潘建良，李道棠
（上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，上海 200030） 摘 要：大型超市污水的特點(diǎn)是有機(jī)物及含油量比一般生活污水要高出許多，而原有的污水處理設(shè)施按照民用建筑生活污水處理工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，其結(jié)果是處理水超標(biāo)排放。對大型超市污水處理設(shè)施進(jìn)行技術(shù)改造，其原則是充分利用原有污水處理構(gòu)筑物，更新其工藝流程，使技術(shù)改造后的污水處理設(shè)施能夠正常運(yùn)行。本文通過對大型超市污水處理設(shè)施的技術(shù)改造方法、工藝流程、設(shè)計(jì)參數(shù)等的介紹，以供有關(guān)建設(shè)及設(shè)計(jì)單位在大型超市污水處理設(shè)施的改造工程中予以參考。
關(guān)鍵詞：超市污水；污水處理；工藝流程；設(shè)計(jì)參數(shù) 隨著人們的生活水平的不斷提高，大型超市已被人們所接受。大型超市不僅有購物的功能，同時(shí)具有餐飲等功能，其熟食部、美食街、飯店等的廢水與一般的住宅生活污水有很大的差異。大型超市所排放的廢水中的CODCr、BOD5、NH3-N濃度以及動植物油均比較高。以往超市污水處理設(shè)施按照民用建筑生活污水處理工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此在實(shí)際運(yùn)行過程中其處理水經(jīng)常不能達(dá)標(biāo)排放。
對大型超市污水處理設(shè)施進(jìn)行技術(shù)改造，使之在改造后的污水處理設(shè)施能正常運(yùn)行，最終目的使其出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)改造首先是從改變其工藝流程著手，選擇適合于超市廢水的工藝，能有效去除廢水中的有機(jī)物以及動植物油等。其二應(yīng)當(dāng)考慮充分利用原有污水處理設(shè)施中的構(gòu)筑物以及相關(guān)的設(shè)備，以減少改建工程的投資費(fèi)用。 1 原有超市污水處理設(shè)施的工藝流程、設(shè)計(jì)參數(shù)、運(yùn)行狀況 1.1 原有超市污水處理設(shè)施工藝流程
原有超市污水處理工藝流程如圖1所示。 
圖1 原有超市污水處理工藝流程圖
超市廢水經(jīng)過集水井的格柵去除粗大顆粒后由潛污泵提升至調(diào)節(jié)池進(jìn)行勻質(zhì)勻量的調(diào)節(jié)，隨后由潛污泵提升至接觸氧化池進(jìn)行生化處理，混合液自流至二沉池進(jìn)行固液分離，上清液排放至城市雨水管網(wǎng)。二沉池內(nèi)的污泥部分回流到接觸氧化池，剩余污泥由城市環(huán)衛(wèi)車運(yùn)至城市污水處理廠進(jìn)行污泥處置。
1.2 原有超市污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)參數(shù)
?、?原有超市污水處理設(shè)施處理水質(zhì)設(shè)計(jì)參數(shù)為：
原有超市污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)污水水質(zhì)是根據(jù)《民用建筑生活污水處理工程設(shè)計(jì)規(guī)定》（DBJ 08-71-98），經(jīng)過污水處理后的處理水排放是根據(jù)《上海市污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB/199－1997）中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。原有超市污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)進(jìn)出水指標(biāo)詳見表1所示： 表1 原有超市污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)水指標(biāo) | 水質(zhì)指標(biāo) | CODCr | BOD5 | NH3-N | SS | | 進(jìn)水 (mg/L) | 400 | 200 | 30 | 250 | | 出水 (mg/L) | 100 | 30 | 15 | 70 |
?、?原有超市污水處理設(shè)施中處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)選擇偏小，以至于在實(shí)際運(yùn)行時(shí)往往達(dá)不到污水處理的要求。各構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)詳見表2所示： 表2 原有超市污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù) | 處理構(gòu)筑物 | 調(diào)節(jié)池HRT | 接觸氧化池HRT | 二沉池HRT | 消毒池接觸時(shí)間 | 污泥池HRT | | 設(shè)計(jì)參數(shù)（h） | 4.32 | 2.50 | 0.2 | 0.3 | 0.2 | | 標(biāo)準(zhǔn)（h） | 6 | 6 ～ 12 | 2 | 0.5 | 2 |
