姜灵彦
郑州航空工业管理学院土建学院 河南省郑州市450015
摘要：采用好氧HCR工艺在饮料废水去除CODcr的效果，原水经UASB处理后水质为CODcr≤750mg/L，处理出水CODcr≤100mg/L。工程实践表明：该处理系统具有处理效果稳定，运行管理简便，占地面积较小等优点。
关键词：饮料废水;?废水处理;?好氧HCR工艺;
某公司在生产各种饮料（有碳酸饮料和非碳酸饮料，非碳酸饮料有果汁饮料、水果牛奶饮料、茶饮料）过程中会产生了废水，需进行处理方可排放，否则会污染周边的环境，废水的排放量为3 000m3/d，废水经过处理后达到一级排放标准（GB8978-1996），本次论文仅讨论好氧处理工艺段。
1 废水处理工艺
1.1 项目废水特点
废水来自车间的废水、报废的饮料、原料桶的冲洗废水等。
主要产品有碳酸饮料和非碳酸饮料，非碳酸饮料有果汁饮料、水果牛奶饮料、茶饮料等，生产过程是用砂糖和浓缩液或果肉、奶制品及处理水经混合后配制成饮料的过程。
1.2 工艺流程选择
废水含CODcr较高，需要设厌氧+好氧工艺进行处理。
废水可生化性较高。
2 主要处理构筑物及其工艺参数
好氧生物处理工艺稳定成熟，处理效果好，运行成本相对较低，近几十年来，好氧生物处理也不断进行改进和完善，HCR工艺就是其中一种的代表。该工艺特别适合地方紧凑、CODcr较高的废水，结合了深井曝气的特点，并在此基础上进行了改良，相比常规工艺其空气氧的转化率和利用率都较高，工艺的设计容积负荷比常规工艺高，总体废水水力停留时间短，总占地面积少，耐高CODcr的负荷冲击，总体的废水处理效果稳定，效率较好。
HCR系统主要包括：单体反应器、射流器、辅助曝气系统、气提脱气系统、沉淀池以及配套的管路和设备（主要为循环泵和辅助风机）。单体反应器为圆形或者方形构筑物或钢构，循环水泵提升底部的废水经射流器布入反应器，由于负压作用同时吸入大量空气（设配套阀门控制，可以调整空气的进入量，进而保证反应器内的溶解氧浓度），水流和气流的共同作用形成了细小的气泡，在反应器的中部设曝气系统（通常为穿孔曝气管），根据废水的实际运行情况决定开关，进一步保证废水中的溶解氧，保证反应器里好氧污泥的活性，从而稳定处理效率。
HCR系统有以下优点：（1）系统占地少，土建费用较低。HCR系统容积负荷和污泥负荷都很高，是常规反应器的2-3倍，同时又可以具有较高的高径比，所以总体停留时间较短，占地面积较小，总体构筑物紧凑。（2）空气氧转化利用率高，节省能耗。HCR工艺基于表面渗透理论的射流曝气技术，传质效率较高，微孔补气弥补了射流负压带气量过低的缺点，在同一系统内分散的生物相使得微孔补气的传质效率大为增加。强化污泥再生，使得污泥在高浓度情况下得到补充氧气，避免了混合液低浓度生物相的氧利用损耗，提高了氧的利用率，从而节省能耗。（3）抗CODcr的负荷的能力强。HCR反应器污泥浓度很高，传质效率高，循环泵的回流量非常大，稀释了进水的CODcr负荷和毒性，进而保证整个反应器的一个动态平衡。（4）剩余污泥量较少。由于采用强化再生及外循环装置，使得微生物间附着气泡被迅速挤出并形成良好沉淀，而强化再生使微生物代谢速度快，加大了微生物的自身的内源消耗，产生的剩余的污泥量就较少。（5）系统污泥浓度高，降解能力强。由于采用强化再生，微生物的供氧得到进一步保证，而气提的脱气作用又使得沉淀池浓缩区污泥浓度得以提高，两方面的协同作用，使得反应区内可以保持较高的污泥浓度。工艺实践表明，系统反应区内生物浓度可以达到10g/L以上。（6）系统操作机动性较强，能够保证较好的处理效果。HCR系统的反应器循环泵的流量大小、辅助风机的流量大小、污泥泵的流量大小等都可以根据实际情况进行调整，便于选择最符合实际情况的参数。
考虑现场可用面积较小，采用罐体制作，HCR工艺完全符合，曝气方式选用射流器，氧利用效率高，废水中CODcr被好氧微生物去除，出水经气提脱气后至沉淀池，污泥回流比50%，上清液达标排放，污泥进入浓缩池定期压滤外运。
好氧HCR罐池采用钢结构，2座，全地上式，底部钢板厚度12mm，底部3m钢板厚度12mm，中部3m钢板厚度10mm，顶部3.5m钢板厚度8mm。
尺寸：Φ12 000×9 500mm。
有效容积：1 015m3/座（有效水深9.0m）。
停留时间：16h。
CODcr容积负荷：0.96kg CODcr/m3·d。
