摘 要

近年来，人们的生活水平日益提高，生活节奏不断加快，美味可口的速食产品满足了人们的用餐需求，生产量也在逐年增加，其中海鲜类速食产品因其口味鲜美、蛋白质丰富尤其受大众欢迎。与此同时，生产海鲜类速食产品产生的工业废水由于具有有机污染物浓度高的特点，不易降解去除，给水环境保护问题带来了很大的挑战。完善与加强此类工业废水的处理与处置刻不容缓，意义重大。

本文主要进行了鱼糜废水的处理工艺设计，根据水质和水量制定了合适的处理方案。由于鱼糜废水中COD_cr与BOD₅的浓度都较高，为了减轻各部分的处理负荷，主体工艺选择用厌氧生物处理与好氧生物处理相组合的处理工艺。设计结果表明，该厂鱼糜废水的BOD₅/COD_Cr=0.27，可生化性不高，可专设水解酸化池提高其可生化性，为后续的生物处理工艺创造有利的条件。

本设计的特色在于处理程度高，投资成本与运行成本低且剩余污泥量少。主体工艺采用水解酸化池—UASB—氧化沟组合工艺处理废水，水解酸化池可以提高废水可生化性，UASB的厌氧生物处理工艺能够有效降解有机污染物，也能减轻后续好养生物处理工艺的处理负荷，最后用氧化沟工艺处理废水，使出水溶解氧浓度及水质都能达到《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》(GB27631-2011)的间接排放要求，完成设计目标。

关键词：鱼糜废水；生化处理；UASB；氧化沟；

Abstract

In recent years, people's living standards have been improving, the pace of life has been accelerating, delicious fast food products meet people's dining needs, and the production is increasing year by year. Seafood fast food products are especially popular among the public due to their delicious taste and rich protein. At the same time, the industrial wastewater from the production of seafood products is difficult to be degraded and removed due to its high concentration of organic pollutants, which brings a great challenge to water environmental protection. It is of great significance to improve and strengthen the treatment and disposal of such industrial wastewater.

This article mainly carried on the fish surimi wastewater treatment process design, and the appropriate treatment scheme is formulated according to the water quality and quantity. Due to the high concentration of CODcr and BOD5 in the surimi wastewater, the combination of anaerobic biological treatment and aerobic biological treatment was selected as the main process to reduce the treatment load of each part. The design results show that the BOD₅/COD_Cr of surimi wastewater is 0.27, and its biodegradability is not high. A hydrolysis acidification tank can be set up to improve its biodegradability and create favorable conditions for the subsequent biological treatment process.

The design features high treatment degree, low investment and operation costs, and less excess sludge. The main process uses hydrolytic acidification tank-UASB-oxidation ditch combined process to treat wastewater. The hydrolytic acidification tank can improve the biodegradability of wastewater; the anaerobic biological treatment process of UASB can effectively degrade organic pollutants and reduce the treatment load of subsequent aerobic process; finally, the oxidation ditch process is used to treat wastewater so that the dissolved oxygen concentration and water quality of the effluent can reach meet the indirect discharge requirements of the Standards for Discharging Water Pollutants from Fermented Alcohol and Liquor Industry (GB27631-2011), and achieve the design objectives.

