潘建良，李道棠
（上海交通大學生命科學技術學院，上海 200030）

　　摘 要：大型超市污水的特點是有機物及含油量比一般生活污水要高出許多，而原有的污水處理設施按照民用建筑生活污水處理工程進行設計，其結果是處理水超標排放。對大型超市污水處理設施進行技術改造，其原則是充分利用原有污水處理構筑物，更新其工藝流程，使技術改造后的污水處理設施能夠正常運行。本文通過對大型超市污水處理設施的技術改造方法、工藝流程、設計參數等的介紹，以供有關建設及設計單位在大型超市污水處理設施的改造工程中予以參考。
　　關鍵詞：超市污水；污水處理；工藝流程；設計參數

　　隨著人們的生活水平的不斷提高，大型超市已被人們所接受。大型超市不僅有購物的功能，同時具有餐飲等功能，其熟食部、美食街、飯店等的廢水與一般的住宅生活污水有很大的差異。大型超市所排放的廢水中的COD_Cr、BOD₅、NH₃-N濃度以及動植物油均比較高。以往超市污水處理設施按照民用建筑生活污水處理工程進行設計，因此在實際運行過程中其處理水經常不能達標排放。
　　對大型超市污水處理設施進行技術改造，使之在改造后的污水處理設施能正常運行，最終目的使其出水達到排放標準。技術改造首先是從改變其工藝流程著手，選擇適合于超市廢水的工藝，能有效去除廢水中的有機物以及動植物油等。其二應當考慮充分利用原有污水處理設施中的構筑物以及相關的設備，以減少改建工程的投資費用。

1 原有超市污水處理設施的工藝流程、設計參數、運行狀況

1.1 原有超市污水處理設施工藝流程
　　原有超市污水處理工藝流程如圖1所示。

圖1 原有超市污水處理工藝流程圖

　　超市廢水經過集水井的格柵去除粗大顆粒后由潛污泵提升至調節池進行勻質勻量的調節，隨后由潛污泵提升至接觸氧化池進行生化處理，混合液自流至二沉池進行固液分離，上清液排放至城市雨水管網。二沉池內的污泥部分回流到接觸氧化池，剩余污泥由城市環衛車運至城市污水處理廠進行污泥處置。
1.2 原有超市污水處理設施設計參數
　　① 原有超市污水處理設施處理水質設計參數為：
　　原有超市污水處理設施設計污水水質是根據《民用建筑生活污水處理工程設計規定》（DBJ 08-71-98），經過污水處理后的處理水排放是根據《上海市污水綜合排放標準》（DB/199－1997）中的二級排放標準。原有超市污水處理設施設計進出水指標詳見表1所示：

表1 原有超市污水處理設施設計水指標

　　② 原有超市污水處理設施中處理構筑物設計參數選擇偏小，以至于在實際運行時往往達不到污水處理的要求。各構筑物設計參數詳見表2所示：

表2 原有超市污水處理構筑物設計參數

　　原有超市污水處理設施在設計時未將有關食品加工以及后來增加的餐飲廢水考慮在內，使實際運行時的廢水有機負荷要比設計的原有超市污水處理設施高出許多，給實際運行時帶來許多困難。
1.3 原有超市污水處理設施運行狀況
　　由于原有超市污水處理設施在設計時將超市廢水的有機負荷估計過低，并在污水處理構筑物選型時將接觸時間、停留時間設置較小，其結果使得超市污水處理不能達標排放。原有超市污水處理設施運行水質檢測結果詳見表3所示：

表3 污水處理設施運行水質檢測表

　　表3可知，超市進水有機負荷要比一般生活污水高出一倍，其出水中BOD₅ 和NH₃-N較大地超過排放標準。與此同時，由于污水處理設施供氧不足，使生化處理處于缺氧或厭氧狀態，污水處理設施臭味較大，給周圍環境造成二次污染。

