食品废水处理方案.docx
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食品废水处理方案
食品厂废水治理工程
技
术
方
案
............环保工程有限公司
公司简介
………………………………….
第一章概述
1.1项目基本情况
项目名称：
.............食品厂废水治理工程。
建设单位：
.............食品厂。
建设地点：
重庆沙坪坝区井口镇.............食品厂内。
处理规模：
设计日处理能力20m3/d。
设计单位：
............................环保工程有限公司。
.............食品厂位于重庆沙坪坝区井口镇。
生产的主要食品有泡椒凤爪。
在生产过程中，将产生泡椒凤爪的浸泡水；生产设施的冲洗水、地面冲洗水等。
废水污染浓度高，排放废水COD高达2800mg/L，BOD51200mg/L，同时废水中还含有盐、野山椒、花椒、有机酸、碱、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、乳酸、冰醋酸等，是一种新兴的食品工业废水。
其污染严重，已引起了.............食品厂的重视，拟新建废水处理设施，使废水达标排放。
受.............食品厂的邀请，............................环保工程有限公司对该项目提出设计方案。
第二章设计说明
2.1废水的水量与水质
在自然界中，大多数有机物可通过生化、理化反应得到分解，但分解过程有易有难，它与废水的水质特性有至关重要的关系。
制定一个合理、经济、实用的设计方案，首先应从认识废水的水量与水质开始。
2.1.1废水的来源与水质
该公司食品生产主要以鸡爪为主要原料，生产泡野山椒凤爪等。
野山椒凤爪生产废水
在野山椒凤爪生产工段的废水主要来自原料解冻、清洗、蒸煮、泡制。
☆解冻时产生解冻水、清洗废水，废水含有脂肪、蛋白质、血液、肉屑、骨质等，废水污染浓度较低，废水呈中性，属较易处理的废水。
☆原料蒸煮废水，解冻、清洗后的鸡爪进入蒸煮工段将产生蒸煮废水和洗锅水。
此类废水污染浓度较高，含有脂肪、蛋白质等，废水呈中性，可生化性好，较易生化处理。
☆泡制工段废水，蒸煮后的鸡爪进入泡制工段，该工段采用特殊工艺泡制，利用野山椒、食盐、花椒、香料、食品添加剂等，在厌氧条件下利用由专性发酸菌种发酵，生产出味美、香溢、鲜辣、可口的泡野山椒凤爪。
取出泡椒凤爪后发酵罐内剩下的发酵水除少部分回收利用外，其余排放。
这类废水污染浓度高，成份复杂，含有蛋白质、脂肪、食盐、花椒、野山椒、发酵菌种、乳酸、冰醋酸等，废水呈酸性。
废水可生化性较好，但食盐、花椒、野山椒、发酵菌种对废水的生化处理有很大的影响，反而不易生化处理，属处理难度较大废水。
2.1.2废水的水量
根据.............食品厂提供，目前，泡野山椒凤爪生产量最大。
因此，生产废水主要是泡椒凤爪产生的废水。
生产废水日排放总量为20m3/d。
2.2设计进水水质
据实际现场取水化验，废水排放水质如表2-1，即设计进水水质参数为：
表2-1废水水质水量表单位：
mg/L
废水类型
pH
NH3-N
COD
BOD5
水量（m3/d）
进水
6-9
19.2
2800
1200
20
注：
设计取值为平均值
2.3排污条件
该项目生产废水经处理后外排至厂区附近沟渠。
2.4设计出水水质
根据环保要求，该项目生产废水执行（GB8978-1996）《污水综合排放标准》一级排放标准（见表2-2）。
表2-2（GB8978-1996）《污水综合排放标准》一级标准
污染物
pH
COD
BOD5
SS
NH3-N
排放标准
6-9
100
30
70
15
单位：
mg/L