Keywords: fish surimi wastewater；Biochemical treatment；UASB；Oxidation ditch

目录

第1章绪论 1

1.1 工业废水概述 1

1.2 鱼糜废水的来源和特点 2

1.3 鱼糜废水处理工艺概述 2

1.3.1 物化法 3

1.3.2 厌氧生物处理法 3

1.3.3 好氧生物处理法 3

1.4 设计的目标和任务 4

第2章 处理工艺的确定及选择依据 6

2.1 工艺路线确定的原则和要求 6

2.2 项目简述 6

2.3 污水处理工艺方案概述 6

2.3.1 水量和水质分析 7

2.3.2 厌氧生物处理工艺的确定 8

2.3.3 好氧生物处理工艺的确定 9

2.3.4 工艺流程的确定 11

2.4 污水处理构筑物的选型 11

2.4.1格栅及污水泵房 11

2.4.2 沉砂池 12

2.4.3 预曝气调节池 13

2.4.4 水解酸化池 13

2.4.5 氧化沟 14

2.4.6 沉淀池（二沉池） 16

2.4.7 消毒 17

2.5 污泥处理构筑物的选择 18

2.5.1 污泥浓缩 18

2.5.2 污泥脱水 18

第3章 污水及污泥处理工艺设计计算 20

3.1 污水处理工艺设计计算 20

3.1.1 粗格栅 20

3.1.2 污水提升泵房 22

3.1.3 细格栅 23

3.1.4 预曝气调节池 26

3.1.5 旋流沉砂池 26

3.1.6 水解酸化池 28

3.1.7 UASB 29

3.1.8 氧化沟 32

3.1.9 堰式配水井 38

3.1.10 辐流式二沉池 39

3.1.11 液氯消毒池 42

3.1.12 计量设施 44

3.2 污泥处理工艺的设计计算 45

3.2.1 污泥浓缩池 46

3.2.2 污泥脱水间 46

第4章 污水处理厂的总体布置 48

4.1 污水处理厂的总平面布置 48

4.1.1 厂区布置原则 48

4.1.2 厂区布置形式 48

4.1.3 平面布置的基本内容 48

4.2 管道布设 49

4.2.1 布设要求 49

4.2.2管道计算 49

4.3 污水处理厂的高程布置 50

4.3.1 高程布置注意事项 50

4.3.2 高程计算 50

第5章 污水处理厂工程预算 54

5.1 工程造价预算 54

5.1.1预算依据 54

5.1.2预算总计 54

5.2 运行管理及费用 57

5.2.1管理机制及定员 57

5.2.2 运行费用计算 57

5.3 效益分析 59

5.3.1环境效益 59

5.3.2 社会效益 59

5.3.3 经济效益 59

第 6 章 结论 61

参考文献 62

致 谢 64

第1章绪论

1.1 工业废水概述

伴随工业生产过程产生的废污水为工业废水，其中还包括一些由生产过程产生的污染物、生产用料以及中间产品和产物。随着现代工业的迅猛发展，工业废水的数量和种类也不断增加，很多工厂和企业为了减少成本，获取更大的利润，都选择减少对污水处理的资金投入，致使工业废水排放无法达标，给清洁的水环境造成了很大的威胁，也危及了社会的综合发展。根据排放的污水对环境的危害程度不同，大致可分为：有机污染物、固体污染物、油类污染物、生物污染物等[^[1]]。

目前，我国在工业废水处理方面已经取得了一定的成绩，对于物理、化学和生物方面的处理技术也在不断研究。物理处理技术的原理主要是依靠污染物自身的物理性质，例如密度、体积等，再利用它们与水物理性质的差异，从而实现分离和去除。物理方法主要包括：电解、吸附和分离。物理电解就是通过电解水，通过得失电子的过程来进行污染物的去除，特别是金属污染物；吸附就是利用具有吸附能力的物质，例如活性炭等，对水中污染物进行吸附，达到净化水质的作用；分离主要是利用纯水和废水沸点的不同来去除污染物。化学处理技术是通过向废水中加入化学物质，使其与污染物发生反应，达到去除的目的。主要工艺包括：氧化还原法、酸碱中和法以及混凝法等。氧化还原法就是加入氧化还原剂与污染物质进行反应，形成沉淀或变成气体除去；酸碱中和法就是加入调节废水酸碱度的物质，减少对生态环境和人体产生的危害；混凝法就是加入混凝剂使废水中小颗粒物质凝聚成大颗粒被去除[^[2]]。应用生物净化废水的原理主要是基于微生物的新陈代谢作用，降解废水中污染物，主要是针对有机污染物，并将其转化为简单的无机污染物。根据对溶解氧含量要求的不同，可分为厌氧生物处理和好氧生物处理。厌氧生物处理是利用厌氧微生物的分解作用去除污染物，例如化粪池、厌氧生物反应器；好氧生物处理是利用好氧微生物的分解作用去除污染物，例如生物膜法、活性污泥法等。根据待处理废水水质和水量的分析，选择恰当的处理方案。

