清涼飲料屬于碳酸飲料，是將水進行活性炭過濾及脫氣處理后加入二氧化碳、糖漿、香料及色料制成的，其廢水主要來自洗瓶工段及設(shè)備容器的沖洗過程。

長春百事可樂飲料有限公司主要生產(chǎn)清涼飲料，其在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定量的廢水，若直接排放，會對環(huán)境造成污染。廠區(qū)內(nèi)現(xiàn)有1 套運行將近十年的污水處理系統(tǒng)，但是由于工藝設(shè)計落后，設(shè)備性能大幅度下降，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有生產(chǎn)需要，系統(tǒng)出水無法達到當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的要求，為此廠家委托天津職業(yè)大學(xué)和康生環(huán)保有限公司設(shè)計了新的廢水處理系統(tǒng)工程，其核心是厭氧AnaEG反應(yīng)器處理系統(tǒng)。

AnaEG反應(yīng)器是20 世紀(jì)90 年代初由上海交通大學(xué)在升流式厭氧污泥床（UASB）和膨脹顆粒污泥床（EGSB）反應(yīng)器的整體優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)上研究開發(fā)的。AnaEG反應(yīng)器中顆粒污泥呈膨脹懸浮狀態(tài)，污泥質(zhì)量濃度可達50~65 kg/m3，與污水 可高效接觸、混合，能夠承受的進水COD 可達30~70 g/L。顆粒污泥具有良好的沉降性，使得反應(yīng)器具有較高的水力上升速度，水力攪拌力度加強，故顆粒污泥處于膨脹狀態(tài)，與廢水中的有機物接觸更加充分，從而傳質(zhì)效率高，有機物去除率高。較高的水力上升流速，使得反應(yīng)器的水力停留時間大大縮短，從而大大縮小了反應(yīng)器容積，COD 容積負荷提高，可達25kg/（m3·d）以上。廢水由反應(yīng)器的底部均勻進入，在水流向上均勻流動的過程中有機物得到降解，最后經(jīng)過三相分離器進行氣—固—液分離后，沼氣由氣室收集，污泥由沉淀區(qū)沉淀后自行返回反應(yīng)區(qū)。AnaEG反應(yīng)器的出水依靠重力流入好氧生物接觸反應(yīng)池，進入后續(xù)的好氧處理階段。

1 廢水水質(zhì)水量
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本工程項目是長春百事可樂飲料有限公司廢水處理系統(tǒng)工程，其廢水主要來自洗瓶工段及設(shè)備容器的沖洗過程。廢水總流量為1 500 m3/d，其COD 為3 000 mg/L，SS 為200 mg/L，pH 為8.0~12.0。經(jīng)過該廢水工程處理后，出水可達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）要求，即COD≤100 mg/L，SS≤70mg/L，pH 為6.0~9.0。

2 工藝流程
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采用圖 1 所示工藝流程。

?3 工藝設(shè)計與主要構(gòu)筑物
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（1）AnaEG反應(yīng)器，1 套，尺寸為D 9 m×15 m，有效體積750 m3，停留時間12 h，其結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。

?由于廢水進水污染物濃度較高，不適合直接采用好氧生物技術(shù)進行處理，因此選用了厭氧處理裝置———膨脹式顆?；勰啻玻ˋnaEG）反應(yīng)器進行處理，該裝置可去除廢水中的高濃度有機物，并將其轉(zhuǎn)化為沼氣，其中總有機物去除率高達80%以上，被去除的有機污染物的80%轉(zhuǎn)化為沼氣，20%用于形成新的厭氧污泥。

（2）格柵池，1 座，尺寸為2 m×2.5 m×1 m。為防止廢水中顆粒物進入處理系統(tǒng)而引起管道和泵堵塞，車間里的所有廢水首先流至格柵池以去除水中的顆粒雜質(zhì)，格柵攔污池內(nèi)設(shè)置有1 臺機械格柵機和1 臺人工格柵。格柵可有效地自動將原廢水中大于5 mm 的顆粒去除掉。格柵的啟停由設(shè)在格柵池中的液位計自動控制。經(jīng)格柵除污機阻擋的粗顆粒物裝入塑料袋后運至垃圾箱。