2.5设计依据
2.5.1.............食品厂的邀请；
2.5.2生产废水的水量与水质；
2.5.3实际取水生化处理实验取得的成功经验；
2.5.4我公司从事废水治理工程的成功经验；
2.5.5法律法规
《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）
《中华人民共和国水污染防治法》（1996年5月）
《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（2000年3月）
《建设项目环境保护条例》（1998年11月）
《建设项目环境保护设计规范》（1987年3月）
2.4.6规范和标准
《污水泵站设计规范》（CDJOB-23-91）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）
《民用建筑电气设计规范》（JBJ/T16-92）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-91）
《中华人民共和国环境保护法》
《中华人民共和国水污染防治法》
《室外排水设计规范》（GBJ14-87）
《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2002）
《低压配电及线路设计规范》（GBJ54-83）
《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
《地下工程防水技术规范》（GB5007-2002）
《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）
《建筑地基基础设计规范》（JGJ79-2002）
国家和地方订制的有关规范和标准
2.6设计原则
依据.............食品厂有关资料和环保要求，处理后生产废水达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。
2.6.1先进性：
技术可靠，选用目前先进成熟技术或已有成功经验的治理技术。
争对废水水质特点，采用适当的处理措施达到预期的处理效果。
2.6.2实用性：
因地制宜、设计合理。
选用适当、合理的高程控制。
尽量减少废水提升，降低工程造价和运行成本。
2.6.3可靠性：
尽量精简、优化设备，选用国内、外知名品牌。
装置运行稳定可靠，采用时间自动控制，各工艺运转得到有效监控，处理出水稳定达标，便于维护管理。
2.6.4高性价比：
精心设计，做到投资省，运行费用低，工程性能优良。
2.6.5高安全性：
强化风险事故防范措施，做到布局合理、环境协调、功能完善。
2.7设计范围
2.7.1本工程设计包括废水（污水）处理系统所设置的工艺设备的采购或制造、安装、调试、操作人员的培训及维护手册的编制，控制系统和配套土建工程设计，以及主要设备及材料清单、工程投资概算、技术经济分析、主体工艺图纸。
2.7.2废水处理系统以进、出水口1米为交接点。
2.7.3电气以电控柜的上接线柱为交接点。
第三章废水治理方案设计
3.1处理工艺的选择
废水一般都是很复杂的混合物，尤其是工业废水。
其净化处理往往需要不同的技术组合成一定的工艺流程。
工艺流程的选择对处理效果、占地面积、运行管理、基建费用、处理成本等重要参数都有很大的影响。
所以对废水水质特性的认识来确定处理工艺就显得尤为重要。
上一章我们分析了废水的来源和水质，总的来看，废水污染浓度高，含有动植物油、食盐、辣椒、花椒、香料、食品添加剂、发酵菌种、蛋白质、脂肪、木质素、纤维素、果糖、果胶、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、乳酸、冰醋酸等，废水呈酸性。
