen utilized comprehensively，theamountofdischarged wastewater isdecreased.

food additive wastewater；wastewater pretreatment；Fenton oxidation；coagulation precipitation；comprehensive utilization

X703.1

B

1005-829X（2016）11-0106-03

李國(guó)生（1972—），碩士，工程師。電話：13625392196，E-mail：leeggss@sina.com。

2016-08-29（修改稿）