尽管目前在工业废水处理的问题上有一定的进步，但是还是存在许多问题。首先，对于一些很难降解的工业废水，不能根据水质进行针对性的有效处理，处理工艺和方法不对口，导致处理力度不够，这样会继续产生环境污染问题；其次，工业废水种类多，分类繁琐，再加上工业产品的不断更新和发展，这更增大了对于工业废水的处理难度，同时也增加了处理厂的资金投入；最后，目前工业废水的处理技术还存在很大的提升空间，不仅处理成本高，二次污染问题不能很好地兼顾，而且对于回收物质的利用率也不高，产生资源浪费的问题，随着时间的推移，可能会对环境产生更大的危害[^[3]]。

1.2 鱼糜废水的来源和特点

作为一种新型的水产食品调料，鱼糜产品是以海水鱼或淡水鱼的鱼糜作为原料，经过一系列加工使其成为鱼肠、鱼丸、鱼肉火腿、蟹棒等的日常海鲜食品原料。鱼糜制品加工工厂通常设置在沿海及港湾城市，因其生产需要丰富的鱼类资源作为原材料。根据鱼糜制品生产时采用的原材料的不同，其生产过程产生的废水在水质和水量方面也存在着较大差异。鱼糜制品的加工工艺：首先对原料鱼进行保鲜；其次对原料进行前期处理；然后清洗原料，用采肉机采肉；进行漂洗精滤，提高产品的质量；最后进行斩拌成型的收尾工作，编号标签，冷冻贮藏。整个加工工艺中产生废水的工序为：清洗原料时会产生大量的鱼肉清洗废水；漂洗时会产生混合废水，这两项工艺产生的废水是鱼糜废水的主要来源。此外

清洗机台时也会产生大量废水，比如清洗采肉机、搅拌机以及压榨机等[^[4]]。

由于鱼糜制品加工的原材料为鱼类，因此加工工艺产生的废水具有鱼糜残渣多、高油脂、高水溶性蛋白、高COD等特点，属于难处理的高浓度有机废水。此外，其水量、水质和水温会产生季节性波动，若处理工艺选择不当，将会造成极大的环境污染[^[5]][^[6]]。

1.3 鱼糜废水处理工艺概述

鱼糜废水具有明显的高COD、高有机污染物以及悬浮物多的特点，在处理这种类型的有机废水时，物理化学和生物化学方法结合的主体模式是最常被采用的，再加以其他的附加处理工艺辅助进行。物化法包括基础的物理处理方法和化学处理方法，生化法根据需氧量的不同分为厌氧生物处理法和好氧生物处理法[^[7]]。

1.3.1 物化法

物化法首先被用来进行鱼糜废水的预处理部分，其物理原理是依靠污染物自身的物理性质，例如密度、体积等，与水物理性质存在差异，从而实现分离和去除，主要包括电解、吸附和分离。物理电解就是通过电解水，通过得失电子的过程来进行污染物的去除，特别是金属污染物；吸附就是利用具有吸附能力的物质，例如活性炭等，对水中污染物进行吸附，达到净化水质的作用；分离主要是利用纯水和废水沸点的不同来去除污染物；化学原理是通过向废水中加入化学物质，使其与污染物发生反应，从而达到去除的目的，主要包括氧化还原法、酸碱中和法以及混凝法等。氧化还原法就是加入氧化还原剂与污染物质进行反应，形成沉淀或变成气体除去；酸碱中和法就是加入调节废水酸碱度的物质，减少对生态环境和人体产生的危害；混凝法就是加入混凝剂使废水中小颗粒物质凝聚成大颗粒被去除。

1.3.2 厌氧生物处理法

当废水中含有有机物的浓度较高时，通常先采用厌氧生物处理，提高净化效率，减少能耗。厌氧生物处理是利用兼性厌氧和专性厌氧细菌在厌氧的环境中，发挥生物降解作用将鱼糜废水中的高浓度有机污染物变为小分子醇类和有机酸，最终化为二氧化碳和甲烷而被去除的过程[^[8]]。厌氧生物处理具有低成本、易操作、耗能低的特点，同时也符合可持续发展理念的要求，被广泛应用于鱼糜废水等高浓度有机工业废水的净化处理。

影响厌氧生物处理的因素有pH、温度、污泥龄、搅拌和混合、营养与C/N比以及有毒物质的干扰。这些因素主要是影响产甲烷菌的正常生命活动，而产甲烷菌在厌氧生物处理的过程中占据重要地位，影响着生物处理的各个阶段，因此控制这些因子是非常必要的。