原有超市污水處理設(shè)施在設(shè)計(jì)時(shí)未將有關(guān)食品加工以及后來增加的餐飲廢水考慮在內(nèi)，使實(shí)際運(yùn)行時(shí)的廢水有機(jī)負(fù)荷要比設(shè)計(jì)的原有超市污水處理設(shè)施高出許多，給實(shí)際運(yùn)行時(shí)帶來許多困難。
1.3 原有超市污水處理設(shè)施運(yùn)行狀況
由于原有超市污水處理設(shè)施在設(shè)計(jì)時(shí)將超市廢水的有機(jī)負(fù)荷估計(jì)過低，并在污水處理構(gòu)筑物選型時(shí)將接觸時(shí)間、停留時(shí)間設(shè)置較小，其結(jié)果使得超市污水處理不能達(dá)標(biāo)排放。原有超市污水處理設(shè)施運(yùn)行水質(zhì)檢測結(jié)果詳見表3所示： 表3 污水處理設(shè)施運(yùn)行水質(zhì)檢測表 | 水質(zhì)指標(biāo) | CODCr | BOD5 | NH3-N | SS | 動植物油 | | 進(jìn)水 (mg/L) | 620 ～ 800 | 400 ～ 550 | 40 ～ 50 | 300 ～ 350 | 30 ～ 60 | | 出水 (mg/L) | 101 | 49.4 | 31.0 | 48 | 0.52 |
表3可知，超市進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷要比一般生活污水高出一倍，其出水中BOD5 和NH3-N較大地超過排放標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，由于污水處理設(shè)施供氧不足，使生化處理處于缺氧或厭氧狀態(tài)，污水處理設(shè)施臭味較大，給周圍環(huán)境造成二次污染。 2 超市污水處理設(shè)施改建的方法 2.1 大型超市廢水污染源的確定
在污水處理設(shè)施改建之前應(yīng)對大型超市廢水的污染源進(jìn)行調(diào)查。
超市廢水的污染源一般來自超市及停車場地的場地清洗廢水、餐飲及食品加工的含油廢水、廁所及盥洗室的生活污水、浴室的生活廢水。污染源的污染因子以及排放量所占的比例詳見表4所示： 表4 大型超市水污染源分布情況表 | 名稱 | 污染源 | 污染因子 | 排水比（%） | | 超市及停車場 | 場地清洗廢水 | CODCr、BOD5、SS、石油類 | 17 | | 餐飲食品加工 | 含油廢水 | CODCr、BOD5、SS、動植物油 | 56 | | 廁所及盥洗室 | 生活污廢水 | CODCr、BOD5、SS、NH3-N | 23.3 | | 浴室 | 生活廢水 | CODCr、BOD5、SS、NH3-N | 3.7 |
由表4可知，餐飲食品加工中的含油廢水以及廁所盥洗室的生活污廢水排放量占整個(gè)大型超市污水排放量的79.2%，是主要的水污染源。要使改建后的超市污水處理設(shè)施能達(dá)標(biāo)排放，餐飲食品加工的含油廢水的處理是關(guān)鍵。表5是公共類生活污水與餐飲食品加工廢水的水質(zhì)比較。 表5 公共類生活污水與餐飲食品加工廢水的水質(zhì)比較表 | 水質(zhì)（mg/L） | CODCr | BOD5 | SS | 動植物油 | | 各類公共建筑生活污水 | 350 ～ 450 | 180 ～ 250 | 200 ～ 300 | ≤40 | | 餐飲食品加工廢水（經(jīng)隔油池） | 2 000 ～ 3 000 | 800 ～ 1 400 | 300 ～ 400 | 200 ～ 300 |
由此可見，超市的污水處理設(shè)施改建的重點(diǎn)是去除餐飲食品加工廢水中的有機(jī)污染物。
2.2 大型超市污水處理設(shè)施技術(shù)改造的工藝選擇
大型超市污水處理設(shè)施技術(shù)改造的工藝選擇是確保污水處理達(dá)標(biāo)排放的重要技術(shù)措施。其要求是：通過物化處理，使含油廢水中的油和CODCr得到有效處理，然后進(jìn)行生化處理有效處理BOD5和NH3-N，最終達(dá)到超市污水處理達(dá)標(biāo)排放。
