巧克力食品加工厂废水处理工艺流程｜巧克力糖果厂废水处理案例

大型巧克力深加工企业废水处理工程（UASB 厌氧 + A²/O 脱氮除磷工艺）

一、项目背景与废水特征

某大型巧克力深加工企业，隶属于国际食品集团，主营高端巧克力礼盒、巧克力酱、巧克力涂层产品，日产能 80 吨，生产废水涵盖设备清洗（化料罐、球磨机、调温机、浇注机）、模具清洗、车间地面冲洗、原料预处理排水及生活污水混合废水。项目位于上海闵行区，需执行《污水综合排放标准》三级标准，同时满足园区纳管要求（COD≤500mg/L、BOD5≤300mg/L、SS≤400mg/L、氨氮≤25mg/L、总磷≤3mg/L），远期规划提标至二级标准。

该厂废水为高浓有机混合废水，水质复杂且含氮磷。核心污染物指标：CODcr 5000-8000mg/L、BOD5 2500-4000mg/L、SS 1000-1800mg/L、动植物油 200-350mg/L、氨氮 30-50mg/L、总磷 5-8mg/L，pH 值 5.2-6.5，可生化性好（BOD5/COD≈0.55），但氮磷含量超标，需同步脱氮除磷，且废水排放量日均 120m³，生产连续化，水质波动相对平稳，但设备清洗时段油脂浓度会骤升。

二、处理工艺选择与流程设计

结合废水 “高浓有机、高油脂、含氮磷、需脱氮除磷” 特点，及 “连续稳定运行、脱氮除磷效率高、污泥产量低、适配大型生产规模” 需求，采用 “预处理 + UASB 厌氧反应器 + A²/O 脱氮除磷 + 深度处理” 组合工艺，UASB 降解高浓有机物、产沼气，A²/O 同步脱氮除磷，确保氮磷达标，工艺适配大型废水处理规模，运行稳定。

详细工艺流程：

预处理单元：废水经厂区污水管网汇入旋转机械格栅（栅隙 3mm），高效去除巧克力碎屑、包装杂质、纤维等大颗粒悬浮物，防止后续设备堵塞；出水进入平流式隔油池（带刮油刮泥机），分离浮油与沉渣，浮油回收利用，沉渣定期清掏；废水自流至调节池（地下式，有效容积 200m³，HRT=20h），均质均量，投加氢氧化钠调节 pH 至 6.5-7.5，缓解水质波动；调节池出水由提升泵送入溶气气浮机（DAF），投加 PAC 与 PAM，去除乳化油、细小悬浮物及胶体有机物，油脂浓度降至 15mg/L 以下，气浮污泥排入污泥浓缩池。

UASB 厌氧反应器单元：气浮出水进入 UASB 厌氧反应器（钢制防腐，有效容积 300m³，HRT=24h，有机负荷 8kgCOD/(m³・d)），反应器内分进水区、反应区、沉淀区、沼气收集区，废水自下而上流动，与颗粒污泥充分接触，厌氧菌将大分子有机物分解为小分子，最终转化为沼气（甲烷含量 65%-70%），CODcr 去除率达 82%-88%，出水 COD 降至 700-1000mg/L，沼气经脱硫后用于厂区锅炉与食堂，能源自给率达 15%。

A²/O 脱氮除磷单元：UASB 出水自流至 A²/O 系统，依次流经厌氧池、缺氧池、好氧池：

厌氧池（有效容积 80m³，HRT=4h）：聚磷菌释放磷，同时降解部分小分子有机物，为后续好氧吸磷做准备；

缺氧池（有效容积 120m³，HRT=6h）：反硝化菌利用好氧池回流的硝化液，将硝态氮还原为氮气，实现脱氮，同时降解部分 COD；

好氧池（有效容积 300m³，HRT=15h）：硝化菌将氨氮转化为硝态氮，聚磷菌过量吸磷，进一步降解有机物，BOD5 降至 25mg/L 以下，氨氮≤5mg/L，总磷≤1mg/L；

好氧池出水进入辐流式二沉池（有效容积 150m³，HRT=2.5h），泥水分离，上清液溢流至深度处理单元，沉淀污泥部分回流至厌氧池与缺氧池，剩余污泥排入污泥浓缩池。

深度处理与排放单元：二沉池出水经混凝沉淀池（投加少量 PAC，去除微量总磷与 SS），出水进入 V 型砂滤池，过滤去除细小悬浮物；再经次氯酸钠消毒，杀灭致病菌；最终出水达标排入园区污水管网，部分清水回用于设备预清洗、车间绿化，回用率达 30%。

