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污水处理
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  • 产品类别: 产品中心 污水处理 工艺介绍
  • 产品描述:
  • 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。

    食品厂废水主要来自三个生产工段。

    1 )原料清洗工段。大量砂土杂物、叶、皮、鳞、肉、羽、毛等进入废水中,使废水中含大量悬浮物。

    2 )生产工段。原料中很多成分在加工过程中不能全部利用,未利用部分进入废水,使废水含大量有机物。

    3 )成形工段。为增加食品色、香、味,延长保存期,使用了各种食品添加剂,一部分流失进入废水,使废水化学成分复杂。

    食品厂废水的水量水质特性主要体现在 6 个方面:

    1 )废水量大小不一,食品工业从家庭工业的小规模到各种大型工厂,产品品种繁多,其原料、工艺、规模等差别很大,废水量从数 m3/d 到数千 m3/d 不等。

    2 )生产随季节变化,废水水质水量也随季节变化。

    3 )食品工业废水中可降解成分多,对于一般食品工业,由于原料来源于自然界有机物质,其废水中的成分也以自然有机物质为主,不含有毒物质,故可生物降解性好,其 BOD5/COD 高达 0.84 。

    4 )废水中含各种微生物,包含致病微生物,废水易腐败发臭。

    5 )高浓度废水多。

    6 )废水中氮、磷含量高。

    选择食品排放污水处理工艺,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 理都很重要。

    食品厂 污水 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  

    一、食品厂污水处理方法

    1   物理处理法

    物理处理法是指应用物理作用改变污水成分的处理方法。用于食品工业污水处理的物理处理法有筛滤、撇除、调节、沉淀、气浮、离心分离、过滤、微滤等。前五种工艺多用于预处理或一级处理,后三种主要用于深度处理。

    1 )筛滤

    筛滤是预处理中使用最广泛的一种方法。主要作用是从污水中分离出较粗的分散性悬浮固体物。所用的设备有格栅和格筛。格栅拦截较粗的悬浮固体,其作用是保护水泵和后续处理设备。食品工业污水中常用的格筛有固定筛、转动筛和震动筛等,格筛最常用的孔径是 10—40 目。

    2 )撇除

    某些食品工业污水中含有大量的油脂,这些油脂必须在进入生物处理工艺前予以除去,否则会造成管道、水泵和一些设备的堵塞,还会对生物处理工艺造成一定的影响。此外,油脂除去并回收又有较大的经济价值。

    污水中的油脂根据其物理状态可分为游离漂浮状和乳化状两大类。通常隔油池除去漂浮状油脂。隔油池对漂浮状油脂的去处率可达 90% 以上。如果处理流程中设有调节池或沉淀池,则隔油池可与调节池或初沉池合用统一构筑物,可节省投资和占地。对小型处理系统,可设油水分离器撇油。

    3 )调节

    对于水质水量变化幅度大的食品工业污水,常设置调节池对污水的水质和水量进行调节,调节时间一般为 6—24h ,多为 6—12h 左右。调节池容量为日处理污水量的 15%—50% 。

    4 )沉淀

    沉淀是用来除去原污水中无机固体物和有机固体物,以及分离生物处理工艺中的固相和液相。用沉砂池除去原污水中的无机固体物;用初沉池除去原污水中的有机固体物;用二沉池分离生物处理工艺中的生物相和液相,沉砂池一般设在格栅和格筛之后。为了清除污水中无机固体物表面的有机物,避免污水中有机固体物在沉砂池中产生沉淀,可采用曝气沉砂池。采用初沉池可降低后续工艺的负荷。初沉池除去悬浮固体的效果与加工的原料和产品有关。按池中的水流方向分为平流沉淀池、竖流沉淀池、辐流沉淀池。为了提高沉淀池的沉淀效率,可在沉淀池内设置平行的斜板或斜管而成斜板(管)沉淀池。一般沉淀时间 1.5—2.0h 。