根據(jù)目前對物化處理和生化處理的成熟工藝的應(yīng)用實(shí)例，大型超市污水處理設(shè)施技術(shù)改造的工藝可選用混凝氣浮+SBR的工藝流程，其中混凝氣浮階段投加Fe3+為20 mg/L時(shí)COD的去除率達(dá)48%，BOD5的去除率達(dá)62%，TP的去除率達(dá)74%～86%，SS的去除率達(dá)70%[2]。SBR階段COD的去除率達(dá)85%～90%，BOD5的去除率達(dá)90%～95%，NH3–N的去除率達(dá)75%～80%[4]，能夠達(dá)到《上海市污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB/199－1997）中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。詳見圖2所示： 
圖2 超市污水處理設(shè)施技改工藝流程圖 2.3 超市污水處理設(shè)施技術(shù)改造的工藝說明
在圖2中，餐飲及食品加工廢水及洗車廢水先經(jīng)過隔油池將漂在廢水上面的浮油撇除后與生活污水進(jìn)入格柵井，由回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)去除廢水中的懸浮固體，進(jìn)入廢水調(diào)節(jié)池，經(jīng)潛污泵提升至氣浮池以去除部分CODCr和SS，然后廢水自流到SBR反應(yīng)池進(jìn)行生化處理，處理水經(jīng)消毒后排放。在該工藝流程中，混凝氣浮池和SBR生化反應(yīng)池是比較重要的廢水處理構(gòu)筑物，作重點(diǎn)介紹。
?、?氣浮法處理污水是設(shè)法在水中通入或產(chǎn)生大量的微細(xì)氣泡，使其粘附于雜質(zhì)絮粒上，造成整體比重小于水的狀態(tài)，并依靠浮力上浮至水面，從而獲得固、液分離的方法。國外早在1920年已有應(yīng)用實(shí)例，國內(nèi)對氣浮法的研究和應(yīng)用在1975年已經(jīng)開始，目前這項(xiàng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于污水處理工程。由于混凝氣浮法具有氣浮曝氣功能，浮渣含有一定氧量，不易腐化；浮渣含水率低，體積小，易于處置；藥劑量小，可有效去除油類物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，適合大型超市餐飲及食品加工廢水處理[1]。
?、?SBR法（Sequencing Batch Reactor）為序批式活性污泥法的簡稱。SBR在1914年開始開發(fā)，隨著計(jì)算機(jī)在自控方面的廣泛應(yīng)用，使污水處理設(shè)施的運(yùn)行管理逐漸實(shí)現(xiàn)了自動化，SBR工藝已廣泛應(yīng)用于污水處理工程。SBR工藝是在一組或多組平行運(yùn)行的池子中完成生物降解和泥水分離過程。在這一系統(tǒng)中，活性污泥法處理過程按照“進(jìn)水—曝氣—沉淀—潷水”階段不斷在SBR池中重復(fù)進(jìn)行，主要完成有機(jī)物降解和氨氮的硝化過程；固液分離過程即由潷水器將處理達(dá)標(biāo)的上清液排出池外。改進(jìn)型的SBR法采用連續(xù)進(jìn)水，間歇排水的方式運(yùn)行。由于SBR工藝具有工藝流程簡單、布置緊湊、運(yùn)行靈活、處理效果好；無需設(shè)置二沉池，土建和設(shè)備投資相應(yīng)減少、無需污泥回流系統(tǒng)，可節(jié)省大量能耗、整個(gè)工藝系統(tǒng)的操作完全自動化，可減輕勞動強(qiáng)度、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、占地面積比傳統(tǒng)工藝少等優(yōu)點(diǎn)，是大型超市廢水處理工藝的比較好的選擇[3]。
2.4 大型超市污水處理設(shè)施技術(shù)改造的工藝設(shè)計(jì)
(1) 由于大型超市含有餐飲及食品加工廢水及洗車廢水，因此其污染物濃度要比一般的生活污水高出許多，在污水處理設(shè)施技術(shù)改造的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)中的設(shè)計(jì)進(jìn)水濃度參照有關(guān)資料詳見表6所示，出水仍按照《上海市污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB/199－1997）中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。 表6 超市污水處理設(shè)施技改設(shè)計(jì)參數(shù)表 | 水質(zhì)指標(biāo) | CODCr | BOD5 | NH3-N | SS | 動植物油 | pH | | 進(jìn)水 (mg/L) | 800 | 400 | 50 | 350 | 50 | 6 ～ 9 | | 出水 (mg/L) | 100 | 30 | 15 | 30 | 15 | 6 ～ 9 |
(2) 各水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)：