2 超市污水處理設施改建的方法

2.1 大型超市廢水污染源的確定
　　在污水處理設施改建之前應對大型超市廢水的污染源進行調查。
　　超市廢水的污染源一般來自超市及停車場地的場地清洗廢水、餐飲及食品加工的含油廢水、廁所及盥洗室的生活污水、浴室的生活廢水。污染源的污染因子以及排放量所占的比例詳見表4所示：

表4 大型超市水污染源分布情況表

　　由表4可知，餐飲食品加工中的含油廢水以及廁所盥洗室的生活污廢水排放量占整個大型超市污水排放量的79.2%，是主要的水污染源。要使改建后的超市污水處理設施能達標排放，餐飲食品加工的含油廢水的處理是關鍵。表5是公共類生活污水與餐飲食品加工廢水的水質比較。

表5 公共類生活污水與餐飲食品加工廢水的水質比較表

　　由此可見，超市的污水處理設施改建的重點是去除餐飲食品加工廢水中的有機污染物。
2.2 大型超市污水處理設施技術改造的工藝選擇
　　大型超市污水處理設施技術改造的工藝選擇是確保污水處理達標排放的重要技術措施。其要求是：通過物化處理，使含油廢水中的油和COD_Cr得到有效處理，然后進行生化處理有效處理BOD₅和NH₃-N，最終達到超市污水處理達標排放。
　　根據目前對物化處理和生化處理的成熟工藝的應用實例，大型超市污水處理設施技術改造的工藝可選用混凝氣浮+SBR的工藝流程，其中混凝氣浮階段投加Fe³⁺為20 mg/L時COD的去除率達48%，BOD₅的去除率達62%，TP的去除率達74%～86%，SS的去除率達70%^[2]。SBR階段COD的去除率達85%～90%，BOD₅的去除率達90%～95%，NH₃–N的去除率達75%～80%^[4]，能夠達到《上海市污水綜合排放標準》（DB/199－1997）中的二級排放標準。詳見圖2所示：

圖2 超市污水處理設施技改工藝流程圖

2.3 超市污水處理設施技術改造的工藝說明
　　在圖2中，餐飲及食品加工廢水及洗車廢水先經過隔油池將漂在廢水上面的浮油撇除后與生活污水進入格柵井，由回轉式固液分離機去除廢水中的懸浮固體，進入廢水調節池，經潛污泵提升至氣浮池以去除部分COD_Cr和SS，然后廢水自流到SBR反應池進行生化處理，處理水經消毒后排放。在該工藝流程中，混凝氣浮池和SBR生化反應池是比較重要的廢水處理構筑物，作重點介紹。
　　① 氣浮法處理污水是設法在水中通入或產生大量的微細氣泡，使其粘附于雜質絮粒上，造成整體比重小于水的狀態，并依靠浮力上浮至水面，從而獲得固、液分離的方法。國外早在1920年已有應用實例，國內對氣浮法的研究和應用在1975年已經開始，目前這項技術已廣泛應用于污水處理工程。由于混凝氣浮法具有氣浮曝氣功能，浮渣含有一定氧量，不易腐化；浮渣含水率低，體積小，易于處置；藥劑量小，可有效去除油類物質等優點，適合大型超市餐飲及食品加工廢水處理^[1]。
　　② SBR法（Sequencing Batch Reactor）為序批式活性污泥法的簡稱。SBR在1914年開始開發，隨著計算機在自控方面的廣泛應用，使污水處理設施的運行管理逐漸實現了自動化，SBR工藝已廣泛應用于污水處理工程。SBR工藝是在一組或多組平行運行的池子中完成生物降解和泥水分離過程。在這一系統中，活性污泥法處理過程按照“進水—曝氣—沉淀—潷水”階段不斷在SBR池中重復進行，主要完成有機物降解和氨氮的硝化過程；固液分離過程即由潷水器將處理達標的上清液排出池外。改進型的SBR法采用連續進水，間歇排水的方式運行。由于SBR工藝具有工藝流程簡單、布置緊湊、運行靈活、處理效果好；無需設置二沉池，土建和設備投資相應減少、無需污泥回流系統，可節省大量能耗、整個工藝系統的操作完全自動化，可減輕勞動強度、抗沖擊負荷能力強、占地面積比傳統工藝少等優點，是大型超市廢水處理工藝的比較好的選擇^[3]。
2.4 大型超市污水處理設施技術改造的工藝設計
　　(1) 由于大型超市含有餐飲及食品加工廢水及洗車廢水，因此其污染物濃度要比一般的生活污水高出許多，在污水處理設施技術改造的工藝設計參數中的設計進水濃度參照有關資料詳見表6所示，出水仍按照《上海市污水綜合排放標準》（DB/199－1997）中的二級排放標準。