（3）集水池，1 座，尺寸為6 m×3 m×3 m，廢水深度2 m，有效體積36 m3，停留時間0.5 h。由于生產(chǎn)車間的排水管線到達污水處理站的標(biāo)高已經(jīng)達到-2.0 m，考慮到后續(xù)土建處理構(gòu)筑物的施工及投資，所以設(shè)置了這個集水池，在集水池內(nèi)設(shè)置提升水泵，將廢水提升輸送到后續(xù)各個處理構(gòu)筑物。

（4）儲液池，1 座，尺寸為5 m×5 m×5 m，廢水深度4 m，有效體積100 m3。由于生產(chǎn)車間不定期排放含有酸性、堿性或消毒劑的廢水，如果直接排放到處理系統(tǒng)中會對系統(tǒng)造成很大的損害，如腐蝕設(shè)備及構(gòu)筑物、抑制微生物的生長并致其死亡；在進水管道處設(shè)置在線監(jiān)測傳感器，待有此類廢水排放時，自動控制管道上的閥門使此類廢水進入儲液池中儲存，然后少量均勻地排入處理系統(tǒng)處理，可以保證污水處理系統(tǒng)的正常運行。

（5）調(diào)均池，1 座，尺寸為14 m×10 m×5 m，廢水深度4 m，有效體積560 m3，停留時間10 h。調(diào)均池是設(shè)在廢水進入處理系統(tǒng)之前的構(gòu)筑物，主要是為了解決水量、水質(zhì)不均勻而對處理設(shè)施所造成的不利影響，起到將原水水質(zhì)均一化的作用。在調(diào)勻池內(nèi)設(shè)有1 用1 備的潛水泵2 臺，承擔(dān)著輸送廢水的任務(wù)，它的起動停止由設(shè)在調(diào)均池內(nèi)的液位計自動控制。池底布置有均勻的不堵塞空氣擴散器，它的主要功用是對廢水進行預(yù)曝氣，同時強烈的氣水混合攪拌幫助了廢水均質(zhì)過程，又避免固體雜質(zhì)的沉淀。

（6）中和池，1 座，尺寸為3 m×3 m×5 m，廢水深度4 m，有效體積36 m3，停留時間0.6 h。當(dāng)廢水pH＞9 時，若進入生物系統(tǒng)會對微生物產(chǎn)生抑制作用，所以根據(jù)水質(zhì)和在線pH 測量儀控制自動加入適量的酸，調(diào)節(jié)廢水pH 以適合進入?yún)捬醴磻?yīng)器。

（7）調(diào)配池，1 座，尺寸為2.5 m×4.0 m×5.0 m，廢水深度4 m，有效體積40 m3，停留時間0.6 h。中和池內(nèi)廢水靠重力流入調(diào)配池，利用蒸汽作為熱源進行加熱，在調(diào)配池內(nèi)設(shè)有廢水加熱裝置，調(diào)節(jié)廢水溫度以滿足厭氧反應(yīng)器的要求。

廢水經(jīng)過在調(diào)配池內(nèi)的調(diào)整，由污水提升泵輸送到AnaEG反應(yīng)器中進行厭氧處理。并且在此池中投加一定的營養(yǎng)物質(zhì)以馴化、培養(yǎng)厭氧顆粒污泥。

（8）曝氣池，1 座，尺寸為15 m×10 m×5 m，廢水深度4 m，有效體積600 m3，停留時間10 h。由于廢水進水污染物濃度較高，水量較大，出水水質(zhì)要求高，故采用高效的復(fù)合接觸氧化池進行好氧處理，生物填料為微生物的生長提供良好載體，保證出水水質(zhì)。同時懸浮在水池中的微生物也對有機物進行氧化與分解。

廢水在曝氣池內(nèi)通過好氧微生物分解有機物質(zhì)。在接觸氧化池底部均勻安裝有足夠數(shù)量的不堵塞型空氣曝氣器，壓縮空氣經(jīng)空氣曝氣器不斷地向廢水提供氧氣，以確保廢水中的生物氧化反應(yīng)所需的氧氣量。每組空氣擴散器前均設(shè)有調(diào)節(jié)閥。

