谷物蛋白中含有人體所必需的氨基酸、組分齊全，屬于優質蛋白〔1〕。蘇州某公司以大豆、玉米、大米、小麥等常規農作物為主要原料，采用酸堿生產法并配以專利技術生產質優價廉的谷物蛋白。在谷物蛋白生產過程中，堿溶、酸沉、分離、清洗等工序會產生一定量的廢水，廢水具有有機物濃度高、懸浮物量大的特點，同時其具有的氮磷等營養污染物直接排放必然會給當地水體造成巨大污染。在現有文獻資料中，尚缺乏對該類廢水處理工程的經驗總結，因此，根據實際情況對該廢水制定合理的處理流程，經精心施工和調試，最終達到良好的處理效果，為今后類似工程實踐提供參考依據。

1 工程概況
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該公司廢水總量為250 m3/d，出水水質要求達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）的一級標準。原水水質及排放標準如表 1所示。

2 工藝流程簡介
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由于谷物蛋白廢水含有較高的COD，且氨氮、有機氮濃度較高，因此要求工藝在能夠適應高濃度有機廢水的同時，應具有較好的脫氮功能。內循環厭氧反應器（IC）是第三代高效厭氧反應器，是目前處理高濃度有機廢水最主流的工藝之一，但其不具有明顯的脫氮功能，因此采用IC-A/O組合工藝對該谷物蛋白廢水進行處理。處理流程如圖 1所示。

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圖 1 廢水處理工藝流程

由圖 1可見，廢水通過集水井，去除較大雜質后進入調節池，在調節池中對廢水的水質水量進行調節，以保證后續構筑物的穩定運行。隨后將廢水泵入IC反應器處理大部分有機物質，同時，將廢水中的有機氮進行氨化反應轉化為氨氮，因此IC反應器出水中氨氮濃度升高。IC反應器出水進入中沉池，將不易沉淀的厭氧污泥沉淀后回流，防止前段工藝的處理效果波動對后續工藝造成沖擊。后續的A/O工藝繼續對廢水進行脫氮處理，同時也進一步對廢水中殘余的有機物進行降解，最終經沉淀池固液分離，出水達標排放，剩余污泥經壓濾后外運。

3 主要構筑物簡介
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（1）集水井。收集廢水，并通過內置格柵去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質和固體顆粒物質，保證后續處理構筑物的正常運行。設計尺寸1.8 m×1.1 m×2.7 m，體積 3 m3，1座，結構：鋼砼，半地上式。

（2）調節池。對車間來水進行水質、水量調節，確保后續流程穩定連續。設計尺寸7 m×8 m×2.7 m，體積113 m3，1座，停留時間10 h，結構：鋼砼，半地上式。

（3）IC反應器。在中溫條件下，進水從IC反應器底部進入第一反應器，與厭氧污泥均勻混合，大部分有機物被轉化為沼氣，產生的沼氣被第一厭氧反應室的集氣罩收集，沼氣沿著提升管上升，并將第一反應室的混合液提升至反應器頂部，經過氣液分離器，沼氣從導管排走，而泥水混合液又沿回流管返回第一反應室，與底部厭氧污泥充分混合，實現了混合液的內部循環，大大提高了生化反應速率和反應器去除有機物的能力〔3〕。沼氣經安全收集后，進入濕式氣柜調壓進入廠區鍋爐助燃。設計尺寸D 6 m×18 m，體積500 m3，1座，組成：進水布水系統、內部配件、出水系統，運行溫度34~38 ℃，停留時間43 h，容積負荷6.7 kg/（m3·d），去除率＞85%，進水水質：COD ＜12 000 mg/L，n（COD）∶n（N）∶n（P）=（300～500）∶5∶1，水溫34～38 ℃，pH 6～8。塔體：碳鋼結構，除銹，內6101環氧樹脂防腐，外防銹并保溫，保溫巖棉100 mm厚，外包彩鋼板，彩鋼板厚度0.5 mm；布水系統：不銹鋼結構，組合布水器，專利產品（ZL200420109187.0）；出水系統：活動出水堰，碳鋼+不銹鋼制作，噴砂除銹，6101環氧樹脂防腐。