从BOD5/COD的比值来看，废水可生化性好。
但实际上废水不易腐败，生物菌种难以在该废水环境中生长。
因此，必须采用适当的物化处理和生化处理，才能使废水达标排放。
而物化处理和生化处理的方式较多，选用合理的工艺及控制才是达标的保证。
一般来讲，物化处理作为废水的预处理，即采用较短的工艺，较大幅度地降低污染浓度，为后续生化处理创造条件；生化处理作为废水的二级处理，去除废水中溶解性的有机污染物。
3.1.1物化处理法
3.1.1.1隔油
由于废水含有动植物油、脂肪。
油类最有效的处理方法就是隔油、气浮。
我们选用重力分离隔油池将油粗粒化，即隔油池内装填亲油疏水材料聚集油粒，油粒变大后，由于比重较水轻而上浮，再通过打捞去除浮油。
3.1.1.2浮选
浮选是将水中分散油及部分浮化油经化学破乳、混凝，再通过气浮操作方法去除。
根据本项目废水特点，选用浮选方式若只去除油类显然没有很好地发挥浮选的功能。
经实验，通过调整pH、混凝反应后废水悬浮物较轻，沉淀需要时间较长，因此选用浮选可达到事半功倍的效果。
水处理的气浮操作是将水、污染杂质和气泡这样一个多相体系中含有的疏水性污染粒子，或者附有表面活性物的亲水性污染粒子，有选择地从废水中吸附到气泡上，以泡沫形式从水中分离除去的一种操作过程。
因此，气浮法处理废水的实质是，气泡和粒子间进行物理吸附，并形成浮选体上浮分离。
吸附到气泡上而被上浮的污染物，它在水中必须是独立相或难溶解的。
利用气浮方法也可以去除水中某些溶解污染物，但是以分子态或离子态混溶于水中，在气浮前必须经过化学处理，将其转化为不溶性固体物或可沉淀络合物，成为微细颗粒，然后进行气-粒结合，再予以分离。
即为混凝气浮法。
3.1.1.3气浮方式的选择
混凝气浮的方式常用的气浮方法有空气加压溶气气浮和溶气泵溶气气浮等，空气加压溶气气浮由于需要空压机、溶气罐等，且操作烦琐，目前已较少采用。
空气在水中的最大溶解量主要与饱和和压力、水温和水质有关。
对于气浮而言，希望最可能多的溶解空气。
溶气泵溶气气浮是在泵内建立压力的过程中产生气液两相充分的混合并达到饱和。
这个饱和度通过出口处的溶气段可以进一步得到提高，且溶气微细气泡小（<30μm）。
因此，气浮效果十分理想。
表3-1传统气浮与溶气泵气浮的比较
比较项目
传统气浮
多相泵气浮
设备配置
气体压缩机
3个水泵（2开1备）
N=2×7.5KW
Q=2×9m3/h
气液比8.3%
1个溶气罐
1个多相泵
N=5.5KW
Q=17.5m3/h
气液比15%
气浮效果
用户不满意，排放不达标
分离率提高，达标排放
经济效益和设备可靠性
运行成本较高
低运行成本
由于溶气泵气浮具有溶气效果好、分离率高、省电、维护费用低、操作方便等诸多优点而被采用。
3.1.2废水的生化处理
通过混凝气浮后，废水可生化性得到改善，在一定的工艺环境中辅以生物制剂的投加，采用微生物法处理这类难度废水成为可能。
通过实验，我公司培育出了耐盐性、耐辣椒、抗发酵菌种的生物品种。
我们将这种难度废水导入设定的生化处理系统可能产生下列某种或多种效应：
*抑制有机物、盐分、发酵菌干扰了生物处理系统的正常功能，总的处理效果变坏。
*非生物降解有机物不影响处理效果，但本身难降解并毫无变化地通过处理系统。
*化学转化生物过程将有机物转变成一种不同的化学物质，这种物质不再对原来的分析检验产生影响。
*生物降解有机物被矿物化并氧化为二氧化碳、水以及合成细胞物质。
*驯化降解有机物最初导入时不降解，但继续一段时间后会引起生物的适应和迁移。
最终导致物质的降解。
*吸附有机物通过泥土颗粒，主体污泥或者混合液中颗粒物的吸附而从废水中被除去，没有发生生物降解。