早期典型的厌氧生物处理构筑物是化粪池，随着人们对厌氧生物处理技术越来越重视，更多的厌氧生物处理工艺被开发和应用，例如水解酸化池、普通厌氧消化池、厌氧接触法、厌氧生物滤池、厌氧生物转盘法以及升流式厌氧污泥床反应器（UASB）等。

1.3.3 好氧生物处理法

当废水COD的浓度较低，一般低于2000mg/L时，常采用好氧生物处理技术去处理废水，其具有处理效率高、效果好、工艺稳定的特点。好氧生物处理技术是依靠好氧菌及兼性厌氧菌等微生物在好氧环境下利用废水中的营养物质进行自身正常的生命代谢活动，降解和去除废水中污染物质，从而使废水得到净化的过程。在这一过程中，微生物会因进行新陈代谢、内源呼吸等作用而获得细胞增殖同时也产生了残留物，这些都会以剩余污泥的方式排出，因此在运用好氧生物处理技术时，合理地处置剩余污泥也十分重要。

好氧生物处理主要分为两大类型：活性污泥法和生物膜法。活性污泥法[^[9]]是一种被广泛用且具有很好的发展前景的传统污水好氧生物处理工艺。它的作用机理就是利用活性污泥对废水中的污染物进行吸附、降解、絮凝以及沉淀等，达到净化水体的目的。活性污泥是由细菌、真菌、菌胶团、原生动物等多种微生物群体，以及吸附和絮凝废水中无机和有机物质组成的，有一定的代谢和繁殖的活力，能够达到良好的净化污水效果的絮状体污泥。根据进水方式、反应池型、反应时间、曝气设备等的不同，活性污泥法一般包括传统推流式、序批式活性污泥法、循环活性污泥工艺、氧化沟工艺以及克劳斯法等。从成分组成和净化机理来看，活性污泥法实际上也可看作是经人工强化后天然水体如江、河、湖等的自净过程，符合自然的发展规律。生物膜法是通过由细菌、藻类、真菌以及原生动物、后生动物等牢固附着生长在载体上表面形成的生物膜对废水中的污染物进行氧化分解、吸附去除，将其转化为微生物细胞质、CO₂、水等物质，达到水质净化目的的过程。利用生物膜法去处理废水、去除污染物是一个关于吸附和稳定的较为复杂的过程，它包括了很多个环节，例如废水中污染物进行紊流扩散的过程、污染物在接触生物膜后向膜内进行扩散传递的过程、微生物进行新陈代谢的过程以及污染物被氧化分解的过程等。生物膜法净化效果的影响因素有很多，主要包括：有机及水力符合、待净化水体的组分和浓度、生物膜的种类和数量以及温度、营养物质等[^[10]]。根据反应构型、曝气方式等的不同，生物膜法可分为生物接触氧化池、生物滤池、生物流化床以及生物装盘等。活性污泥法和生物膜法的相同之处都是通过多种多样的微生物来达到净化废水的目的，不同的是活性污泥法中的微生物是悬浮在废水中，生物膜法中的微生物是附着在滤料或填料表面的。

1.4 设计的目标和任务

近年来，随着生活节奏不断加快，鱼糜即食产品被越来越多的人接纳和喜爱。在产量不断增加的情况下，鱼糜废水的排放和处理问题日益凸显。此外，由于鱼糜废水本身水质复杂，难降解且有机污染物浓度高，这也大大增加了处理的难度。为了减轻水环境污染问题，实现水资源的循环利用，必须采取有效恰当的处理工艺对废水进行净化和资源再利用。

此次设计的题目是对1000吨/天鱼糜废水进行工艺设计，通过运用所学的水污染处理工艺的理论知识和设计技能，进行水质和水量的双重分析，确定污水处理工艺方案和构筑物的部署，使排出的高污染有机鱼糜废水能够满足污水排放标准限值，实现环境保护和经济发展的协调发展。废水经过处理后，需达到《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》(GB27631-2011)的排放要求，这样不仅能有效地降低环境污染问题，还能进行废水回用减少水资源的浪费，实现了经济、环境和社会的协调可持续发展。

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