食品废水处理设计(课程设计)

一、食品废水简介食品工业是以农、牧、渔、林业产品为主要原料进行加工的工业。

食品工业作为中国经济增长中的低投入、高效益产业正在引人注目地发展、扩大；这种扩大对中国的经济发展无疑是有促进作，但从环境保护的角度来讲，食品工业污水对环境的影响也要引起有关方面高度重视。

食品工业包括许多与饮食有关的行业，有不同的分类方法。

若按所用的原料分类，可分为：肉与肉制品工业；水产品加工工业；禽蛋加工工业；水果、蔬菜加工工业；乳品加工工业；制糖工业；粮食加工工业；淀粉工业；使用油脂工业；发酵工业；调味品及食品添加剂工业等。

表1-1 食品工业废水来源及水质食品工业污水主要来源于原料处理、洗涤、脱水、过滤、各种分离精制、脱酸、脱臭和蒸煮等食品加工生产过程。

污水中含有大量的蛋白质、有机酸和碳水化合物。

由于很多浮游生物的存在，水中溶解性有机物增加很快，容易产生腐殖质，并伴有难闻气体；同时这些污水中铜、亚铅、锰、铬等金属离子含量较多，细菌、大肠菌群也常有超过国家排放标准，所以食品工业污水要经过处理后才能排放。

由于食品种类繁多，原料来源广泛，食品工业污水具有悬浮物、油脂含量高，重金属离子多，COD和BOD数值大，谁知和水量变化幅度大，氮、磷化合物含量高，某些情况下水温也较高等特点。

污水处理工艺分成一级处理、二级处理和三级处理。

对于食品工业污水，一级处理一般是采用固液分离技术去除污水中的悬浮物和漂浮物；二级处理是主要处理过程，一般采用生物处理技术去除水中有机物等有毒物质，一般采用膜处理法、强氧化剂等技术将污水进一步进化。

食品工业污水在处理过程中会产生污泥、废油、废酸、废碱、加工过程中产生的动植物废弃物也应该进行无害化处理。

选择食品工业排放污水处理工艺，不仅要考虑污水中有害物质的组成，而且要了解排出污水水质、水量的瞬间变化情况，这些对选择污水处理工艺、设备和日后运行管理都很重要。

食品工业废水中较大悬浮物和油脂可以采用悬浮分离技术去除，以SS值表示的水中悬浮物（包括胶体）可以采用固液分离技术去除；污水中以COD、BOD等表示的有害物质可以采用生物处理技术去除；处理后的水要经过消毒处理才能排放，生物处理过程中产生的污泥要进行脱水排放。

综上所述，食品工业污水的典型处理工艺流程图如下：污水→悬浮分离→调节池→生物处理→沉淀（过滤）→消毒→达标排放→污泥处理二、处理方法选择1、处理方法：UASB+SBR工艺处理食品废水（1）工作流程：污水→格栅→污水提升泵房→调节沉淀池→隔油池→UASB→SBR→出水外运←污泥脱水间←重力浓缩池（2）工艺原理及特点SBR是活性污泥法的一种，其反应机制及去除污染物的机理与传统的活性污泥法基本相同，但 SBR与传统的水处理工艺的最大区别在于它是以时间顺序来分割流程各单元，整个过程对于单个操作单元而言是间歇进行的，但是通过多个单元组合调度后又是连续的。

SBR集曝气、沉淀于一池，不需设置二沉池及污泥回流设备。

在该系统中，反应池在一定时间间隔内充满污水，以间歇处理方式运行，处理后混合液沉淀一段时间后，从池中排除上清液，沉淀的生物污泥则留于池内，用于再次与污水混合处理污水，这样依次反复运行，则构成了序批式处理工艺。

这种工艺的特点是使处理流程简洁，节省了运行费用，而把UASB作为整个废水达标排放的一个预处理单元，在降低废水浓度的同时，可回收所产沼气作为能源利用。

同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。

采用该工艺既降低处理成本，又能产生经济效益。

并且UASB池正常运行后，每天产生大量的沼气，将其回收作为热风炉的燃料，可供饲料烘干使用。

三、设计说明书3.1 进出水水质该水经处理以后，水质应符合《污水综合排放标准》GB8978-1996一级排放标准，即上表中的出水水质数值。

3.2处理程度的相关计算COD去除率：（2600-80）/2600⨯100%=97.0%BOD5去除率：（1000-20）/1000⨯100%=98.0%SS去除率：（1000-70）/1000⨯100%=93.0%色度去除率：（500-50）/500⨯100%=90.0%植物油去除率：（200-20）/200 100%=90.0%3.3采用的处理工艺流程3.3.1处理工艺的选择污水→格栅→污水提升泵房→调节沉淀池→隔油池→UASB→SBR→出水外运←污泥脱水间←重力浓缩池3.4流程说明3.4.1格栅3.4.1.1设计说明格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。

