【正文】 第一章 前言 食品工業(yè)廢水的來(lái)源食品工業(yè)原料廣泛，制品種類(lèi)繁多，排出廢水的水量、水質(zhì)差異很大。廢水中主要污染物有：漂浮在廢水中固體物質(zhì)，如菜葉、果皮、碎肉、禽羽等；懸浮在廢水中的物質(zhì)有油脂、蛋白質(zhì)、淀粉、膠體物質(zhì)等；溶解在廢水中的酸、堿、鹽、糖類(lèi)等；原料夾帶的泥砂及其他有機(jī)物等；致病菌毒等[1]。食品工業(yè)廢水主要來(lái)源于三個(gè)生產(chǎn)工段：（1）原料清洗工段：大量砂土雜物、葉、皮、鱗、肉、羽、毛等進(jìn)入廢水中，使廢水中含有大量懸浮物。（2）生產(chǎn)工段：原料中很多成分在加工過(guò)程中不能全部利用，未利用部分進(jìn)入廢水，使廢水含大量有機(jī)物。（3）成形工段：為增加食品色、香、味，延長(zhǎng)保存期，使用了各種食品添加劑，一部分流失進(jìn)入廢水，使廢水化學(xué)成分復(fù)雜。 食品工業(yè)廢水的危害近20年來(lái)，我國(guó)食品工業(yè)尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)食品工業(yè)快速發(fā)展，極大地促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和人民生活質(zhì)量的提高，但是在一段時(shí)期里，點(diǎn)多、面廣、量大的食品工業(yè)廢水直接排放，對(duì)水環(huán)境也造成了巨大壓力，成為主要的水污染源之一。食品工業(yè)廢水本身無(wú)毒性，但含有大量可降解的有機(jī)物質(zhì)，廢水若不經(jīng)過(guò)處理排入水體要消耗水中大量的溶解氧，造成水體缺氧，使魚(yú)類(lèi)和水生生物死亡。廢水中的懸浮物沉入河底，在厭氧條件下分解，產(chǎn)生臭氣惡化水質(zhì)，污染環(huán)境。若將廢水引入農(nóng)田進(jìn)行灌溉，會(huì)影響農(nóng)業(yè)果實(shí)的食用，并污染地下水源。廢水中夾帶的動(dòng)物排泄物，含有蟲(chóng)卵和致病菌，將導(dǎo)致疾病的傳播，直接危害人畜健康。因此，食品工業(yè)廢水在排放前必須除去各種有害成分[2]。 食品工業(yè)廢水常用的處理方法食品工業(yè)廢水處理除按水質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)預(yù)處理外，一般均宜采用生物處理。如對(duì)出水水質(zhì)要求很高或因廢水中有機(jī)物含量很高，可采用兩級(jí)曝氣池或兩級(jí)生物濾池，或多級(jí)生物轉(zhuǎn)盤(pán)．或聯(lián)合使用兩種生物處理裝置，也可采用厭氧—需氧串聯(lián)的生物處理系統(tǒng)。目前，國(guó)內(nèi)食品工業(yè)廢水的處理工藝基本上包括了各種先進(jìn)工藝，主要有：SBR法、生物接觸氧化法、UASB——TF法、氧化溝法和水解酸化好氧法等。國(guó)外在處理食品工業(yè)廢水方面探索出許多新方法，比如： 新加坡開(kāi)發(fā)出用活性污泥反應(yīng)器來(lái)處理大豆飲料加工廢水，其主要裝置由活性污泥好氧池及沉淀池組成，廢水在好氧池及沉淀池中的停留時(shí)間分別為8h和2h，經(jīng)過(guò)處理后，95%的COD、67%的氮和57%的磷可以被去除[3]。在墨西哥，采用生物轉(zhuǎn)盤(pán)反應(yīng)器RBC來(lái)處理玉米加工廢水[4]；在捷克，開(kāi)發(fā)了由預(yù)處理、厭氧消化及好氧降解三部分組成的廢水處理系統(tǒng)來(lái)處理土豆片加工廠所排放的廢水[5]，等。第二章 編制依據(jù)和設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)廢水水量400m3/d，K時(shí)=[6]，水質(zhì)特征如表1所示。表1 設(shè)計(jì)原水水質(zhì)項(xiàng)目 COD/ mg/L BOD5 /mg/L SS/ mg/L pH 溫度/℃ 數(shù)值 800~1200 500~600 100~150 5~6 常溫注：表中， COD平均為：1000 mg/L；BOD5平均為550mg/L；SS平均為：125mg/L。 處理要求 出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示[7]。表2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)項(xiàng)目BOD5/ mg/LCOD/ mg/LSS/ mg/LpH數(shù)值＜20＜100＜706～9~ 第三章 工藝流程選擇食品工業(yè)的廢水處理工藝。