飲料廢水AB法A段強化再生處理技術
AB法即吸附（A）-生物降解（B）工藝，是20世紀70年代中期在傳統兩段活性污泥法（Z-A法）和高負荷活性污泥法基礎上開發的一種新工藝，屬超高負荷活性污泥法，由A段和B段二級活性污泥系統串聯組成，分別有獨立的污泥回流系統，各自擁有獨特的微生物群體。AB法最突出的優點是A段負荷高，抗沖擊負荷能力強，特別適用于處理水質變化大、有機污染物濃度較高的污水〔1〕。A段通常為微氧環境（溶解氧為0.5~0.7mg/L），以高負荷、短泥齡的參數運行，主要是通過吸附、吸收、氧化等方式去除有機物。B段去除有機污染物的機理與普通活性污泥法基本一致，以低負荷、長泥齡的參數運行，對有機物以吸收、氧化為主，剩余污泥量很少。其中A段對有機物的去除起著關鍵作用，提高A段有機物去除能力是提升系統處理能力的關鍵，并為B段進一步去除有機物創造條件〔2〕。
1工程介紹
某飲料公司是一家以生產飲料為主的企業，新的生產線投產后需進行配套的廢水處理設施的建設，本期工程設計平均處理量為300m3/d，最大處理量為400m3/d，其進水COD為1200mg/L，BOD5為600mg/L，SS為300mg/L，pH5~10，要求出水水質達到《上海市污水綜合排放標準》（DB31/199—1997）中二級排放標準。因飲料生產廢水中含有較多的糖類、蛋白質等污染物，因此該廢水有機物濃度高、可生化性較好（BOD/COD>0.4）。另外由于生產過程中的CIP清洗或生產事故時有高濃度生產污水進入處理系統，因此該系統水質水量波動較大，工程設計時要充分考慮系統的耐沖擊能力。
2工藝選擇
該企業老生產線配套的廢水處理系統采用的是厭氧+接觸氧化工藝，處理規模120m3/d，整體運行效果較好，但卻存在如下幾方面問題：冬季會出現出水水質波動情況；厭氧技術運行對技術人員要求較高，企業更偏向簡單易操作的好氧技術；厭氧產生的少量沼氣存在安全隱患。結合企業現有廢水處理站運行經驗及廢水特點，廢水中的有機物濃度偏高，若采用常規好氧處理，有機物難以達標排放；若采用厭氧-好氧處理，如一期工程雖可有效處理，但勢必增加企業運行管理上的顧慮。
AB法成功處理有機廢水在國內外屢有報道，成為本工程的可選工藝，由于進水COD達到1000mg/L以上，應用常規AB法亦存在風險。龍騰銳等〔3〕指出，A段活性污泥包含了大量的細菌及其胞外酶、滲透酶，可大大提高水解速度和小分子有機物輸入細胞內的傳遞速度，使小分子有機物能迅速從菌體表面傳遞入菌體內而進行厭氧降解。如果對A段沉淀池的回流污泥進行強化再生，將回流污泥進行強制曝氣充氧，使有機物在菌體內的厭氧降解轉變成在菌體內的好氧內源代謝，就可以使A段回流污泥中的微生物的生物活性和吸附能力得以提升，即可提高有機物質在A段的去除率。同時強化再生后的污泥又具有良好的生物絮凝能力，提高了污水混合物在沉淀池的沉淀分離能力。因此可考慮對A段污泥進行強化再生，以提高A段廢水中有機物的去除率并降低B段運行負荷，以滿足廢水達標排放的要求。
3工藝流程
確定該工程工藝主體采用AB法，其中中間沉淀池回流污泥首先進入再生段進行強制曝氣充氧，使污泥微生物處于內源代謝期，此時，微生物具有較強的生物活性和吸附能力，再回流進入高負荷段吸附段與新鮮原污水進行混合，能夠快速降低污水中的有機物，同時生物絮凝能力得以提升，泥水進入中沉池后又具有良好的沉淀分離能力。好氧池采用射流曝氣法，其具有系統占地少、基建費用低、空氣氧轉化利用率高、容積負荷和污泥負荷高、固液分離效果好、剩余污泥量較少等優點。具體工藝流程如圖1所示。
圖1工藝流程
4主體構筑物設計
（1）調節池。鋼砼結構，尺寸為9.0m×11.2m×6.5m（地面以上3.0m），有效水深6.0m，水力停留時間48h，攪拌功率按6W/m3取值，設置3臺QJB1.5/6-260/3-980/c/s型潛水攪拌機。設1套應急加酸加堿計量系統（WA-400型），通過在線pH計監測pH變化。