格栅安装在废水渠道、集水井的进口处，用于截流较大的悬浮物或漂浮物,主要对水泵起保护做用。

另外,可以减轻后续构筑物的处理负荷。

3.4.1.2参数选取格栅过栅流速一般采用0.6～1.0m/s格栅前渠道内的水流速度，一般采用0.4～0.9m/s格栅倾角，一般采用45～60o，人工清渣的格栅倾角小时较省力，但占地多通过格栅的水头损失，一般采用0.08～0.15m格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m机械清渣不小于0.2m3.4.2调节沉淀池3.4.2.1设计说明食品加工废水的水量和水质随时间的变化幅度较大，为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节，缓冲瞬时排放的高浓度废水，同时使生产废水进行内部中和反应，从而降低运行成本，保证系统的稳定运行。

另外,虽然食品加工废水中悬浮物(ss)浓度不是很高，但考虑到ss可能会影响到UASB中的反应，所以，此调节池也兼具有沉淀池的作用，能有效地去除部分ss。

该池设计有沉淀池的泥斗，有足够的水力停留时间，保证后续处理构筑物能连续运行，其均质作用主要靠池侧的沿程进水，使同时进入池的废水转变为前后出水，以达到与不同时序的废水相混合的目的。

3.4.2.2设计参数水力停留时间T=6h;设计流量Q＝1500m3/d=62.50m3/h=0.01740 m3/s,采用机械刮泥除渣。

污水经初沉池后，其中的ss去除率约为60%,则进入下一步UASB反应器的ss为190 mg / L。

这里，将水中的COD看为不能摘这个环节出去，全部进入下一个工段反应。

3.4.3 UASB反应器3.4.3.1设计说明UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。

废水经沉淀去除废水中的悬浮物后，进入UASB(上流式厌氧污泥床)进行厌氧处理，通过在UASB池中培养厌氧菌，分解水中的有机物，其COD去降率可达80%以上。

厌氧处理采用高效的升流式厌氧污泥床，具有容积负荷高、污泥产量小、效果稳定、能耗低等特点。

一方面降低了后续好氧生化处理的负荷，减少了运行费用；另一方面回收沼气，可作为能源回用于锅炉燃烧，降低了煤耗。

这种反应器结构简单，不用填料，没有悬浮物堵塞等问题。

它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。

设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。

处理各种有机废水时，在反应器内培养颗粒污泥形成污泥床，废水由底部进入，向上流过污泥床区与大量的厌氧菌接触，废水中的有机物大部分被厌氧菌分解成沼气，沼气与水和污泥在三相分离器中进行分离，沼气通过气室、水封、阻火罐等收集至锅炉。

处理后的水由反应器顶部流出，进入好氧生化池进行进一步的处理。

厌氧反应可处理高浓度废水，具有动力消耗小、容积负荷大、可产生一定的生物能、运行管理方便等特点。

3.4.3.2参数选取经过对同类工业废水用UASB反应器处理运行结果的参考，已知常温条件下（20～25℃）条件下UASB反应器的设计参数为: 容积负荷2.5-3.0 kgCOD/(m3·d), 污泥产率0.10 kgMLSS/kgCOD, 产气率0.35 m3/kgCOD g。

设计COD 去除率为70% , 预计出水COD为960 mg / L。

设计参数选取如下：容积负荷（Nv）2.8kgCOD/(m3·d)；污泥产率0.10kgMLSS/kgCOD；产气率0.35m3/kgCOD水力负荷q＝0.8[m3/(m2·h)]四、UASB反应器的设计计算4.1设计参数选取设计参数选取如下：容积负荷（Nv ）2.8kgCOD/(m 3·d)； 污泥产率0.10kgMLSS/kgCOD ； 产气率0.35m 3/kgCODQ ＝1500m 3/d=62.50 m 3/h=0.01740 m 3/s 0vQ S NQ -------------N v-------------容积负荷,kgCOD/(m3·d)V有效＝1500 2600/2800=1392m3将UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好。

由于体积较大，同时也为了方便连续生产，因此设计为4个反应器，则每个反应器的有效体积为：V单个=1392/4=348m3取水力负荷q＝0.8[m3/(m2·h)]可设3个圆环，最里面的圆环设6个孔口，中间设12个，最外围设18个孔口 1)内圈6个孔口设计服务面积：1S ＝6×2.18=13.08m 2折合为服务圆的直径为：14S π=4.08m用此直径作一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布6个孔口，则圆的直径计算如下：211142d S π= 则d 1＝12S π=2.04m2)中圈12个孔口设计服务面积：S 2=12×2.18=26.16m 2折合成服务圆直径为：124()S S π+=7.07m中间圆环直径计算如下：14π(5.312-d 22)＝12S 2 则d 2=3.53m3）外圈18个孔口设计服务面积：S 3=18×2.18=39.24m 2折合成服务圈直径为：三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。

由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：1）沉淀区水力表面负荷<1.0m/h2）沉淀器斜壁角度设为50°,使污泥不致积聚，尽快落入反应区内。

3）进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速 2m/h4）总沉淀水深应大于1.5m5）水力停留时间介于1.5～2h如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果沉淀器（集气罩）斜壁倾角θ＝50°沉淀区面积为：A=1/4πD2=1/4×3.14×100=78.5m2表面水力负荷为：q=Q/A=0.20<1.0符合设计要求。