根據(jù)任務(wù)書(shū)中水質(zhì)特征的要求和比較，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的分析研究，其中主要污染物質(zhì)為懸浮物和呈膠體及溶解狀態(tài)的有機(jī)物,即BOD、COD。根據(jù)國(guó)內(nèi)外已運(yùn)行的食品廠廢水處理的工程的調(diào)查，要達(dá)到確定的治理目標(biāo)，可采用多種工藝，如：SBR法、接觸氧化法、UASB——TF法、氧化溝法和水解酸化好氧法等。現(xiàn)就SBR、氧化溝工藝及生物接觸氧化工藝進(jìn)行比較，盡可能使本設(shè)計(jì)工藝選擇達(dá)到最優(yōu)化。 生物接觸氧化方案生物接觸氧化法也稱(chēng)淹沒(méi)式生物濾池法和接觸式曝氣法，其在氧化池內(nèi)設(shè)置填料并淹沒(méi)在污水中，經(jīng)過(guò)曝氣充氧的污水與填料上的生物膜相接觸，在生物膜的作用下，有機(jī)物被生物膜所吸附，污水得到凈化[9]。雖然吸附過(guò)程很短，但被吸附的有機(jī)物可以?xún)?chǔ)存在生物膜中，有較長(zhǎng)時(shí)間為微生物所氧化、分解、吸收。當(dāng)生物膜達(dá)到一定厚度時(shí)，內(nèi)層生物膜由于缺氧，好氧菌死亡，黏附力減弱，就會(huì)脫落，再沉淀池中沉降下來(lái)。舊的生物膜脫落后，新的生物膜又會(huì)在原來(lái)脫落的地方生長(zhǎng)起來(lái)，如此新陳代謝，使氧化池凈化功能處于動(dòng)態(tài)平衡，使出水水質(zhì)保持穩(wěn)定。但是生物接觸氧化處理技術(shù)的主要缺點(diǎn)是：填料間水流緩慢，水力沖刷小，如果不另外采取工程措施，生物膜只能自行脫落，更新速度慢，膜活性受到影響，某些填料，如蜂窩管式填料還易引起堵塞，布水布?xì)獠灰走_(dá)到均勻[10]。另外填料價(jià)格較貴，加上填料的支撐結(jié)構(gòu)，投資費(fèi)用較高。如設(shè)計(jì)或運(yùn)行不當(dāng)，可能在局部部位出現(xiàn)死角[11]。 氧化溝方案氧化溝是活性污泥法的一種變形，它把連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池作為生化反應(yīng)器，混合液在其中連續(xù)循環(huán)流動(dòng)。隨著氧化溝技術(shù)的不斷發(fā)展，氧化溝技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出最初的實(shí)踐范圍，具有多種多樣的工藝參數(shù)、功能選擇、構(gòu)筑物形式和操作方式。如卡魯塞爾（Carrousel2000）氧化溝、三溝式（T型）氧化溝、奧貝爾（Orbal）氧化溝等。氧化溝工藝的優(yōu)點(diǎn)：(1)用轉(zhuǎn)刷曝氣時(shí)，設(shè)計(jì)污水流量多為每日數(shù)百立方米。用葉輪曝氣時(shí)，設(shè)計(jì)污水流量可達(dá)每日數(shù)萬(wàn)立方米。(2)氧化溝由環(huán)形溝渠構(gòu)成，轉(zhuǎn)刷橫跨其上旋轉(zhuǎn)而曝氣，并使混合液在池內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，渠道~／s，循環(huán)流量一般為設(shè)計(jì)流量的30~60倍。(3)氧化溝的流型為循環(huán)混合式，污水從環(huán)的一端進(jìn)入，從另一端流出，具有完全混合曝氣池的特點(diǎn)。（4)間歇運(yùn)行適用于處理少量污水?？衫貌僮鏖g歇時(shí)間使溝內(nèi)混合液沉淀而省去二沉池，剩余污泥通過(guò)氧化溝內(nèi)污泥收集器排除。連續(xù)運(yùn)行適用于處理流量較大的污水，需另沒(méi)二沉池和污泥回流系統(tǒng)。(5)工藝簡(jiǎn)單，管理方便，處理效果穩(wěn)定，使用日益普通。(6)氧化溝的設(shè)計(jì)可用延時(shí)曝氣的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行，導(dǎo)出曝氣池的體積，而后按氧化溝的工藝條件布置成環(huán)狀循環(huán)混合式。氧化溝工藝的缺點(diǎn)：(1)處理構(gòu)筑物較多；(2)回流污泥溶解氧較高，對(duì)除磷有一定的影響；(3)容積及設(shè)備利用率不高。