食品工业废水处理设计

第一章前言

1.1 食品工业废水的来源

食品工业原料广泛，制品种类繁多，排出废水的水量、水质差异很大。废水中主要污染物有：漂浮在废水中固体物质，如菜叶、果皮、碎肉、禽羽等；悬浮在废水中的物质有油脂、蛋白质、淀粉、胶体物质等；溶解在废水中的酸、碱、盐、糖类等；原料夹带的泥砂及其他有机物等；致病菌毒等[1]。

食品工业废水主要来源于三个生产工段：

（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，使废水中含有大量悬浮物。

（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。

1.2 食品工业废水的危害

近20年来，我国食品工业尤其是乡镇食品工业快速发展，极大地促进了社会经济的增长和人民生活质量的提高，但是在一段时期里，点多、面广、量大的食品工业废水直接排放，对水环境也造成了巨大压力，成为主要的水污染源之一。

食品工业废水本身无毒性，但含有大量可降解的有机物质，废水若不经过处理排入水体要消耗水中大量的溶解氧，造成水体缺氧，使鱼类和水生生物死亡。废水中的悬浮物沉入河底，在厌氧条件下分解，产生臭气恶化水质，污染环境。若将废水引入农田进行灌溉，会影响农业果实的食用，并污染地下水源。废水中夹带的动物排泄物，含有虫卵和致病菌，将导致疾病的传播，直接危害人畜健康。因此，食品工业废水在排放前必须除去各种有害成分[2]。

1.3 食品工业废水常用的处理方法

食品工业废水处理除按水质特点进行适当预处理外，一般均宜采用生物处理。如对出水水质要求很高或因废水中有机物含量很高，可采用两级曝气池或两级生物滤池，或多级生物转盘．或联合使用两种生物处理装置，也可采用厌氧—需氧串联的生物处理系统。

目前，国内食品工业废水的处理工艺基本上包括了各种先进工艺，主要有：SBR法、生物接触氧化法、UASB——TF法、氧化沟法和水解酸化好氧法等。国外在处理食品工业废水方面探索出许多新方法，比如：新加坡开发出用活性污泥反应器来处理大豆饮料加工废水，其主要装置由活性污泥好氧池及沉淀池组成，废水在好氧池及沉淀池中的停留时间分别为8h和2h，经过处理后，95%的COD、67%的氮和57%的磷可以被去除[3];在墨西哥，采用生物转盘反应器RBC来处

理玉米加工废水[4]；在捷克，开发了由预处理、厌氧消化及好氧降解三部分组成的废水处理系统来处理土豆片加工厂所排放的废水[5]，等。

第二章编制依据和设计内容

2.1 设计资料

设计废水水量400m3/d，K时=1.5[6]，水质特征如表1所示。

表1 设计原水水质

项目COD/mg/L BOD5 /mg/L SS/mg/L pH 温度/℃

数值800~1200 500~600 100~150 5~6 常温注：表中， COD平均为：1000 mg/L；BOD5平均为550mg/L；SS平均为：125mg/L。

2.2 处理要求

出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）中的一级标准，如表2所示[7]。

表2 设计出水水质

项目BOD5/mg/L COD/mg/L SS/mg/L pH

数值＜20 ＜100 ＜70 6～9

~

第三章工艺流程选择

食品工业的废水处理工艺。根据任务书中水质特征的要求和比较，经过进一步的分析研究，其中主要污染物质为悬浮物和呈胶体及溶解状态的有机物,即BOD、COD。根据国内外已运行的食品厂废水处理的工程的调查，要达到确定的治理目标，可采用多种工艺，如：SBR法、接触氧化法、UASB——TF法、氧化沟法和水解酸化好氧法等。现就SBR、氧化沟工艺及生物接触氧化工艺进行比较，尽可能使本设计工艺选择达到最优化。

3.1 生物接触氧化方案

生物接触氧化法也称淹没式生物滤池法和接触式曝气法，其在氧化池内设置填料并淹没在污水中，经过曝气充氧的污水与填料上的生物膜相接触，在生物膜的作用下，有机物被生物膜所吸附，污水得到净化[9]。虽然吸附过程很短，但被吸附的有机物可以储存在生物膜中，有较长时间为微生物所氧化、分解、吸收。当生物膜达到一定厚度时，内层生物膜由于缺氧，好氧菌死亡，黏附力减弱，就会脱落，再沉淀池中沉降下来。旧的生物膜脱落后，新的生物膜又会在原来脱落的地方生长起来，如此新陈代谢，使氧化池净化功能处于动态平衡，使出水水质保持稳定。

但是生物接触氧化处理技术的主要缺点是：填料间水流缓慢，水力冲刷小，如果不另外采取工程措施，生物膜只能自行脱落，更新速度慢，膜活性受到影响，某些填料，如蜂窝管式填料还易引起堵塞，布水布气不易达到均匀[10]。另外填料价格较贵，加上填料的支撑结构，投资费用较高。如设计或运行不当，可能在局部部位出现死角[11]。

3.2 氧化沟方案

氧化沟是活性污泥法的一种变形，它把连续环式反应池作为生化反应器，混合液在其中连续循环流动。随着氧化沟技术的不断发展，氧化沟技术已远远超出最初的实践范围，具有多种多样的工艺参数、功能选择、构筑物形式和操作方式。如卡鲁塞尔（Carrousel 2000）氧化沟、三沟式（T型）氧化沟、奥贝尔（Orbal）氧化沟等。

氧化沟工艺的优点：

(1)用转刷曝气时，设计污水流量多为每日数百立方米。用叶轮曝气时，设计污水流量可达每日数万立方米。

(2)氧化沟由环形沟渠构成，转刷横跨其上旋转而曝气，并使混合液在池内循环流动，渠道中的循环流速为0.3~0.6m／s，循环流量一般为设计流量的30~60倍。

(3)氧化沟的流型为循环混合式，污水从环的一端进入，从另一端流出，具有完全混合曝气池的特点。

（4)间歇运行适用于处理少量污水。可利用操作间歇时间使沟内混合液沉淀而省去二沉池，剩余污泥通过氧化沟内污泥收集器排除。连续运行适用于处理流量较大的污水，需另没二沉池和