江苏省南通市某冷饮厂废水为反应釜冲洗水和部分生活废水，主要污染物有油脂、糖、奶、面粉等物质，为高浓度有机废水，主要污染物指标为：CODCr 4000～6000 mg/L；BOD5 3000～5000 mg/L；pH 5～7，具有漂浮物多、浓度高、易酸化等特点，废水日排放量约为400 m3/d，对收纳水体的水质影响较大。根据环保部门要求，废水经过处理后应符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中规定的Ⅲ级排放标准。
1 工艺确定
1.1 工艺分析
(1)废水中的油脂类物质对生化处理有一定的影响，表现为：①容易漂浮的油脂使菌体难以长时间保留；②脂类降解产生的LCFA对厌氧微生物有严重的抑制。因此首先需要选择气浮工艺去除废水中的油脂。
(2)UASB反应器内可形成大量颗粒污泥，生物含量高、沉降性良好，COD去除率高，满足高负荷处理要求，处理冷饮废水时容积负荷可达到10 kgCOD/(m3·d)以上。
(3)单纯地利用厌氧工艺不易实现废水的达标排放，因此采用接触氧化法来加强整套工艺的处理能力。接触氧化采用生物膜处理技术，能有效减少菌种流失，节省了污泥回流设施的投资。
1.2 工艺流程
根据上述分析，该冷饮废水可采用气浮－UASB－好氧工艺来处理，工艺流程图如图1 所示。
图1 工艺流程
Fig.1 Technological Process
2 设计说明
2.1 调节池
调节池构造尺寸为(长)12 m×(宽)6 m×(高)3.2 m，地下部分3m，有效容积180 m3，停留时间为11 h，调节池进水端设置隔油池。
2.2 气浮池
气浮池购买山东某企业生产的成套装置，钢结构。构造尺寸为(长)4.5×(宽)2 m×(高)3 m，回流比1∶3，进水前端设置加药装置。
2.3 UASB 池
UASB 池构造尺寸为(长)9 m×(宽)9 m×(高)7 m，地下部分2.5 m，有效容积520 m3，停留时间为28 h，设计容积负荷为3.8kgCOD/(m3·d)
2.4 接触氧化池
接触氧化池构造尺寸为(长)7 m×(宽)3 m×(高)5.5 m，地下部分2.5 m，共两座，有效容积210 m3，停留时间为13 h，设计容积负荷为1.5 kg COD/(m3·d)，曝气采用旋混式曝气器，控制气水比在15∶1。
2.5 二沉池
二沉池采用平流式结构，构造尺寸为(长)7 m×(宽)3 m×(高)5.5m，地下部分2.5 m，表面负荷0.8 m3/(m2·h)。底部设置3 格泥斗，泥斗高1.8 m。
3 启动及运行效果
3.1 UASB 工艺的启动
第一阶段：从附近污水处理厂购买厌氧污泥，按20 kg·VSS/m3浓度向池内植入种泥。同时向池中注入稀释过的废水，保持COD浓度在450 mg/L 以下。严格控制反应器内温度5～20 ℃，出水pH6.8～7.2。
第二阶段：反应器的容积负荷由0.1 kg COD/(m3·d)开始内循环运行，以5 d 为一个周期，历经八个周期后，运行负荷逐步提升到2 kgCOD/(m3·d)。控制出水VFA＜3 mmol/L，VFA/ALK＜0.3。
第三阶段：反应器容积负荷由2 kg COD/(m3·d)开始，每次0.1kg COD/(m3·d)有机负荷提升，提升周期不固定。经过50 d 时间的运行，基本达到3.5 kg COD/(m3·d)以上，满足设计要求，启动完成。
3.2 接触氧化工艺的启动
第一阶段：利用附近污水处理厂二沉池排出的好氧污泥，植入浓度为10 kg·VSS/m3。同时向池中注入稀释过的废水，保持COD 浓度在400 mg/L 左右，闷曝5 d。
第二阶段：连续曝气，每隔1 h泵入1 h污水(约15 m3)，并逐步缩短间隔，延长进水时间，运行30 d 后，填料上的生物膜变得滑腻肥厚，处理效率达到设计标准，启动完成。
3.3 运行效果
整套处理设施于2007 年4 月完成启动，投入运行，5 月份生产进入高峰期，废水水量水质均达到设计标准，部分数据如表1所示。
表1 各单元COD 监测数据
Tab.1 The monitor data of each Unit’s COD
从表中的监测数据可以看出，在运行初期，由于COD 负荷突然加大，UASB 和接触氧化处理单元的去除率有少许下降，但是并没有发生污泥膨胀等问题，说明系统耐冲击负荷能力较强。正常运行后，气浮去除效率在20 %上下浮动，这跟废水中悬浮成份的含量有一定关系。UASB 去除效率维持在80 %左右，处理效率比较平稳。接触氧化平均去除率为71.2 %，有足够空间确保废水达标排放。。
4 结语
气浮池有效去除废水中的油脂成份，确保后续生物处理稳定、高效运行；UASB－接触氧化工艺相结合，能保持微生物良好的代谢平衡，大大提高了单个处理系统的抗冲击负荷能力。在两年多的运行过程中，该套处理设施对冷饮废水处理效果明显，能平稳保持较高的COD 负荷，出水水质稳定达标。整套装置运行费用低，不计设施折旧率，废水直接运行费用仅为0.6 元/t。