表6 超市污水處理設施技改設計參數表

　　(2) 各水處理構筑物設計參數：
　　根據圖2超市污水處理設施技改工藝流程圖，對各處理段的構筑物設計參數詳見表7所示：

表7 各水處理構筑物設計參數表

　　(3) 混凝氣浮物化處理工藝和SBR生化處理工藝各段去除率預測：
　　按照混凝氣浮物化處理工藝和SBR生化處理工藝對各種污染物的去除率的相關報道以及污水處理工程應用實例，本項技改中各段工藝去除率詳見表8所示：

表8 各段處理工藝去除率預測表

　　采用混凝氣浮+SBR污水處理工藝可以解決大型超市廢水污染物濃度較高，而污水處理設施占地空間較小的難題。
　　(4) 大型超市污水處理設施技術改造的經濟分析：在日常運行中，處理每噸污水，電費為0.33元，藥劑費為0.5元，工程投資為2033元。

3 大型超市污水處理設施技術改造的結論和討論

　　隨著大型超市的服務功能的不斷完善，其廢水的污染物指標大大超過原有的設計的處理能力，污水處理設施均具有技術改造的問題要求。應用適合含有餐飲廢水的污水處理工藝是大型超市污水處理設施技術改造的關鍵。
　　本文介紹的混凝氣浮+SBR污水處理工藝主要有以下特點適應于大型超市污水處理設施的技術改造：
　　① 混凝氣浮這個物化處理工藝是能夠處理餐飲及食品加工的廢水中的含油物質，為進一步的生化處理提供量好的條件。根據有關文獻報道，在不加藥的條件下，COD_Cr的去除率在18%～30%；當加入80 mg/L硫酸鋁、1 mg/L PAM時，COD_Cr的去除率可以提高到42%～60%，還能去除懸浮固體所形成的BOD。該項工藝技術已廣泛應用于給水和廢水處理的工程實踐中^[1,2]。
　　② SBR生化處理工藝（Sequencing Batch Reactor）即為序批式活性污泥法，隨著計算機自動系統在污水處理工程中的廣泛應用，SBR工藝從上世紀80年代起已應用于市政污水處理、工業廢水處理的工程之中。其顯著的特點是有效的去除污水中的有機物；與傳統法相比，其工藝簡潔，占地面積和投資節省30%^[3]。
　　③ 作為污水處理技術改造項目，應當考慮充分利用原有構筑物。本文所推薦的混凝氣浮+SBR污水處理工藝能夠利用原有構筑物，只需增設SBR池即可滿足大型超市的含餐飲食品廢水的污水處理要求，使出水達到《上海市污水綜合排放標準》（DB/199－1997）中的二級排放標準。
　　④ 隔油池的設置的作用是能夠有效去除餐飲及食品加工廢水中的含油物質，降低COD_Cr的含量，對以后的工藝的進一步處理起到節省污水處理工程投資及運行費用的目的。在技術改造項目中，對餐飲及食品加工廢水量的核查是必要的。

參考文獻

[1] 陳翼孫,等. 氣浮凈水技術的研究與應用. 上海科學技術出版社, 1989.5.
[2] 范立梅. 餐飲廢水生物處理試驗. 環境污染與防治, Vol.22, No. 2 2000.
[3] 葛世英, 等. 周期循環延時曝氣系統廢水處理技術的比較. 上海環境科學, Vol.8. No.2, 1989.
[4] 李道棠, 等. 間歇式活性污泥法技術特點及應用. 上海交通大學學報, Vol. 30, Sup30.