（9）沉淀池，3 座，每座尺寸均為5 m×3 m×5 m，廢水深度4 m，有效體積60 m3。曝氣池的出水直接流入沉淀池，沉淀池采用高效斜板沉淀形式，主要功用是使泥水得到充分分離，污泥沉積在底部，上清液溢流至出水池。沉積在底部的污泥經(jīng)常性地由泵打到曝氣池中保持其始終擁有足夠的活性污泥數(shù)量或?qū)⑹Ｓ嗟奈勰嗨腿胛勰酀饪s池，以保持良好的沉淀效果。

斜板沉淀池是內(nèi)裝置許多間隔較小的平行傾斜板的沉淀池，其特點是沉淀效率高、池子容積小和占地面積少等。在增加許多平行斜板后，加大了水池過水?dāng)嗝娴臐裰?，同時減小水力半徑，為此在同樣的水平流速時，可以大大降低雷諾數(shù)，從而減少水的紊動，促進沉淀；加設(shè)斜板，使顆粒沉淀距離縮短，減少了沉淀時間。

（10）污泥井，3 座，每座尺寸均為1 m×2 m×5 m，污泥深度4 m，有效體積8 m3。沉淀池污泥靜壓匯聚于此池，通過PLC 控制經(jīng)由污泥泵排入各構(gòu)筑物。

（11）出水池，1 座，尺寸為2.5 m×4.0 m×5.0 m，廢水深度4 m，有效體積40 m3。處理后的污水匯聚于此，備用或排放。

（12）污泥濃縮池，1 座，尺寸為4 m×4 m×5 m，廢水深度4 m，有效體積64 m3。剩余污泥和混凝沉淀物匯聚于此進行重力濃縮，經(jīng)濃縮后的污泥通過泥泵輸送到污泥池，上清液直接排放或流入調(diào)均池處理。

（13）集泥池，1 座，尺寸為5 m×9 m×3 m，廢水深度2 m，有效體積90 m3?；炷恋砦锛盀V罐反洗水重力自然流入此池，通過PLC 控制自動用泵打入污泥濃縮池處理。

4 工程實施
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本工程在長春百事可樂飲料有限公司得到順利實施，該廠廢水經(jīng)過處理后出水符合當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的相關(guān)要求，出水中COD≤100 mg/L、SS ≤70 mg/L、pH 6.0~9.0。每年減少COD 排放量1 522.5 t，每年減少BOD5排放量6 300 t。

此外，本廢水處理站每天產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)沼氣量為1 440 m3，其中沼氣的甲烷體積分?jǐn)?shù)為60%~70%，每年沼氣銷售收入約為25.2 萬元。

污水處理站直接運行費用包括人員工資、藥劑費、電費。污水處理站定員4 人，全年運行350 d。人員工資按人均1.2 萬元/a 計，則折合成噸水費用為12 000×4/（1 500×350）=0.09 元。

污水處理站總裝機容量約為145.80 kW，實際運行功率約為92.65 kW，每天用電量為1 228.14kW·h 。當(dāng)?shù)仉娰M0.6 元/（kW·h），則折合成噸水費用為1 228.14×0.6/1 500=0.49 元。

處理每噸水的藥劑費約為0.24 元。.

由此可知，處理1 t 廢水成本為0.09+0.49+0.24=0.82 元。

5 前景展望
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隨著清涼飲料需求的增加，因生產(chǎn)清涼飲料而產(chǎn)生的工業(yè)廢水也隨之劇增，直接排放必然嚴(yán)重污染環(huán)境。本設(shè)計針對飲料廢水特點，采用厭氧AnaEG反應(yīng)器的處理系統(tǒng)，被處理掉的有機物90%以上轉(zhuǎn)化為可作為燃料利用的沼氣，不但具有環(huán)境效益，同時具有明顯的經(jīng)濟效益，具有較好的推廣應(yīng)用價值。