飲料廢水主要污染物為COD。根據飲料品種的不同，飲料廢水有機物濃度可分為高濃度、中濃度和低濃度，如乳品飲料廢水COD較高， 無酸碳酸飲料廢水COD中等，茶飲料COD較低。飲料廢水屬于生化性較好的廢水。

主要控制參數為：
ICEAS法是一種近年來被廣為采用的高效水處理方法，它和傳統(tǒng)的活性污泥法的區(qū)別在于它集曝氣池和沉淀池為一體，處理呈間隙性循環(huán)狀態(tài)，是一種改良的SBR法。采用ICEAS法處理 飲料生產廢水，它使廢水中COD和BOD的去除率達90%以上。其工藝具有四個特點：一是連續(xù)進水間隙出水的改良批式處理系統(tǒng)；二是反應池和沉淀池合二為一，降低了土建費用；三是在沉淀和出水階段，活性污泥處于內源呼吸期，產泥效率低；四是在完全靜止的狀態(tài)下易于活性污泥沉降。
杭州市環(huán)境監(jiān)測中心對利用上述ICEAS法處理工藝的污水的監(jiān)測結果表明：COD進水濃度為1820mg/L，出水為93.4mg/L，去除率為94.9%；BOD進水濃度為644mg/L，出水為44.4mg/L，去除率為93.1%。
ICEAS法處理某公司飲料生產污水，處理設施的土建費用320萬，設備費190萬，其他費用14萬。運行費用1.435元/M3，去除1kgCOD需要0.915元。雖然該方法的土建費用、運行費用相對偏高，但該處理方法的設施自動化程度高，操作簡單，整個系統(tǒng)占地面積小，運行穩(wěn)定，基本無臭氣，只要保證運行時有充足的營養(yǎng)物，就不會發(fā)生污泥膨脹現象。因此仍不失為一種好的處理方法。ICEAS法作為一種改良的活性污泥法，也可以應用于其他生物化學污水處理。

                           表1 　水質指標及其排放標準mg/ L (p H 除外)

2 飲料廢水處理方案：工藝流程 處理廢水采用厭氧+ 好氧系統(tǒng)去除廢水中的有機物,處理工藝流程見圖1 。

飲料廠生產廢水從車間中排出后排入調節(jié)池,然后,廢水經過一個水力式固液分離機隔除大部分廢水中的懸浮固體。從調節(jié)池中廢水由泵流至酸化池及上流式厭氧污泥床反應器中(UASB) 。其流量是由微機控制。有機物首先分解為有機酸,然后分解為甲烷和二氧化碳。在反應器頂部設置有一系列的三相分離器,將甲烷氣,污泥和處理后廢水有效地分開。此三相分離器能有效地截留全部有用的甲烷。收集后的甲烷氣可作為鍋爐燃料,在系統(tǒng)中,也設有燃燒器用來處理不被利用的甲烷氣。厭氧后的廢水由一個傳統(tǒng)的活性污泥處理系統(tǒng)作最后處理,將COD 降至20mg/ L 。處理后的廢水排放至水道中。 

3 飲料廢水處理方案：基礎構筑物 

3.1 調節(jié)池常用的調節(jié)池,進水為重力流,出水用水泵抽升,另外,對高堿度的間歇排放液應分開貯存后,再定量地排進調節(jié)池,以減少p H 調節(jié)所需的藥品。 

3.2 酸化池主要由產酸細菌將各種復雜的大分子有機物水解、酸化為小分子脂肪酸、醇、醛、氫等物質。酸化池容積500 m3 ,為混凝土結構,尺寸:長×寬×深= 1318 m ×713 m ×515 m;水力停留時間6h ,容積負荷25～50 kg/ (m31 d) ;攪拌器功率3kW(610 W/ m3 ) 。 

3.3 上流式厭氧污泥床反應器(UASB) 升流式厭氧污泥床式集生物反應與沉淀于一體,是一種結構緊湊的厭氧反應器。它主要由進水配水系統(tǒng)、反應區(qū)、三相分離器、氣室(也稱集氣罩) 、處理水排出系統(tǒng)5 部分組成。與其他類型的厭氧反應器相比,上流式厭氧污泥床具有一系列的優(yōu)點,其中包括: (1) 污泥床內生物量多,折合濃度計算可達20～30 g/ L ; (2) 容積負荷率高,在中溫發(fā)酵條件下,一般可達10 kg/ (m3 ?d) 左右,甚至能夠高達15～40 kg/ (m3 ?d) ,廢水在反應器內的水力停留時間較短,因此所需池容大大縮小; (3)設備簡單,運行方便,勿需設沉淀池和污泥回流裝置,不需充填填料,也不需在反應區(qū)內設機械攪拌裝置,造價相對較低,便于管理,而且不存在堵塞現象。設計COD 容積負荷6 kg/ (m3 ?d) ,UASB 反應池容積667 m3 。設計厭氧處理后去除率達到90 % ,即處理后的COD 濃度為200 mg/ L , BOD 濃度為135mg/ L ,污泥產生量為0104 kg/ kg ,因此總的污泥產量為144 kg/ d。產生的生物氣大約為1440 m3 / d(內含75 %甲烷) 