污泥处理单元：隔油沉渣、气浮污泥、剩余污泥汇入污泥浓缩池，经重力浓缩后，由带式压滤机压滤，污泥含水率降至 80% 以下，泥饼外运至合规处置单位，滤液回流至调节池，杜绝二次污染。

三、核心设备参数与运维要点

旋转机械格栅：栅宽 1.8m，栅隙 3mm，功率 1.5kW，连续运行，自动清渣，每日检查栅条磨损情况。

平流式隔油池：尺寸 15m×4m×2.8m，有效水深 2.2m，刮油刮泥机功率 2.2kW，每日回收浮油，每周清掏沉渣。

调节池：尺寸 16m×5m×2.8m，有效容积 200m³，配 pH 在线监测仪、潜水搅拌机（功率 4kW），实时调控 pH，防止酸碱冲击。

溶气气浮机：处理量 10m³/h，功率 7.5kW，PAC 投加量 60-90mg/L，PAM 投加量 4-6mg/L，每日排泥 3 次，定期清理气浮池浮渣。

UASB 厌氧反应器：直径 6m，高度 14m，有效容积 300m³，配沼气流量计、温度传感器（控制 35±2℃），三相分离器确保沼气分离，每月排泥 1 次，维持颗粒污泥浓度 20-25g/L。

A²/O 系统：

厌氧池：尺寸 8m×3m×3m，有效容积 80m³，潜水搅拌机功率 2.2kW；

缺氧池：尺寸 10m×4m×3m，有效容积 120m³，潜水搅拌机功率 3kW；

好氧池：尺寸 15m×6m×3.5m，有效容积 300m³，微孔曝气器，鼓风机功率 15kW（一用一备），DO 控制 2-3mg/L；

二沉池：直径 8m，有效水深 3m，刮泥机功率 2.2kW，每日排泥 3 次，控制污泥回流比 60%-100%。

V 型砂滤池：面积 20㎡，滤层高度 1.5m，石英砂粒径 1.0-1.5mm，反冲洗周期 18h，反冲洗废水回流至调节池。

运维核心要点：UASB 反应器严格控制温度与进水 COD 负荷，避免负荷过高导致酸化；A²/O 系统控制好氧池 DO 与硝化液回流比（100%-150%），确保脱氮效率；厌氧池与缺氧池严格控制缺氧环境，禁止曝气；定期排泥，防止污泥堆积与膨胀；每月检测水质，根据氮磷浓度调整药剂投加量；沼气系统定期检漏，保障安全利用。

四、处理效果与运行成本

稳定运行 18 个月水质监测数据：

进水：CODcr 6500mg/L、BOD5 3200mg/L、SS 1400mg/L、动植物油 280mg/L、氨氮 40mg/L、总磷 6.5mg/L、pH 6.0

出水：CODcr 85mg/L、BOD5 18mg/L、SS 55mg/L、动植物油 7mg/L、氨氮 4mg/L、总磷 0.8mg/L、pH 7.3

去除率：CODcr 98.7%、BOD5 99.4%、SS 96.1%、动植物油 97.5%、氨氮 90%、总磷 87.7%，所有指标优于园区纳管标准，满足远期二级排放标准要求，回用清水水质达标，无二次污染。

运行成本分析（日均 120m³）：

药剂费：PAC、PAM、次氯酸钠年消耗约 4.5 万元，吨水成本 1.0 元；

电费：曝气泵、风机、提升泵等年耗电约 30 万度，单价 0.8 元 / 度，吨水成本 2.2 元；

污泥处置费：年产生泥饼约 200 吨，处置费 300 元 / 吨，吨水成本 0.5 元；

人工费：运维人员 3 名，年工资 18 万元，吨水成本 1.4 元；

维护费：设备保养、填料更换等年费用约 8 万元，吨水成本 0.6 元；

合计吨水运行成本 5.7 元，沼气回收年节省燃料费约 12 万元，实际吨水成本降至 4.8 元，经济效益良好。

五、工程优势与总结

该工程针对大型巧克力企业废水高浓、高油脂、含氮磷的特点，采用 UASB+A²/O 核心工艺，UASB 高效降解有机物、回收沼气，A²/O 同步脱氮除磷，预处理严格控油脂，避免生化系统堵塞，工艺成熟、运行稳定、脱氮除磷效率高，适配大型连续化生产规模。工程占地 550㎡，投资约 420 万元，20 个月可收回成本，出水稳定达标并实现回用，兼顾环境、经济与社会效益，为大型巧克力深加工企业废水处理提供了优质范例。