氧化溝工藝基建和運(yùn)行費(fèi)用低，同時(shí)具有去除BOD5及脫氮除磷的作用，基建費(fèi)用比常規(guī)的活性污泥法要低40%~60%，其運(yùn)行費(fèi)用比常規(guī)活性污泥法也要低30%~50%[12]。 SBR方案序批式活性污泥法即SBR法是從Fillamp。Draw(充排式)反應(yīng)器發(fā)展而來(lái)的，其工作過(guò)程是：在較短的時(shí)間內(nèi)把污水加入到反應(yīng)器中，并在反應(yīng)器充滿(mǎn)水后開(kāi)始曝氣，污水中的有機(jī)物通過(guò)生物降解達(dá)到排放要求后停止曝氣，沉淀一定時(shí)間將上清液排出[13]。簡(jiǎn)短說(shuō)，上述過(guò)程可以概括為：短時(shí)間進(jìn)水，曝氣反應(yīng)，沉淀，短時(shí)間排水，進(jìn)入下一個(gè)工作周期。由于這項(xiàng)工藝在技術(shù)上具有某些獨(dú)特的優(yōu)越性，從1979年以來(lái)，本工藝在美、德、日、澳、加等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的污水處理領(lǐng)域，得到較為廣泛的應(yīng)用。八十年代以來(lái)該工藝在我國(guó)也受到重視，并得到應(yīng)用。本工藝系統(tǒng)最主要的特征是采用集有機(jī)污染物降解與混合液沉淀于一體的反應(yīng)器—間歇曝氣曝氣池。與連續(xù)式活性污泥法系統(tǒng)相較，本工藝系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，勿需設(shè)污泥回流設(shè)備，不設(shè)二次沉淀池，曝氣池容積也小于連續(xù)式，建設(shè)費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用都較低。此外，間歇式活性污泥法系統(tǒng)還具有如下各項(xiàng)特征:（1）在大多數(shù)情況下（包括工業(yè)廢水處理），無(wú)設(shè)置調(diào)節(jié)池的必要；（2）SVI值較低，污泥易于沉淀，一般情況下，不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象；（3）通過(guò)對(duì)運(yùn)行方式的調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)能夠進(jìn)行脫氮和除磷反應(yīng)；（4）應(yīng)用電動(dòng)閥、液位計(jì)、自動(dòng)計(jì)時(shí)器及可編程序控制器等自動(dòng)儀表，可能使本工藝過(guò)程實(shí)現(xiàn)全部自動(dòng)化，而由中心控制器控制；（5）運(yùn)行管理得當(dāng)，處理水水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式。SBR法處理食品廢水具有一次性投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、處理穩(wěn)定性好、處理效率高等特點(diǎn) ,是一種經(jīng)濟(jì)、有效的處理高濃度有機(jī)廢水的方法,特別是在場(chǎng)地緊張情況下 ,更顯示其優(yōu)越性[14]。因此，本設(shè)計(jì)采用SBR法處理食品廠廢水。本設(shè)計(jì)最后所選用的工藝流程如圖1。污水→格柵→污水提升泵房→調(diào)節(jié)沉淀池→SBR→出水外運(yùn)←污泥脫水間←重力濃縮池 圖1 SBR工藝流程圖第四章 主要處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 格柵格柵是由一組平行的金屬柵條組成，一般斜置于污水提升泵集水池前，或進(jìn)水渠道上，用來(lái)攔截水中呈懸浮或漂浮狀態(tài)的大塊固形物，以防止閥門(mén)、管道、水泵或后續(xù)處理設(shè)備堵塞或損壞[15]。格柵可以分為人工格柵和機(jī)械格柵兩種。人工格柵多用于小型水處理工藝；機(jī)械格柵則多用于大型水處理工藝。這類(lèi)格柵構(gòu)造復(fù)雜，維修量較大，但自動(dòng)化程度較高，可以減輕污染對(duì)工作人員所產(chǎn)生的毒害和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。本設(shè)計(jì)由于日排水量擬定為400m3/d，所以在提升泵前設(shè)置一道人工格柵。人工格柵具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