传统的废水生物处理技术在环境治理工程中一直发挥着巨大的作用，并得到广泛的应用，但它们存在着一些不尽人意的弊病，如承受BOD5、COD的能力低，反应时间长，产泥量大，氮磷去除率不高，难分解性物质不易分解，抗其他生物干扰弱、耐盐性差，二次污染的因素仍然存在。
在自然界中，微生物种类有成千上万，并且对环境的净化都起着一定的作用，有的能转化有机物，有的能富集重金属，还有的对氮磷的循环起着巨大的作用。
然而由于它们极小，故对环境自净所起的作用一直被忽视。
我们通过对化工废水、难生化废水多年的研究，在对污染物的化学结构分析和微生物的代谢特点不断了解的基础上，借助酶催化及基因工程手段，构建能在含盐、恶劣条件废水中生存并降解有机物的新型生物品种。
废水进入生物催化工艺，在酶催化的作用下，使微生物获得高耐盐性，高降解活性以及特异或广谱降解污染物的优良性状，从而创造出新的高效处理工艺。
许多细菌都能产生内切酶，但种类不同，现在已经知道的内切酶有数百种，它们具有的共同特点是，都有专一性的DNA识别顺序，都能在DNA链的当中切开DNA，但切开的方式又分为两种：
主要的一种是切成粘性末端，即切开之后，双链DNA留有单链的末端，当这些具有互补的核甘酸顺序的末端相遇时，又可以重新连接起来成为双链；另一种类是切成平末端，即切开之后只有平末端，而无单链末端，这样的末端相遇时，在连接酶的帮助下仍然可以再连接起来。
内切酶解决了异源DNA体外重组，重组之后的异源DNA回到细胞中即显示出生物活性来。
但回到细胞中需要一种载体——降解性质粒。
有机污染物的生物降解即是这种能编码污染物降解酶的降解质粒所控制。
我们利用降解性质粒来构建了高效工程菌，代谢碳氢化合物的活性极强，天然菌需要一年以上的时间才能降解的物质，它仅用几个小时便可以完成。
接种这种含有特殊降解基因的菌株，通过转移过程，增加携带特殊基因的微生物量，快速完成驯化和降解过程，从而提高去除有毒有机物的效率。
为了构建一个高效的废水处理系统，我们将筛选出来的高效工程菌加以稳定，以提高生物量和使其具有稳定性。
细菌经稳定后，许多反应特性都发生了变化，其中主要包括微生物活性的变化，微生物稳定性的变化，氧和底物传质速率的变化。
微生物从本质上讲也是一种含有多种官能团的蛋白质结构，经稳定化后，能耐pH值变化，有机物浓度变化，生物毒性物质等的冲击，不易失活，使得反应系统中主体的底物浓度及氧浓度与微生物所处区域的底物及氧浓度发生差异，从而引起传质效果的变化。
由于我们选择了为特定污染物有较强分解能力的酶或微生物，所以，对这类难降解的含盐有机废水适应能力强。
我们培育出来的高效生物菌种需要接种在高效处理工艺上来完成，经分析比较，分别选用气浮——厌氧——好氧
3.1.2.1UBF反应器
UBF反应器在升流式厌氧污泥床（UASB）的基础上改进而成，工艺取消了三相分离器，增设了生物载体。
能适应高浓度废水，耐冲击负荷强，颗粒污泥性状好，通过强化接种后能适应本项目的废水处理。
3.1.2.2好氧工艺
好氧生物处理的主要去除对象是污水中溶解的和胶体状态的有机污染物。
通过微生物的代谢作用予以转化和稳定，达到无害化。
按照污水好氧生物反应器中微生物的生长状态，好氧生物处理可划分为悬浮生长工艺和附着生长工艺。
悬浮生长工艺以活性污泥为代表，该法通过70多年对其生物反应和净化机理的深入研究和不断改进，形成了氧化沟、AB法、SBR法、A/O法等派生工艺。
附着生长工艺以生物膜法为代表，包括生物滤池、接触氧化、生物转盘等。
生物接触氧化法是具有活性污泥与生物滤池优点的生物膜法，生物接触氧化池内设置填料，填料淹没在废水中，填料上长满生物膜，废水与生物膜接触过程中，水的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化成新的生物膜。
从填料上脱落的生物膜，随水流到沉淀池后被除去，废水得到净化。
生物接触氧化法的主要优点：