    5 )气浮

    气浮主要用于除去食品工业污水中的乳化油、表面活性物质和其他悬浮固体。有真空式气浮、加压溶气气浮和散气管(板)式气浮。当污水进入容器气浮池之前,往水中投加化学混凝剂或助凝剂,可提高乳化油脂和胶体悬浮颗粒的去除率。据资料介绍,气浮可除去 90% 以上的油脂和 40%—80% 的 BOD5 和 SS 。气浮池 HRT 一般 30min 。

    6 )其他处理工艺

    对二级处理出水进行深度处理,常用的方法是过滤,可采用砂滤池或复合滤料滤池。按滤速大小分慢速砂滤池和快滤池。一般单层砂滤池的滤速为 8 ~ 12m/h 。

    2   化学处理法

    化学处理法是指应用化学原理和化学作用将污水中的污染物成分转化为无害物质,使污水得到净化。污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性,处理过程中总是伴随着化学变化。用于食品工业污水的化学处理法有中和、混凝、电解、氧化还原、离子交换、膜分离法等。

    1 )混凝法

    食品工业污水处理中所用的化学处理工艺主要是混凝法。混凝法不能单独使用,必须与物理处理工艺的沉淀、澄清法或气浮法结合使用,构成混凝沉淀或混凝气浮,混凝沉淀可作为生物处理的预处理,也可作为生物处理后的深度处理。

    混凝沉淀法是水处理的一个重要方法。对于一些胶体颗粒较小、或是一些胶体溶液,难以或不能发生沉降的污水加入化学混凝剂,使其形成易于沉降的大颗粒而去除。污水中呈胶体状态的蛋白质和多糖类物质,经加药混凝沉淀即有较好的去除效果。

    常用的药剂有:石灰、硫酸亚铁、三氯化铁和硫酸铝等。石灰一般不单独使用,常与其他药剂配合使用,******投药量和 pH 值宜通过试验确定。

    2 )氧化还原

    化学氧化还原是转化污水中污染物的有效方法。污水中呈溶解状态的无机物和有机物,通过化学反应被氧化或还原为微毒或无毒的物质,或者转化成容易与水分离的形态,从而达到处理的目的。

    3 )离子交换

    离子交换主要是利用离子交换剂对水中存在的有害离子(包括有机的及无机的)进行交换去除的方法。

    3   生物处理法

    生物化学处理法是有机污水处理系统中最重要的过程之一。在食品工业的污水处理中,生物处理工艺可分为好氧工艺、厌氧工艺、稳定塘、土地处理以及由上述工艺的结合而形成的各种各样的组合工艺。食品污水是有机污水,生物法是主要的二级处理工艺,目的在于降解 COD 、 BOD5 。

    好氧生物处理工艺根据所利用的微生物的生长形式分为活性污泥工艺和膜法工艺。前者包括传统活性污泥法、阶段曝气法、生物吸附法、完全混合法、延时曝气法、氧化沟、间歇活性污泥法( SBR )等。后者包括生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘、活性生物滤池、生物接触氧化法、好氧流化床等。一般好氧处理对低浓度污水效果较好。

    厌氧生物处理工艺适用于食品工业污水,主要原因是污水中含易生物降解的高浓度有机物,且无毒性。此外,厌氧处理动力消耗低,产生的沼气可作为能源,生成的剩余污泥量少,厌氧处理系统全部密闭,利于改善环境卫生,可以季节性或间歇性运转,污泥可长期储存。

    二、 食品污水处理厂设备工程案例

    (一)隔油 — 高效气浮 — 活性污泥工艺处理食品生产污水

    某大型食品企业,主要生产方便面、饮料及配套产品。其生产 污水 主要来源于饮料生产 污水 300t/d ,方便面生产 污水 : 100t/d 以及员工生活污水: 150t/d 。该企业建有一座 污水 处理站,设计处理 污水 水量为 600t/d ,设计进水水质为 PH : 6.5-6.8 ; CODcr : 4000mg/L ; BOD5 : 1800mg/L ; SS : 850mg/L ;动植物油: 250mg/L ,处理后的水质要求达到 GB8978-1996 《污水综合排放标准》表 4 中三级标准。