3.4 活性污泥好氧系統(tǒng)經過厭氧系統(tǒng)處理后,污水去除80 %～90 %有機物,為確?？蛇_國家一級排放標準,厭氧后的污水由一個傳統(tǒng)的活性污泥處理系統(tǒng)作最后處理,將COD 降至20 mg/ L 左右。活性污泥系統(tǒng)所產生的剩余污泥將回流到酸化池和其他污水一起送進厭氧系統(tǒng)消化。進水中所含BOD 270 kg/ d ,設計F/ M 比為013kg/ (kg ?d) ,MLVSS 的濃度為2250 mg/ L 。曝氣池的容積為400 m3 ,采用2 個曝氣池,需氧量為540 kg/d。曝氣頭選用標準傳氧速率(深412 m) 為50186 g/(m3 ?m) 曝氣頭,按8 m3 / ( h ?m) 來算所需曝氣頭的數量為56 m。為了保險起見選用80 個曝氣頭。曝氣所需空氣量為44204 m3 / h ,這樣選取2 臺240 m3 / h(515 kW) 的鼓風機。剩余污泥量為55 kg/ d ,污泥含水率為9912 %。 

3.5 沉淀池按流量為2000 m3 / d ,表面負荷為110 m3 / (m2 ?h) ,中心管流速為108 m/ h 來計算, 中心管面積為0177 m2 ,沉淀部分有效斷面積為8313 m2 ,沉淀池的直徑為1013 m。 

4 飲料廢水處理方案：系統(tǒng)特點 

4.1 厭氧工藝出水部分回流酸化器出水VFA 濃度高,堿度和p H 較低,而產甲烷菌適宜生長于p H 為中性或略偏堿性的環(huán)境中。如果產酸器出水直接進入產甲烷器,產甲烷器中的產甲烷菌難以獲得最佳生長條件,反應器的處理效率也必然受到影響。故將p H 和堿度都較高的產甲烷器出水部分回流,與酸化器出水混合后,再進入產甲烷器是一種經濟的操作方法。 具體參見更多相關技術文檔。

4.2 活性污泥系統(tǒng)三組并列設計可提供最大的操作自由度,以方便操作員按現場條件調校最合適的操作模式。在系統(tǒng)中,剩余污泥可被泵送至酸化池和污水一起進入UASB 中被消化,UASB 只需要每年排一次污泥,污泥穩(wěn)定,其含水率大約在85 %～90 % ,因此直接可以把它進行堆肥,不需要在系統(tǒng)中加入污泥脫水設備。污泥可貯存較長時期,以便用作其他系統(tǒng)調試時使用。 

4.3 進流水加熱(冬季使用) 冬季最低污水溫度為10 ℃,而厭氧池操作的最低溫度為24 ℃,因此要在系統(tǒng)中加進一臺廢熱回收系統(tǒng),使厭氧后污水升溫,設計蒸氣需求量為1290 kg/ h。 

5 飲料廢水處理方案：技術分析傳統(tǒng)上,好氧系統(tǒng)長被用作處理飲料廠污水,但在實際處理中,好氧系統(tǒng)會出現以下情況: (1) 不能適應污水濃度及水力波動,好氧細菌要在很穩(wěn)定的環(huán)境下工作(需要很大的調節(jié)池,約24～48 h 流量) ; (2) 在處理高碳水化合物污水時,容易產生絲狀菌,絲狀菌是污泥膨脹的主要原因; (3) 耗氧細菌是由多種不同的微生物所組成,其組成按操作環(huán)境而改變,需要對各種微生物有足夠了解; (4) 供氧系統(tǒng)維修困難,鼓風機和曝氣頭需要經常維修; (5) 要保持一定的溶解度(2 mg/ L 左右) ,不能太高和太低。目前,厭氧生化系統(tǒng)彌補了好氧系統(tǒng)的許多問題: (1) 低過剩污泥生產(0105 kg/ kg 去除) ,是活性污泥法的1/ 3～1/ 5 ,低營養(yǎng)資源需求(500 ∶5 ∶1～1000 ∶5 ∶1) ,是耗氧系統(tǒng)的1/ 5～1/ 10 ; (2) 不需要充氧系統(tǒng),從而降低能源消耗(約需20 %耗氧系統(tǒng)的能源) ; (3) 產生可用的甲烷氣(0135 m3 / kg 去除) ; (4) 厭氧系統(tǒng)可間歇性操作(最長可達12～19 月停止操作) 而對厭氧細菌不會有不良影響,同時只需1～3 d 便可回復正常操作; (5) 在操作良好的情況下,其厭氧細菌量可達1 %～3 %; (6) 高處理效果(COD 去除率可達90 %以上) ; ( 7) 操作穩(wěn)定可忍受尖峰負荷, p H 及溫度變化。 

6 飲料廢水處理方案：結論 (1) 該工藝設施處理飲料廢水能夠獲得較滿意的效果,尤其COD 和BOD5 的去除率均達到98 % ,出水完全滿足達標排放水質要求。 (2) UASB2好氧工藝運行費用較傳統(tǒng)好氧工藝有一定減少,降低了水處理成本。 (3) UASB2好氧工藝抗沖擊負荷能力強,可有效緩沖污水不穩(wěn)定負荷的沖擊,確保處理效果的穩(wěn)定,值得推廣。

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