饮料废水AB法A段强化再生处理技术
AB法即吸附（A）-生物降解（B）工艺，是20世纪70年代中期在传统两段活性污泥法（Z-A法）和高负荷活性污泥法基础上开发的一种新工艺，属超高负荷活性污泥法，由A段和B段二级活性污泥系统串联组成，分别有独立的污泥回流系统，各自拥有独特的微生物群体。AB法最突出的优点是A段负荷高，抗冲击负荷能力强，特别适用于处理水质变化大、有机污染物浓度较高的污水〔1〕。A段通常为微氧环境（溶解氧为0.5~0.7mg/L），以高负荷、短泥龄的参数运行，主要是通过吸附、吸收、氧化等方式去除有机物。B段去除有机污染物的机理与普通活性污泥法基本一致，以低负荷、长泥龄的参数运行，对有机物以吸收、氧化为主，剩余污泥量很少。其中A段对有机物的去除起着关键作用，提高A段有机物去除能力是提升系统处理能力的关键，并为B段进一步去除有机物创造条件〔2〕。
1工程介绍
某饮料公司是一家以生产饮料为主的企业，新的生产线投产后需进行配套的废水处理设施的建设，本期工程设计平均处理量为300m3/d，最大处理量为400m3/d，其进水COD为1200mg/L，BOD5为600mg/L，SS为300mg/L，pH5~10，要求出水水质达到《上海市污水综合排放标准》（DB31/199—1997）中二级排放标准。因饮料生产废水中含有较多的糖类、蛋白质等污染物，因此该废水有机物浓度高、可生化性较好（BOD/COD>0.4）。另外由于生产过程中的CIP清洗或生产事故时有高浓度生产污水进入处理系统，因此该系统水质水量波动较大，工程设计时要充分考虑系统的耐冲击能力。
2工艺选择
该企业老生产线配套的废水处理系统采用的是厌氧+接触氧化工艺，处理规模120m3/d，整体运行效果较好，但却存在如下几方面问题：冬季会出现出水水质波动情况；厌氧技术运行对技术人员要求较高，企业更偏向简单易操作的好氧技术；厌氧产生的少量沼气存在安全隐患。结合企业现有废水处理站运行经验及废水特点，废水中的有机物浓度偏高，若采用常规好氧处理，有机物难以达标排放；若采用厌氧-好氧处理，如一期工程虽可有效处理，但势必增加企业运行管理上的顾虑。
AB法成功处理有机废水在国内外屡有报道，成为本工程的可选工艺，由于进水COD达到1000mg/L以上，应用常规AB法亦存在风险。龙腾锐等〔3〕指出，A段活性污泥包含了大量的细菌及其胞外酶、渗透酶，可大大提高水解速度和小分子有机物输入细胞内的传递速度，使小分子有机物能迅速从菌体表面传递入菌体内而进行厌氧降解。如果对A段沉淀池的回流污泥进行强化再生，将回流污泥进行强制曝气充氧，使有机物在菌体内的厌氧降解转变成在菌体内的好氧内源代谢，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，即可提高有机物质在A段的去除率。同时强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离能力。因此可考虑对A段污泥进行强化再生，以提高A段废水中有机物的去除率并降低B段运行负荷，以满足废水达标排放的要求。
3工艺流程
确定该工程工艺主体采用AB法，其中中间沉淀池回流污泥首先进入再生段进行强制曝气充氧，使污泥微生物处于内源代谢期，此时，微生物具有较强的生物活性和吸附能力，再回流进入高负荷段吸附段与新鲜原污水进行混合，能够快速降低污水中的有机物，同时生物絮凝能力得以提升，泥水进入中沉池后又具有良好的沉淀分离能力。好氧池采用射流曝气法，其具有系统占地少、基建费用低、空气氧转化利用率高、容积负荷和污泥负荷高、固液分离效果好、剩余污泥量较少等优点。具体工艺流程如图1所示。
图1工艺流程
4主体构筑物设计
（1）调节池。钢砼结构，尺寸为9.0m×11.2m×6.5m（地面以上3.0m），有效水深6.0m，水力停留时间48h，搅拌功率按6W/m3取值，设置3台QJB1.5/6-260/3-980/c/s型潜水搅拌机。设1套应急加酸加碱计量系统（WA-400型），通过在线pH计监测pH变化。