    目前,对食品生产 污水 处理通常采用厌氧法、好氧法、厌氧 - 好氧法等多种处理方法,这些方法对 CODcr 、 BOD5 均有不同程度的削减,但对动植物油的处理效果不好。针对该企业生产 污水 中动植物油含量高的实际情况,通过采用隔油 - 高效气浮的预处理措施,将污水中大部分动植物油去除后再进行好氧生化处理。通过调试和试运行, 污水 处理系统运行稳定, 污水 经处理后达到了排放标准的要求。目前,该工程已经通过了达标验收。现将设计及试运转情况作一介绍。

    1 、 污水 水量及水质

    污水 来源为:方便面生产 污水 :100 m3/d ;饮料( PET )生产 污水 : 300 m3/d ;员工生活污水: 150 m3/d 。设计 污水 水量为 600m3/d 。

    生产工艺中产生的 污水 水质为:


    生产 污水 与员工生活污水混合后,混合 污水 的水质为(设计水质):


    处理后的水质要求

    该企业 污水 处理后排入市政污水处理厂,必须达到污水排入城市下水道的水质标准,即 GB8978-1996 《污水综合排放标准》表 4 中三级标准,主要污染物******允许排放浓度如下:


    2 工艺流程

    污水 治理采用隔油 - 高效气浮 - 活性污泥处理工艺,工艺流程见附图。


    主要构筑物及工艺参数

    隔油池   有效容积 100 m3 ,平面尺寸 8.5m × 4.0m ,有效水深 3.0m ,水力停留时间 6 小时,采用人力定期捞除浮油。

    调节池   有效容积 600m3 ,平面尺寸 14.4m × 8.0m ,有效水深 5.2m ,水力停留时间 24 小时。为加强水质调节和避免悬浮物沉积,调节池中设曝气搅拌措施,曝气量为 3.0m3/ ( m2.h )。

    物化处理单元

    ① 快混中和槽

    快混中和池有效容积为 4.5 m3 ,平面尺寸 1.5m × 1.5m ,有效水深 2.0m ,快混时间为 10min ,采用机械混合方式。

    ② 慢混池

    慢混池有效容积为 8.55m3 ,平面尺寸 3.0m × 1.5m ,有效水深 1.9m ,慢混时间为 20min ,采用机械混合方式。

    ③ 气浮系统

    选用 CF30 型成套浅池高效气浮设备,接液部分为不锈钢, 污水 处理量为 30m3/h ,配用功率 22kw 。

    活性污泥池   活性污泥池有效容积为 720 m3 ,共三格,每格有效容积为 240 m3 ,平面尺寸 12.0m × 4.0m ,有效水深 5.0m 。设计采用容积负荷为 0.45kgBOD/m3.d ,污泥负荷为 0.15kgBOD/kgMLVSS.d 。

    沉淀池   沉淀池直径为 6.0m ,池深 3.50m 。设计沉淀池的表面负荷为 1.0 m3/ m2.h

    污泥贮池   污泥贮池有效容积 73.5 m3 ,平面尺寸 3.5m × 3.5m ,有效水深 3.0m ,分成 2 格,各设 搅拌机 1 台。

    3 污水处理系统运行情况

    3.1 、气浮系统运行情况

    物化处理单元采用气浮工艺,通过投加絮凝剂( PAC )和助凝剂( PAM )使 污水 中动植物油等有机污染物形成絮体,并使 污水 中产生大量的微细气泡,促其粘附于杂质絮体颗粒上,形成比重小于水的浮体上浮水面,从而去除相当一部分动植物油等有机污染物,降低后续生化处理的负荷。