（2）事故池。鋼砼結構，尺寸為9.0m×2.8m×6.5m（地面以上3.0m），有效水深6.0m，內壁涂環氧樹脂防腐。
（3）高負荷好氧池。鋼砼結構，吸附反應段尺寸為4.5m×3.5m×5.5m（地面以上2.0m），有效水深5.0m，污泥再生段尺寸為4.5m×2.0m×5.5m（地面以上2.0m），有效水深5.0m。設置2臺射流循環泵，Q=250m3/h，H=13m，P=18.5kW，1用1備；5套HJJET-50型射流曝氣器；2臺曝氣風機，Q=5.6m3/min，H=5m，P=11kW，與B段好氧池共用，1用1備。
高負荷好氧池設計去除COD容積負荷為5.0kg/（m3·d），其中吸附反應段HRT=6h，污泥再生段HRT=4h。曝氣池（含強化再生與吸附段）MLSS為5000mg/L。
（4）中間沉淀池。鋼砼結構，尺寸為4.5m×3.1m×5.5m（地面以上2.0m），有效水深4.8m，中沉池中心倒流筒和出水堰均采用非標設計。中間沉淀池設計表面負荷0.9m3/（m2·h）。
（5）B段好氧池。3座，鋼砼結構，尺寸為9.0m×3.5m×5.5m（地面以上2.0m），有效水深4.7m。設置2臺射流循環泵，Q=150m3/h，H=14m，P=11kW，1用1備；6套HJ-JET-25射流曝氣器，曝氣風機與高負荷好氧池共用。
B段好氧池設計去除COD容積負荷為0.8kg/（m3·d），曝氣池MLSS為4000mg/L。
（6）二沉池。鋼砼結構，尺寸為5.5m×5.5m×5.5m（地面以上2.0m），有效水深4.6m，二沉池中心倒流筒和出水堰均采用非標設計，二沉池設計表面負荷為0.42m3/（m2·h）。
5運行結果
工程調試接種污泥來自該工廠老廢水處理廠接觸氧化池污泥，A段B段同時調試，采用連續進水法，逐步提高進水流量，整個調試工作持續約40d，由于進水濃度比設計值低（調節池出水COD為500~900mg/L，低于設計值的1200mg/L），整個工程調試運行效果比較理想，出水水質完全達標排放。通過對A段回流污泥的強化再生，A段對COD的去除率基本能達到70%以上，明顯高于傳統AB法A段的去除率，中間沉淀池的出水COD在150~250mg/L，平均200mg/L，大大減輕了B段好氧段的運行負荷。二沉池出水COD也達到了一個較低值，為40~80mg/L，主要是因為A段活性污泥中的細菌及其胞外酶加速了大分子有機物的水解速度，從而提高了進入B段廢水的可生化性，從而使B段世代期長的真核微生物能徹底分解廢水中的有機物質。
該工程正式投產以后，正常運行廢水通過管道進入集水井，另外每天會有事故來水，事故來水流量為10~15m3/h，每次2~3h。參考了老廠的運行經驗，此次新建污水處理工程設有事故池，并將調節池停留時間增至48h，降低了瞬時進入污水處理系統的COD。針對工程水質波動較大，生化池采用射流曝氣的方式，進水與池內混合液瞬時混合，提高了A段和B段好氧池的抗沖擊負荷能力，有效地避免了沖擊負荷對整個系統運行效果的影響，保證系統出水水質。
6結論
（1）A段回流污泥的強化再生，提高了AB法的有機物去除能力，COD達到1000mg/L時采用AB法處理后亦能達標排放。
（2）A段的強化再生不僅提高了整個系統運行的安全可靠性，保證系統的出水水質，其較好的泥水分離性也減輕了沉淀池的運行負荷。
（3）AB法不僅可用于處理廢水量大的城市污水，也可用于小規模的工業廢水處理，從實際工程運行情況看，運行情況良好。
（4）本工程好氧段采用射流曝氣工藝，其氧氣利用率高、抗沖擊負荷能力強、固液分離效果好、剩余污泥產量少、基建費用低，具有明顯的節能效果。
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