射流器系统：配套SUS304。
出水堰：配套SUS304。
射流泵：流量200m3/h，功率18.5k W，扬程15m,3台，2用1备。
辅助风机：流量5.45m3/min，功率11k W,53.9k Pa,2台，1用1备。
曝气系统：穿孔曝气，开孔6mm，间距700mm，材质SUS304。
脱气系统：配套。
沉淀池采用钢砼结构，1座，半地下式。
尺寸：14 000×7 000mm。
表面负荷：1.9m3/（m2·h）。
斜管：配套，六角蜂窝煤状，高度1 000mm。
出水堰：配套，SUS304。
污泥回流泵：流量80m3/h，扬程22m,11k W,3台，2用1备。
3 工程调试
3.1 好氧调试
活性污泥一般是从外部城镇废水处理厂压滤后的污泥，并不完全适合本项目废水的处理要求，需要通过驯化、培养完成后，逐步增加进水量，直至达到设计处理量，生化系统通过摸索的参数运行。
调试时间为5周（暂定），具体进度为：（1）第一周。配置相关的必须物品（比如葡萄糖、营养盐等），220t菌种进厂，平均分配至单体的HCR塔，投加尿素100kg，磷盐20kg，投加葡萄糖，控制CODcr在300mg/L，打开射流泵及风机，控制溶解氧1～2mg/L，进行闷曝，不进废水，3d后取样测CODcr，如果CODcr小于100mg/L，则进废水，进水量控制在设计水量的10%左右，稳定运行2～3d。（2）第二周。观察HCR塔中的活性污泥，每天定期测其SVI,CODcr，保证出水CODcr小于100mg/L。每天定期投加尿素5kg，磷盐1kg（单塔），控制溶解氧1～2mg/L，单天进水量增加10%，直至控制在设计水量的30%左右，稳定运行3～4d再进一步提升水量。（3）第三周。观察HCR塔中的活性污泥，每天定期测其SVI,CODcr，保证出水CODcr小于100mg/L。每天定期投加尿素5kg，磷盐1kg（单塔），控制溶解氧2～3mg/L，单天进水量增加10%，直至控制在设计水量的60%左右，稳定运行3～4d再进一步提升水量。（4）第四周。观察HCR塔中的活性污泥，每天定期测其SVI,CODcr，保证出水CODcr小于100mg/L。每天定期投加尿素5kg，磷盐1kg（单塔），控制溶解氧2～4mg/L，单天进水量增加10%，直至控制在设计水量的100%左右，再进一步观察污泥的活性及去除效率。（5）第五周。尿素和磷盐保持根据进水水质进行投加，稳定进废水量为3 000t/d,CODcr750mg/L左右。提高DO在4mg/L左右，测HCR塔出水CODcr，至去除率逐渐提高，并趋于稳定，保证出水CODcr小于等于100mg/L。每天检测出水CODcr和虫像，一般情况对该废水而言稳定运行7d左右，即调试成功。
如果HCR塔内活性污泥的SVI超过30%，则活性污泥进污泥浓缩池定期压滤，保持30%沉降比。
注意：（1）如果生化池受到冲击，那必须停止进负荷，待恢复后再逐步提负荷或作必要的调整。（2）提高进水量实际上就是提负荷，一般一次提高进水CODcr总量10%。（3）调试过程中必须认真观察和检测分析，以便及时调整做法。（4）有关人员必须认真做好记录。掌握废水变化规律和曝气生化池运行规律。（5）正常工作要做的几件事是：(1)每天保持处理实施正常运行。(2)每天测取每个环节进出水CODcr、p H。(3)每天观察曝气生化池微生物状况。(4)每天做一次到3次生化池30min沉降试验。(5)每天观察虫像一到三次。(6)曝气池溶解氧一般在2.0～4.0mg/L。(7)曝气池p H一般在7.0～8.0mg/L。(8)填好生化调试记录表和调试运行记录表。(9)下班前应进行巡检，发现问题及时解决或做好记录。(10)对水、气、电、药等各种管线阀门进行检查，并应处于良好的备用工况状态。k做好交接班记录，认真交接班。
4 总结
本工程好氧HCR处理系统选择普通活性污泥法，工艺先进、稳定、运行管理方便，考虑现场使用面积较小，结构采用钢构罐体；饮料废水属于可生化性比较好的废水，好氧系统处理效率较高，CODcr容积负荷取0.96kg CODcr/m3·d依然有较好的效果。
参考文献
[1]?高廷耀,等.水污染控制工程（下册）[M].北京:高等教育出版社,1999.
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