    气浮 PAC 投加量为 300PPM , PAM 投加量为 10PPM ,此段 CODcr 的平均去除率为 50% , SS 的平均去除率为 80% ,动植物油的平均去除率为 80% 。

    3.2 、生化段的运行情况

    污水 中相当一部分溶解性有机污染物是无法被物化法去除的,必须采用生化处理工艺来降解。目前采用的生化处理工艺是以活性污泥法生物处理技术为主体,该方法处理工艺成熟,对污水中有机污染物去除率高。

    3.2.1 、污泥接种

    以城市污水处理厂活性污泥为菌种,其活性污泥 SV30 为 15 ~ 20% ,污泥浓度 MLSS 为 2.5 ~ 3g/L ,投入活性污泥曝气池中进行污泥接种。曝气池中先灌满经物化处理后的污水,控制曝气池中污水 CODcr 浓度在 500mg/L 左右进行闷曝。闷曝 3 ~ 5 天后开始小水量连续进水,每天检测曝气池出水的 CODcr 浓度和污泥 SV30 。曝气池混合液经沉淀后,上清液排入集水井中,污泥不外排,这样,经过一段时间的培养和驯化后,污泥的活性增强,凝聚、沉降性能良好,曝气池混合液经 30 分钟沉淀后,污泥沉降比有 30% 左右,上清液清澈透明,这表明活性污泥已经培养成熟,即可投入正常运转。

    3.2.2 、影响生化段的环境因素

    1 ) pH 范围:   各种微生物都有它们适宜的 pH 范围,酸性太强( pH<6 ),真菌与细菌竟争并占优势,处理效果降低;碱性太强( pH>9 ),微生物的生长繁殖将受到阻碍。通过调试运行期间的观察和检测,生化段进水的 pH 范围控制在 7.0 ~ 7.5 最为适宜。

    2 )溶解氧( DO ):溶解氧的控制是生化段调试运行成败的关键环节。调试期间,由于 污水 是

    按一定比例递增进水,开始微生物繁殖量少,营养不足, DO 始终偏高,曝气池中的溶解氧有时高达 4 ~ 6mg/L 。针对此情况,每天采用间隔曝气,调节气水比 5 ~ 8 : 1 ,经过不断调整、检测,正常运行的 DO 值趋于稳定,正常运行时,活性污泥曝气池中的溶解氧为 1 ~ 2 mg/L ,气水比控制在 15 ~ 20 : 1 。

    3 )活性污泥回流量和回流比:活性污泥回流量是从二沉池补充到曝气池的污泥量,用 Qr 表示,回流比用 r 表示。 Qr 是活性污泥系统的一个重要参数。通过有效调节 Qr 可改变工艺运行状态,以保证运行的正常。实际运行中, Q=25m3/h , Qr=10 m3/h , r=40% 。

    3.3 、稳定运行结果


    从上表可知,在稳定运行期间,  CODcr 的平均去除率为 93.5% ; BOD5 的平均去除率为 94.8% ;

    SS 的均去除率为 93.5% ;动植物油的平均去除率为 83.4% 。污水处理系统排放水中 pH 值、动植物油、 CODcr 、 BOD5 、 SS 六项指标均达到 GB8978-1996 《污水综合排放标准》表 4 中三级标准。

    (二)某食品厂工业污水处理工程设计

    1  概况

    本方案设计范围自 污水 处理站格栅井进水口起,至 污水 处理站二沉池排水口为止,包括 污水 处理站界区内治理工艺、土建工程、 道工程、设备及安装工程、电气工程。动力线从 污水 处理站配电柜开始。不包括调节池前的污水收集系统以及二沉池后排水系统。土建按普通地基处理,不考虑地基的特殊处理。

    2  水质水量及设计要求

    2.1  水质水量

    污水来源:食品生产车间产生的 污水

    污水 水质水量:

    设计水量: Q=10m3/h

    进水水质: CODcr ≤ 732mg/lBOD5 不详

    SS ≤ 253mg/l

    2.2  设计要求

    该项目污水经处理后,排水水质应执行《污水综合排放标准》( GB9887-1996 )表四中一级标准,如下所示:

    3  工艺流程

    3.1  污水情况分析

    该污水主要为食品工业污水。污水处理实行三班工作制,污水中需去除的污染物主要是有机物。由于其污水的进水时间较为分散,且水质水量的变化幅度大,因此要求污水处理工艺要有耐冲击负荷的能力和可靠的运行稳定性。

    3.2  工艺流程的选择

    由于该污水水质为食品工业污水,有机物含量较高针对该污水的污染特征及操作运行 理要求,本方案采用成熟工艺 A/O 法处理。

    3.3  工艺简述

    污水处理流程:

    污水处理系统由调节池、缺氧池、好氧池(接触氧化池)、二沉池组成。来自生产车间的污水自流入调节池,调节池入口设机械格栅,以拦截大颗粒状和纤维状杂质,机械格栅所拦截的栅渣自动进入杂物箱,定期由环卫部门清除转运。在调节池中污水充分地混合,调节水量并初步降解有机物,然后通过污水 将污水输入缺氧池,在缺氧池中回流混合液与原污水充分混合,通过兼氧微生物的作用,将亚硝酸 和硝酸 转化为 气,完成反硝化脱 ,缺氧池出水自流入接触氧化池。接触氧化池是一种以生物膜法为主,兼有活性污泥法的生物处理装置,通过鼓风机提供氧源,使污水中的有机物与池内生物膜充分接触,经微生物吸附、降解作用,使水质得到净化。,二沉池出水达到《污水综合排放标准》一级标准,排入附近河流。

    二沉池中的污泥通过由污泥回流 定时抽至好氧池,剩余污泥量较少,隔二个月左右清泥一次,由环卫抽粪车清除,外运处置。

    生化系统需要的氧气由鼓风机供给,曝气系统采用鼓风机 + 微孔 曝气器 的方式。考虑到鼓风机噪声较大,特把风机房设置成隔音消声式。

    3.4  工艺特点说明

    1 )污水处理设施有较大的灵活性和调节余地,以适应水质水量的变化,同时设置应急事故超越排放 管 ,以供紧急、特殊情况时使用;

    2 )通过采用先进成熟的 A/O 法生化处理工艺,从而提高污染物的去除率,具有动力消耗少、投资省的特点确保出水达标排放。

    3 )通过对二沉池表面负荷、有效水深及泥斗倾角等设计参数的合理选择,从而提高固液的分离效果。

    4 )整个处理系统 管 理简单,运行可靠。

    3.5 A/O 处理工艺简介

    一套污水处理系统的核心是生化处理系统,本设计采用 A/O 处理工艺作为生化处理系统。

    3.5.1  选用 A/O 工艺的原因

    污水中有机成份比较高,但食品 污水 可生化性较好。目前应用广泛的主要有 A2/O 法、氧化沟法、 SBR 法、曝气生物滤池法、脱生物反应器等,既具备了去创造有机污染物的功能,又具备了脱 氮 除磷的要求处理,技术已经相当成熟。

    3.5.2 A/O 法工艺特点

    A/O 法技术先进实用、成熟可靠、运行效果好等优点,能满足各种严格的出水水质要求。 A/O 法工艺具有以下特点:

    1 、抗冲击能力强,工艺稳定性好;

    2 、投资省、运行费用低;

    3 、具有脱 氮 、除磷作用。

    4 、所需机械设备少,日常维护简单;

    5 、占地面积少,对周围环境无不良影响。

    4  工艺处理效果

    各工段水力停留时间及处理效果见表 1 。

    1  各工段处理效果一览表

    单元名称

    项     目

    CODcr

    去除率

    水力停留时间

    预曝调节池

    进水 (mg/l)