（4）中沉池。選擇高效厭氧反應器出水攜帶出來的污泥，活性良好的污泥回流至厭氧反應器內，保證其內的微生物量，同時減輕后續好氧生物處理的負擔。設計尺寸D 2.8 m×4.2 m。體積25 m3，2座，表面負荷1.7 m3/（m2·h），結構：碳鋼，地上結構。

（5）A/O池。對中沉池出水進行進一步處理，去除其未降解的有機污染物。設置缺氧、好氧區，實現脫氮效果。設計尺寸9.5 m×7 m×5 m，1座，總體積250 m3，HRT為24 h，容積負荷約2.0 kg/（m3·d），去除率＞80%，缺氧區體積60 m3，停留時間6 h，好氧區體積190 m3，停留時間18 h，結構：鋼砼，半地上式。配套曝氣風機風量3.3 m3/min，功率5.5 kW，2臺，1用1備。

（6）澄清池。截留A/O池出水攜帶的SS，污泥回流至好氧池內，保證好氧微生物量。設計尺寸5 m×3.5 m×5 m，1座，體積60 m3，HRT為4 h。表面負荷1.5 m3/（m2·h）。結構：鋼砼，半地上式。

（7）污泥池。儲存澄清池排放的剩余污泥，在此進行濃縮，后進入板框壓濾機進行污泥脫水。設計尺寸5 m×3.5 m×4 m，1座，體積48 m3，結構：鋼砼，半地上式。好氧系統每天產生絕干污泥約150 kg，折合含水率80%的濕污泥約0.75 m3。剩余污泥采用一臺壓濾面積為40 m2的板框壓濾機壓濾后外運。

4 調試及運行
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IC反應器的接種污泥取自蘇州某污水廠消化污泥，共60 m3，分3次投加，每次投加20 m3。由于廢水溫度常年穩定在（40±2） ℃左右，故調節池出水無需進行加熱，直接進入IC反應器。反應器啟動負荷為0.5 kg/（m3·d），觀測出水揮發性脂肪酸VFA，pH和COD去除率的變化，在pH穩定于7~8，VFA小于2.5 mmol/L，出水COD去除率大于75%時，逐步提高進水負荷。歷經85 d的調試，厭氧反應器已基本穩定運行，容積負荷穩定在4 kg/（m3·d）以上，出水各項指標均正常。調試過程中IC反應器進出水水質變化情況如圖 2所示。

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圖 2 IC反應器調試階段水質監測數據

由圖 2可見，在1~25 d，污泥處于馴化期，進水量為50 m3/d，負荷控制在1 kg/（m3·d） 以下，此階段出水COD波動很大，去除效率不穩定。25 d以后去除率趨于平穩，進水負荷由1 kg/（m3·d） 開始，每次0.5 kg/（m3·d） 負荷提升，提升周期不固定，經過50多天的運行，容積負荷可以穩定在4 kg/（m3·d）以上，去除率穩定在90%左右。

由于厭氧出水具有穩定的pH和較高的堿度，通常在3~5 mmol/L，且廢水具有合適的n（C）∶n（N）∶n（P），因此，保證A/O工藝充足的曝氣量和較高的回流比是系統去除殘余COD及脫氮的重點。采用調節風機曝氣量的方式，將O池末端出水處溶解氧（DO）值保持在2 mg/L左右，采用內回流比為350%。

5 調試結果
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經過三個多月的調試，整個廢水處理工藝進入穩定運行階段并通過當地環保部門驗收檢驗，運行效果如表 2所示。

整個工藝流程設計緊湊，自動化程度高，占地面積省，處理效果穩定優異，噸水處理費用約為0.8元，運行費用低。.

6 結論
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（1）針對谷物蛋白廢水特點及現場實際情況，制定IC-A/O組合工藝流程對廢水進行處理，取得了良好的處理效果，工藝流程短，自動化程度高，運行穩定。

（2）在中溫、4 kg/（m3·d）的容積負荷條件下，IC厭氧反應器對谷物蛋白廢水的COD去除率達到85%以上，產生的沼氣供廠區鍋爐助燃，回收熱值。A/O系統對厭氧出水COD和氨氮的去除率分別達到87%和90%以上。

（3）IC-A/O組合工藝處理谷物蛋白廢水能夠保證廢水穩定達標排放，出水可達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）一級標準，具有明顯的經濟效益、社會效益和環境效益。