（2）事故池。钢砼结构，尺寸为9.0m×2.8m×6.5m（地面以上3.0m），有效水深6.0m，内壁涂环氧树脂防腐。
（3）高负荷好氧池。钢砼结构，吸附反应段尺寸为4.5m×3.5m×5.5m（地面以上2.0m），有效水深5.0m，污泥再生段尺寸为4.5m×2.0m×5.5m（地面以上2.0m），有效水深5.0m。设置2台射流循环泵，Q=250m3/h，H=13m，P=18.5kW，1用1备；5套HJJET-50型射流曝气器；2台曝气风机，Q=5.6m3/min，H=5m，P=11kW，与B段好氧池共用，1用1备。
高负荷好氧池设计去除COD容积负荷为5.0kg/（m3·d），其中吸附反应段HRT=6h，污泥再生段HRT=4h。曝气池（含强化再生与吸附段）MLSS为5000mg/L。
（4）中间沉淀池。钢砼结构，尺寸为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标设计。中间沉淀池设计表面负荷0.9m3/（m2·h）。
（5）B段好氧池。3座，钢砼结构，尺寸为9.0m×3.5m×5.5m（地面以上2.0m），有效水深4.7m。设置2台射流循环泵，Q=150m3/h，H=14m，P=11kW，1用1备；6套HJ-JET-25射流曝气器，曝气风机与高负荷好氧池共用。
B段好氧池设计去除COD容积负荷为0.8kg/（m3·d），曝气池MLSS为4000mg/L。
（6）二沉池。钢砼结构，尺寸为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标设计，二沉池设计表面负荷为0.42m3/（m2·h）。
5运行结果
工程调试接种污泥来自该工厂老废水处理厂接触氧化池污泥，A段B段同时调试，采用连续进水法，逐步提高进水流量，整个调试工作持续约40d，由于进水浓度比设计值低（调节池出水COD为500~900mg/L，低于设计值的1200mg/L），整个工程调试运行效果比较理想，出水水质完全达标排放。通过对A段回流污泥的强化再生，A段对COD的去除率基本能达到70%以上，明显高于传统AB法A段的去除率，中间沉淀池的出水COD在150~250mg/L，平均200mg/L，大大减轻了B段好氧段的运行负荷。二沉池出水COD也达到了一个较低值，为40~80mg/L，主要是因为A段活性污泥中的细菌及其胞外酶加速了大分子有机物的水解速度，从而提高了进入B段废水的可生化性，从而使B段世代期长的真核微生物能彻底分解废水中的有机物质。
该工程正式投产以后，正常运行废水通过管道进入集水井，另外每天会有事故来水，事故来水流量为10~15m3/h，每次2~3h。参考了老厂的运行经验，此次新建污水处理工程设有事故池，并将调节池停留时间增至48h，降低了瞬时进入污水处理系统的COD。针对工程水质波动较大，生化池采用射流曝气的方式，进水与池内混合液瞬时混合，提高了A段和B段好氧池的抗冲击负荷能力，有效地避免了冲击负荷对整个系统运行效果的影响，保证系统出水水质。
6结论
（1）A段回流污泥的强化再生，提高了AB法的有机物去除能力，COD达到1000mg/L时采用AB法处理后亦能达标排放。
（2）A段的强化再生不仅提高了整个系统运行的安全可靠性，保证系统的出水水质，其较好的泥水分离性也减轻了沉淀池的运行负荷。
（3）AB法不仅可用于处理废水量大的城市污水，也可用于小规模的工业废水处理，从实际工程运行情况看，运行情况良好。
（4）本工程好氧段采用射流曝气工艺，其氧气利用率高、抗冲击负荷能力强、固液分离效果好、剩余污泥产量少、基建费用低，具有明显的节能效果。
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