（1）由于填料的比表面积大，池内充氧条件好，氧化池内单位容积的生物量高于活性污泥法曝气池及生物滤池，可以达到较高的容积负荷；
（2）接触法氧化池的填料上栖息着大量的高活性微生物，它们能够高效快速地吸附合成和氧化分解污水中的有机物。
由于填料上老化的生物膜会不断脱落，从而使填料上附着的生物膜能较长时间地保持高活性，所以不需污泥回流污泥产量低、无污泥膨胀、运行稳定
（3）局有较高的氧利用率；
（4）与活性污泥法和氧化沟工艺相比，接触法虽然容积负荷高，但污泥产量较低，主要是因为：
a.氧化池内的微生物链比较完整和稳定；b.微生物内源呼吸进行得较充分，合成物质被进一步氧化；c.生物填料内部存在缺氧和厌氧区，能部分分解、转化有机物。
3.1.3结论
结合本项目生产废水的特点,在处理工艺上选用具有经济适用性高、处理效率高的混凝气浮工艺；重点强化厌氧、好氧工艺，通过投加生物酶，培育出高效工程菌，使工艺段微生物群落种类和数量大增，具有极强的耐冲击负荷能力和耐盐性。
确保处理出水达标排放。
因此，我们选用“混凝气浮＋厌氧工艺＋好氧工艺”为主的处理路线。
3.2处理工艺流程
图3-1废水处理工艺流程图
3.3工艺原理
3.3.1格栅池
格栅池主要作用是拦截颗粒较大的杂质，防止赌塞后续工艺水泵，设置格栅，自动有效地捞出水中的较大杂物。
废水进入隔油池。
3.3.2隔油池
本池采用浅池沉淀理论，池内设亲油疏水材料聚集油粒，油粒变大后，由于比重较水轻而上浮，再通过打捞去除浮油。
3.3.3调节池
废水经隔油池分油后，进入调节池。
从废水的水源上分析，其排出的废水水质和水量是不均衡的，随时都有可能发生变化。
这种变化对废水处理设施发挥其正常功能是不利的，甚至可能遭到破坏。
在这种情况下设调节池是十分必要的。
一是对水量和水质进行调节与均和，有利于控制药剂的投加量；二是该池容量大，能起着较大的水量贮存作用。
3.3.4溶气气浮机
调节池内废水由泵提升的同时加入螯合剂等，与废水混合反应后。
胶体离子间的平衡稳定被打破，形成矾花与水分离。
在溶气气浮的作用，絮凝物、油类被浮出水面，由刮渣机刮出至污泥浓缩池。
清水自流入厌氧配水池。
3.3.5厌氧池
厌氧配水池废水经泵提升，压力水通过布水器均匀布水，自下而上经过具有良好凝聚和沉淀性能的高质量分数厌氧污泥（污泥床），与厌氧微生物充分接触反应，从而快速降解水中有机物。
厌氧分解过程中产生的沼气形成微小气泡不断释放、上升，逐渐形成大的气泡，搅动中的上部污泥和有机物再次通过设在池体上部的滤层，污泥被拦截，有机物进一步分解。
处理后的水从沉淀区上部溢流排入好氧配水池。
产生的剩余污泥用排放到污泥浓缩池。
3.3.6接触氧化池池
废水从初沉池自流入接触氧化池进行曝气，降解污染物，然后进入斜管沉淀池。
共设接触氧化池一座。
3.3.7污泥浓缩池
污泥浓缩池用于处理溶气气浮机产生的浮渣、厌氧池和接触氧化池池产生的剩余污泥，污泥浓缩池采用渗滤、风干方式。
3.4工艺技术特点
3.4.1工艺流程短，先进实用，工艺完整，废水处理达标排放，处理效果稳定，无二次污染。
3.4.2通过培养出的高效优势菌种接种于厌氧池中和接触氧化池池中，使生物处理系统获得耐盐性，抗异类生物干扰，对这类高浓度、难降解有机物去除效果好。
3.4.3整个工艺用电设备采用了时间自动控制，和最省电模式，操作管理方便，运行费用低。
3.5处理装置平面布置和高程控制
根据污水处理站场地位置及地理条件，在设计上尽力做到：
3.5.1总体布局整齐美观，功能区分明显；
3.5.2建、构筑物按流程秩序排列，并尽量避免管线迂回；
3.5.3符合供电、给水、排水、消防等方面的有关规定；
3.5.4工艺选用适宜的高程控制达到自流，与构筑物合理的结构形式协调，降低工程造价。
第四章废水处理单元参数
4.1主要构筑物设计参数
表4-1主要构筑物设计参数
序号
构筑物名称
