摘 要

本论文依据食品厂背景资料，依此进行相应的污水处理工艺设计。日均污水流量2000m³/d，废水量总变化系数为2.1，最大小时流量为175m³/h，COD为1100mg/L，BOD₅ 600mg/L，氨氮为50mg/L，SS为600mg/L以及动植物油为25mg/L。

在本文中选用水解酸化和生物接触氧化，工艺过程及其中使用的主要构筑物大致为：

进水流入格栅后，除去污水中的大分子颗粒物。废水再进入调节池中，作出对水质的调节处理，接着流入气浮池，通过池中气泡在水中作垂直上升的运动带出小分子的颗粒物，而与水解酸化池联用的接触氧化池，一同对污水中的有机物作生化降解处理。最后再流入沉淀池中，污泥则作浓缩脱水后外运处理，有用的物质则回流到调节池中重复使用，剩余的废水则进入地下市政管道，在统一收集到大型污水厂中继续进行处理。

本次设计所使用作出的构筑物造价匡算为241.223万元，其中每吨废水的处理价格为1.03元，符合我国的基本国情。

在本次工艺设计中，污水水质的可生化性较好，出水达到《废水综合排放标准》（GB8978-1996）的三级标准。达到出水水质之后排放进入市政地下管网，再运至大型污水处理厂内进行统一处理。

关键字：食品废水处理；生物接触氧化；水解酸化；

Abstract

Depend on the background of the food factory to make the designment for the food factory.In this factory,its daily sewage flow rate may up to 2000m³/d, COD up to 1000mg/L and BOD₅ is 600mg/L, ammonia nitrogen 50mg/L，SS 600mg/L，aninmal and vegetable oils 25mg/L.

In this paper,the contact oxidation tank and air flotation tank used together to treat the wasted water.

Firstly,the water flowed in the grille,the bigger sediment have been spitted from the wasted water.Then the water may go into the regulating reservoir to suit the water for the latter treatment.In air flotation tank,because of the bubble go up to the surface of the water,the smaller sediment can be brought by the bubble.The air flotation tank and contact oxidation tank used together to treat the wasted water.The last,the treated water may flow into the efficiency settler,the part of the water may gather into the bigger sewage planet,the part of the sewage may output.

In this disgnment,this project may estimate to 241.223million and ton of wasted water may cost 1.03yuan,which suit the condition of our country.

The quality of treated water can achieve the national standard GB8978-1996 "Third Grade Standard for Wastewater Integrated Discharge Standard". When the water reach the effluent quality, discharge the treated water into the underground sewer systems possessed by the government,and gather at the bigger wastewater treatment plants.

Keywords: Food factory wastewater treatment；Biological contact oxidation；Hydrolysis acidification；

目 录

摘要 I

Abstract II

前言 1

第1章 总论 3

1.1 设计任务 3

1.1.1 设计依据 3

1.2 设计原则 4

1.3 站址选择 4

第2章 主体工艺 5

2.1 工艺比选原则 5

2.2 废水处理机理 5

2.3 进水废水 6

2.4 工艺选择 6

2.5 工艺流程 9

2.6 方案说明 10

2.6.1 预处理 10

2.6.2接触氧化工艺 10

2.7 污泥处理工艺比选 10

2.8 选用构筑物 12

第3章 主体构筑物设计 14

3.1 隔油池 14

3.2粗格栅 15

3.3 进水泵房 17

3.4 调节池 18

3.5 气浮池 18

3.6水解酸化池 19

3.7 接触氧化池 20

3.8 沉淀池 20

3.9 污泥浓缩池 21

3.10高程布置 21

3.10.1设计依据 22

3.10.2 高程布置 22

第4章 成本匡算 25

4.1 造价 25

4.2 运行与维护 25

5 效益分析 27

5.1 社会效益 27

5.2 环境效益 27

5.3 经济效益 27

结 论 28

参考文献 29

致 谢 31

前言

发达国家较我国起步较早，在污水处理方面认识和认知都强于于我国。目前，制约我国污水行业发展的原因有三：一是国内起步晚于国外，故污水处理工艺基本参考国外工艺，与国外同期的污水行业相比仍有比较大的差距；二是投投资金额不足的问题，国内国情仍为发展中国家，小金额的投资投入无法建成性能良好的污水厂。同时厂内设备维护费用较高；三是管理不足，传统的处理技术操作过程繁琐复杂，国内的操作人员的管理水平以及技术素质上与国外操作人员比较仍有一部分差距。经历了七五、八五、九五这三个发展阶段后，污水处理工艺上有了相当大的迈进，但仍旧缺少系统、完整的污水处理技术。

发达国家在20世纪70年代时，废水处理工艺的标准已达目前我国要求的二级标准，其中污水处理厂投建最多的美国。不过，二级处理却因为能源消耗大、投资运行维护成本高的缺点，发达国家早已对传统的污水处理工艺作出了相应的改进。目前，在国外普遍常见技术有SBR法、电磁化法、隔膜吸附过滤法、生物降解法及活性污泥处理法，同时其排放标准甚至严于我国。目前国外较常用的污水处理方法为活性污泥法，特别在一些大城市中尤为常见。更加发达的国家在对排水作出二级处理的要求后，还需要投入研究工作以及投资对其管理和运行作出维护。

