巧克力糖果食品加工厂废水处理方法

小型巧克力作坊集群废水集中处理工程（水解酸化 + 生物接触氧化 + MBR 工艺）

一、项目背景与废水特征

某巧克力作坊集群，共 8 家小型作坊，均主营手工巧克力、巧克力糖果，单作坊日产能 3-5 吨，废水分散排放，存在水质乱排、污染周边环境问题。为规范管理，当地政府牵头建设集中式废水处理站，统一收集处理 8 家作坊废水，处理规模日均 30m³，项目位于西青汽车工业区，需执行《污水综合排放标准》三级标准，出水 COD≤500mg/L、BOD5≤300mg/L、SS≤400mg/L、动植物油≤20mg/L。

集群废水为混合高浓有机废水，水质波动极大、油脂含量极高。核心污染物指标：CODcr 3500-9000mg/L（波动幅度大）、BOD5 1800-4500mg/L、SS 600-2000mg/L、动植物油 250-400mg/L、pH 值 5.0-7.0，可生化性好（BOD5/COD≈0.5），但各作坊生产时段不同，排水时段分散，水质水量波动剧烈，高浓度油脂易导致管道堵塞、生化系统失效，且作坊集群资金有限，要求工程投资低、运维简单、运行成本低。

二、处理工艺选择与流程设计

结合废水 “水质波动大、高油脂、分散排放、资金有限、运维简便” 需求，摒弃大型厌氧工艺（投资高、运维复杂），采用 “预处理 + 水解酸化 + 生物接触氧化 + MBR 膜处理” 组合工艺，水解酸化替代厌氧反应器，降低投资与运维难度，MBR 膜确保出水稳定达标，工艺简洁、占地小、运维简单、成本低，适配小型集群废水处理。

详细工艺流程：

预处理单元：各作坊废水经专用管道汇入集水井，集水井前设人工格栅（栅隙 8mm），去除巧克力碎屑、包装碎片等大颗粒杂质；废水由提升泵送入简易隔油池（三级串联），多级重力分离浮油，浮油人工回收，沉渣定期清掏；出水进入调节池（有效容积 60m³，HRT=24h），均质均量，投加少量石灰调节 pH 至 6.0-7.5，缓解水质水量波动；调节池出水由提升泵送入小型气浮机，投加少量 PAC，去除乳化油与细小悬浮物，油脂浓度降至 20mg/L 以下，气浮污泥排入污泥桶。

水解酸化单元：气浮出水进入水解酸化池（有效容积 80m³，HRT=16h，地下式），池内悬挂弹性填料，接种水解酸化菌，在厌氧条件下，将废水中大分子有机物（脂肪、蛋白质、多糖）水解为小分子有机酸、氨基酸，降低废水 COD 浓度（去除率 40%-50%），提高废水可生化性，同时降解部分油脂，减轻后续好氧处理压力，池内不曝气，仅设潜水搅拌机搅拌，维持缺氧环境。

生物接触氧化单元：水解酸化池出水自流至生物接触氧化池（有效容积 100m³，分 2 格，HRT=24h），池内悬挂弹性立体填料，接种好氧微生物，鼓风机曝气（DO 控制 2-3mg/L），微生物附着填料形成生物膜，吸附降解小分子有机物，将 CODcr 降至 300mg/L 以下，BOD5 降至 100mg/L 以下，同时去除部分氨氮，出水自流至 MBR 膜池。

MBR 膜处理与排放单元：MBR 膜池内置中空纤维超滤膜组件（膜孔径 0.1μm），通过膜过滤实现泥水分离，无需二沉池，高效去除悬浮物、胶体有机物及微生物，出水 CODcr≤80mg/L、SS≤10mg/L，水质稳定优于三级标准；膜池出水经消毒后达标排入园区污水管网，少量浓水回流至调节池。

污泥处理单元：隔油沉渣、气浮污泥、水解酸化剩余污泥排入污泥桶，定期由环卫部门清运处置，MBR 膜池少量剩余污泥回流至水解酸化池，无需复杂污泥脱水设备，简化运维、降低成本。