根據(jù)圖2超市污水處理設(shè)施技改工藝流程圖，對各處理段的構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)詳見表7所示： 表7 各水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)表 | 構(gòu)筑物名稱 | 隔油池HRT | 調(diào)節(jié)池HRT | 氣浮池HRT | SBR池HRT | 消毒池接觸時(shí)間 | | 設(shè)計(jì)參數(shù) | 10 min | 8.0 h | 0.3 h | 14.3 h | 0.5 h |
(3) 混凝氣浮物化處理工藝和SBR生化處理工藝各段去除率預(yù)測：
按照混凝氣浮物化處理工藝和SBR生化處理工藝對各種污染物的去除率的相關(guān)報(bào)道以及污水處理工程應(yīng)用實(shí)例，本項(xiàng)技改中各段工藝去除率詳見表8所示： 表8 各段處理工藝去除率預(yù)測表 水污染 指標(biāo) | 混凝氣浮工藝段 (mg/L) | SBR工藝段 (mg/L) | | 進(jìn)水 | 出水 | 去除率（%） | 進(jìn)水 | 出水 | 去除率（%） | | CODCr | 800 | 464 | 42 | 464 | 100 | 78 | | BOD5 | 540 | 313 | 42 | 313 | 30 | 90 | | NH3-N | 50 | 50 | — | 50 | 15 | 70 | | SS | 350 | 105 | 70 | 105 | 30 | 71 | | pH | 6～9 | 6～9 | — | 6～9 | 6～9 | — | | 動植物油 | 50 | 10 | 80 | 10 | 5 | 50 |
采用混凝氣浮+SBR污水處理工藝可以解決大型超市廢水污染物濃度較高，而污水處理設(shè)施占地空間較小的難題。
(4) 大型超市污水處理設(shè)施技術(shù)改造的經(jīng)濟(jì)分析：在日常運(yùn)行中，處理每噸污水，電費(fèi)為0.33元，藥劑費(fèi)為0.5元，工程投資為2033元。 3 大型超市污水處理設(shè)施技術(shù)改造的結(jié)論和討論 隨著大型超市的服務(wù)功能的不斷完善，其廢水的污染物指標(biāo)大大超過原有的設(shè)計(jì)的處理能力，污水處理設(shè)施均具有技術(shù)改造的問題要求。應(yīng)用適合含有餐飲廢水的污水處理工藝是大型超市污水處理設(shè)施技術(shù)改造的關(guān)鍵。
本文介紹的混凝氣浮+SBR污水處理工藝主要有以下特點(diǎn)適應(yīng)于大型超市污水處理設(shè)施的技術(shù)改造：
?、?混凝氣浮這個(gè)物化處理工藝是能夠處理餐飲及食品加工的廢水中的含油物質(zhì)，為進(jìn)一步的生化處理提供量好的條件。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，在不加藥的條件下，CODCr的去除率在18%～30%；當(dāng)加入80 mg/L硫酸鋁、1 mg/L PAM時(shí)，CODCr的去除率可以提高到42%～60%，還能去除懸浮固體所形成的BOD。該項(xiàng)工藝技術(shù)已廣泛應(yīng)用于給水和廢水處理的工程實(shí)踐中[1,2]。
?、?SBR生化處理工藝（Sequencing Batch Reactor）即為序批式活性污泥法，隨著計(jì)算機(jī)自動系統(tǒng)在污水處理工程中的廣泛應(yīng)用，SBR工藝從上世紀(jì)80年代起已應(yīng)用于市政污水處理、工業(yè)廢水處理的工程之中。其顯著的特點(diǎn)是有效的去除污水中的有機(jī)物；與傳統(tǒng)法相比，其工藝簡潔，占地面積和投資節(jié)省30%[3]。
③ 作為污水處理技術(shù)改造項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)考慮充分利用原有構(gòu)筑物。本文所推薦的混凝氣浮+SBR污水處理工藝能夠利用原有構(gòu)筑物，只需增設(shè)SBR池即可滿足大型超市的含餐飲食品廢水的污水處理要求，使出水達(dá)到《上海市污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB/199－1997）中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。
④ 隔油池的設(shè)置的作用是能夠有效去除餐飲及食品加工廢水中的含油物質(zhì)，降低CODCr的含量，對以后的工藝的進(jìn)一步處理起到節(jié)省污水處理工程投資及運(yùn)行費(fèi)用的目的。在技術(shù)改造項(xiàng)目中，對餐飲及食品加工廢水量的核查是必要的。 參考文獻(xiàn) [1] 陳翼孫,等. 氣浮凈水技術(shù)的研究與應(yīng)用. 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 1989.5.
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