    ≤ 732

    10%

    10h

    出水 (mg/l)

    ≤ 659

    缺氧池

    进水 (mg/l)

    ≤ 659

    25%

    4h

    出水 (mg/l)

    ≤ 495

    好氧池

    进水 (mg/l)

    ≤ 495

    80%

    12h

    出水 (mg/l)

    ≤ 99

    二沉池

    进水 (mg/l)

    ≤ 99

    20%

    2h

    5  工程设计及设备选型

    5.1  主要构筑物与设备选型

    5.1.1  调节池

    地下砼结构。尺寸为: 8 × 4 × 4 米。有效容积: 100m3 。水力停留时间 10 小时。

    污水提升 为: 50QW10-10-0.75 , Q=10m3/h , H=10m , P=0.75kw 。一用一备。池内设格栅及液位控制器,为防止 污水 中的固形物沉积在池底,设空气搅拌系统。

    5.1.2  缺氧池

    地下砼结构。水力停留时间为 4 小时。尺寸为: 4 × 4 × 3 米。池内设弹性 填料 ,共 60m3 。下进水,池内设穿孔配水系统。

    5.1.3  好氧池

    地下砼结构。污泥负荷为 0.8KgBOD/KgMLSS.d 。水力停留时间为 12 小时。池内设弹性 填料 ,共 120m3 ,曝气采用微空 曝气器 ,共 120 个。尺寸为: 12 × 4 × 3 米。

    风机型号为: BH100 , Q=6.8m3/min , H=3mH2O,N=7kw 。一用一备。

    5.1.4  二沉池

    地下砼结构。竖流式,内置中心导流筒,泥斗倾角: 60 °。

    表面负荷为 0.9m3/m2.h 。沉淀时间为 2 小时。具体尺寸: 3 × 2 × 3 米。

    污泥回流 型号为: 25WQ5-15-0.55 , Q=5m3/h , H=15m,

    N=0.55kw 。一用一备。

    5.1.5  操作间

    控制操作风机房。尺寸: 2.5 × 2.5 × 2 米。该房设置在地面,用隔音材料制作,电控、风机安装在房内,内设消音材料,是我公司设计的专利产品。

    5.2  电气控制及运行班制

    5.2.1  电气控制

    1 )污水处理站配备备用电源以保证污水处理系统正常运行;总装机容量 16.6kw ,实际使用功率为 8.5kw 。

    2 )污水处理工艺主要机 泵 交替使用,互用互备,以达到保证正常运行的目的;

    3 )各类电气设备的启动、关闭和切换可通过电控柜自动按序实行联动,在控制柜的面板上设有自动 — 手动转换开关,必要时也可切换成手动控制;

    4 )各类电气设备均设置电路短路和过载保护装置;

    5 )污水调节池设置液位控制装置,根据液位的高低自动控制水 泵 的开停。

    5.2.2  运行班制及人员编制

    1 )运行班制:污水处理实行三班制连续运行。

    2 )人员编制:由于污水处理工艺的自动化程度较高,站房只需配置兼职 管 理人员 1-2 名。

    5.3  管 道与阀门及设备安装

    5.3.1  管 道

    所有的污水 ,污泥 均为 ABS 。

    5.3.2  阀门

    所有手动阀门均为蝶阀。

    6  总平面布置

    为了保证该区域的环境风貌,污水处理站主体处理构筑物为全地埋式,布置在绿化带下,各处理单元设检查井,以便于安装维修。风机房、电控室内置两台三叶罗茨鼓风机和电控设施以利用日常操作 理。污水处理中产生的异味气体通过设置专用排风 道接至附近高层建筑物屋顶排放,从而有效地避免了对周围环境造成二次污染。

    7  鼓风机房

    鼓风机设置隔音房,并在进出口风 上装可曲挠接头以减少振动产生的噪声。

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