三、核心设备参数与运维要点

人工格栅：栅宽 1.0m，栅隙 8mm，每日人工清理 2 次，防止堵塞。

三级隔油池：单级尺寸 3m×1.5m×1.8m，有效水深 1.4m，三级串联，每日人工回收浮油，每周清掏沉渣。

调节池：尺寸 8m×3m×2.5m，有效容积 60m³，配 pH 在线监测仪、潜水搅拌机（功率 1.5kW），实时调节 pH，均质均量。

小型气浮机：处理量 3m³/h，功率 2.2kW，PAC 投加量 40-60mg/L，每日排泥 2 次，定期清理浮渣。

水解酸化池：尺寸 10m×4m×2.5m，有效容积 80m³，弹性填料填充率 60%，潜水搅拌机功率 1.5kW，维持缺氧环境，每月补充少量填料。

生物接触氧化池：尺寸 12m×3.5m×3m，有效容积 100m³，弹性填料填充率 70%，鼓风机功率 4kW（一用一备），DO 控制 2-3mg/L，每月检查填料老化情况。

MBR 膜池：尺寸 6m×2.5m×2.8m，内置 2 组中空纤维膜组件（膜面积 50㎡/ 组），抽吸泵功率 1.5kW，膜通量 15L/(m²・h)，定期在线清洗（每周 1 次）、离线化学清洗（每 3 个月 1 次），防止膜污染。

运维核心要点：严格控制预处理油脂去除效果，避免高油脂进入后续系统导致膜污染；水解酸化池维持缺氧环境，禁止曝气，确保水解酸化菌活性；接触氧化池 DO 稳定在 2-3mg/L，避免过高能耗；MBR 膜定期清洗，控制膜压差（≤30kPa），防止膜堵塞与污染；每日巡查设备运行状态，定期清理格栅、隔油池浮渣，保障系统稳定；根据水质波动，灵活调整提升泵流量与曝气强度。

四、处理效果与运行成本

稳定运行 12 个月水质监测数据：

进水：CODcr 6000mg/L、BOD5 3000mg/L、SS 1300mg/L、动植物油 320mg/L、pH 5.8

出水：CODcr 70mg/L、BOD5 12mg/L、SS 8mg/L、动植物油 9mg/L、pH 7.1

去除率：CODcr 98.8%、BOD5 99.6%、SS 99.4%、动植物油 97.2%，所有指标稳定优于《污水综合排放标准》三级标准，部分指标达二级标准，满足园区纳管要求，无二次污染。

运行成本分析（日均 30m³）：

药剂费：PAC、清洗剂年消耗约 0.8 万元，吨水成本 0.7 元；

电费：提升泵、鼓风机、抽吸泵等年耗电约 6 万度，单价 0.8 元 / 度，吨水成本 1.3 元；

污泥处置费：无脱水设备，污泥清运年费用约 0.5 万元，吨水成本 0.5 元；

人工费：运维人员 1 名，年工资 6 万元，吨水成本 1.8 元；

维护费：设备保养、膜组件更换（每 2 年 1 次）年费用约 2 万元，吨水成本 1.8 元；

合计吨水运行成本 6.1 元，工程投资仅 65 万元，投资低、运维简单，适配小型作坊集群需求，性价比极高。

五、工程优势与总结

该工程针对小型巧克力作坊集群废水水质波动大、高油脂、资金有限、运维简便的核心需求，采用水解酸化 + 接触氧化 + MBR 工艺，水解酸化简化厌氧处理、降低投资，MBR 膜替代二沉池、确保出水稳定达标，预处理严格控油脂，工艺简洁、占地小（仅 180㎡）、运维简单、投资低，无需专业技术人员即可运维。工程出水稳定达标，有效解决作坊集群废水乱排问题，改善周边环境，为小型食品作坊集群废水集中处理提供了经济高效、可复制的解决方案。