水力停留时间
有效容积
（m3）
单位
数量
备注
1
隔油调节池
15h
30
座
1
钢混
2
气浮反应池
4h
10
座
1
钢混
3
厌氧池
18h
36
座
1
钢混
4
接触氧化池
18h
36
座
1
钢混
5
斜管沉淀池
3h
6
座
1
钢混
6
生物过滤池
3h
6
座
1
钢混
7
污泥干化池
4h
10
座
1
钢混
8
清水池
1h
2
座
1
钢混
4.2主要设备配置
表4-2主要设备配置一览表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
人工隔栅
D=20mml=2m
套
1
自制
2
防腐水泵
Q=5m3/hH=15m
台
1
3
潜污泵
Q=5m3/hH=15m
台
4
4
溶气气浮装置
TX2-y
套
1
5
潜水搅拌机
台
1
6
加药装置
V=500L
套
3
自制
7
曝气泵
CP51.5-65
台
1
8
生物填料
ф150
m3
40
9
反应池搅拌机
台
1
10
潜水曝气机
3L32WD
台
1
11
生物滤料
ф5-50mm
m3
3
12
斜管填料
ф50
m3
3
13
各种支架
批
1
自制
14
管道、阀门
批
1
15
电线、电缆
批
1
16
电气控制柜
台
1
自制
17
优势菌种
批
1
第五章人员编制和运营管理
5.1人员编制
参照（85）城劳字第5号城乡建设部《城市建设各行试行标准》和《废水治理工程附属建筑和附属设备标准》，并结合本工程的实际情况确定：
5.1.1生产操作人员1人监管。
5.1.2生产实行一班制，浮选在8小时内完成，其余工艺由时间自动控制运行。
5.1.3不设置独立设备维修及大修人员，与工厂生产设备维护一并考虑。
5.2管理机构
为确保废水处理生产正常、安全运行，工程范围内日常管理人员1人，其主要职责：
负责废水处理生产正常，安全运行；
组织运行情况的日常监测，并制定维修和大修计划。
5.3其它
5.3.1水质分析不配置设备仪器，定期交相关部门监测。
5.3.2设备检修和维护由生产工厂维修部门负责。
第六章投资概算
6.1工程总造价表
工程名称:
.............食品厂废水治理工程（Q1=20m3/d）
表6-1工程总造价表
序号
项目
取费标准
金额
（万元）
备注
1
土建工程费用
5.44
详见表6-1
2
设备设施费用
12.95
详见表6-2
3
安装费
2×6%
0.77
4
调试费
（1+2）×3%
0.55
5
设计费
（1+2）×3%
0.55
6
税金
（1+2+3+4+5）×3%
0.89
合计
21.15
注：
1、本报价不含环保监测费（由相关环保部门收取）
2、本报价为人民币：
贰拾壹万壹仟伍佰元整。
6.2主要（建）构筑物直接费
表6-2主要（建）构筑物直接费用表
序号
构筑物名称
单位
工程量
金额（万元）
备注
1
隔油调节池
m3
30
1.2
钢混
2
气浮反应池
m3
10
0.4
钢混
3
厌氧池
m3
36
1.44
钢混
4
接触氧化池
m3
36
1.44
钢混
5
斜管沉淀池
m3
6
0.24
钢混
6
生物过滤池
m3
6
0.24
钢混
7
污泥干化池
m3
10
0.4
钢混
8
清水池
m3
2
0.08
钢混
9
金额合计
5.44
6.3主要设备与造价
表6-3主要设备与造价一览表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
单价
（万元）
总价
（万元）
1
人工隔栅
D=20mml=2m
套
1
0.05
0.05
2
防腐水泵
Q=5m3/hH=15m
台
1
0.3
0.3
3
潜污泵
Q=5m3/hH=15m
台
4
0.15
0.6
4
溶气气浮装置
TX2-y
套
1
4
升级会员 