我国在实行经济开放后，发展速度已经达到了前无古人后无来者的速度，而工业作为我国发展的命脉，是经济发展中必要的一个重点。随着时间流逝，工业在我国经济的贡献更加不可磨灭，而食品作为工业发展的重要一部分，我国对食品工业加工过程中产生的生活污水务必提上日程。

20世纪之后，国内开始加紧对污水处理行业的处理，最早是学习国外的处理工艺，而在日后，为了适应我国特色社会主义的国庆，将其变为了适合我国未来发展的全新污水处理工艺^[1]。

在本次食品厂的污水处理中，含有大量可生物降解的有机物。污水中存在的污染物几乎由食品加工过程中产生，如动植物油、加工后的废渣等，通过COD与BOD以及BOD₅与TN的比值，即可得知该食品厂废水是否可用生化处理^[2]，我们在设计过程中进行计算后得知，该污水厂的废水易于生化处理。

在污水处理中，可生化性好的污水将使后续污水处理工艺变得更加简便，它能将大分子的复杂有机物变为小分子有机物，使后续工艺流程变得更为简单。同时，被处理的生物体内或多或少都存在些许对环境有害的物质^[3]，经过生物处理，毒性可以得到较好的降解。

同时，食品废水中亦含有动植物油，但由于我们对出水的要求只有废水排放的三级标准，而进水水质中动植物油的含量即达到了这个标准，因此在本次工艺设计中，没有进行动植物油的处理。

水解酸化池的工艺选择适宜食品污水处理站时，将有助于污水中的各种污染物的去除。其中，生物接触氧化和水解酸化的联合使用，对于可生化性好的污是有比较好的处理效果^[4]。

本次设计选择的生物处理反应工艺是生物接触氧化池，生物接触氧化法是由生物膜法衍变而出，同时具备活性污泥与生物滤池的优点。

第1章 总论

1.1 设计任务

该食品厂所占地面积约为99345.16m²，日产生废水排放量约为2000m³/d的出水，处理后的出水达到GB8978-1996《废水综合排放标准》的三级标准，具体水质要求见下表。

表1.1进水水质

表1.2 三级标准暨设计出水水质

1.1.1 设计依据

（1）《中华人民共和国环境保护法》（2015年）；

（2）《污水综合排放标准》GB8978-1996

（3）《水污染治理工程技术导则》HJ2015-2012

（4）《建设项目环境保护管理条例》（2017年）

（5）《室外排水设计规范》GB50014-2006；

（6）《城市排水工程规范》GB50013-2006；

（7）《地表水环境质量标准》GB3838-2002；

（8）《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002；

（9）《污水排入城市下水道水质标准》CJ3082-1999；

（10）《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003；

（11）《生物接触氧化法污水处理工程技术规范》HJ2009-2011

（12）《污水气浮处理工程技术规范》HJ2007-2010

（13）《水解酸化反应器污水处理工程技术规范》HJ2047-2015

1.2 设计原则

（1）贯彻落实我国环境保护政策，使污水处理站的建设符合我国相关的法律、法规、规范和标准，并使处理后的废水符合综合废水排放标准（GB8978-1996）的三级标准。

（2）根据生态、景观和高效处理的原则，在遵循投资定额设计原则的前提下，要充分利用现有条件，采用先进成熟的水处理技术，保持投资定价设计的维护和使用价格，减少废水处理系统，使其易于操作和管理;

（3）采用合适的经济，可靠，先进，合适的自动控制技术，提高加工系统的管理水平，确保过程的可靠性，最大限度地减少管理人员的劳动密集型工作;

（4）整体布局利用现有场地的地形，地貌和地质条件，以及合理的布局来节省投资。

（5）在整个污水处理过程的设计过程中，始终反映出“以人为本”的设计精神，减少和改善了厂区的环境。

（6）合理处理处置在废水处理过程中产生的栅渣和污泥，避免其造成二次污染。

1.3 站址选择

污水处理站宜取从高至低的地势，如此建立污水处理站可减少污水泵的使用，同时污水处理厂不可建在上风向的位置，不得对附近水源造成超出容量的污染。

因此该污水处理站宜建立在食品厂的西南角。

第2章 主体工艺

2.1 工艺比选原则

食品厂废水处理站的建造和操作通常是昂贵的，并且受各种因素的影响。废水处理计划的优化对于确保废水处理设施的性能和降低成本至关重要。该项目在选择废水处理工艺时应符合我国所设立的原则

（1）根据当地情况和工业园区实际情况进行总体规划;

（2）根据进水量、水质特征和废水水质标准的要求，采用国内外成熟、可靠、先进、高效、经济的处理工艺，确保废水达到相应的排放限值。

（3）秉承技术成熟、经济合理、操作维护方便、维护简单的原则，进行整体设计和单元结构设计，全面节约能源，降低功耗，节约能源，以降低加工成本和运行成本;

（4）可选设备应与所选工艺完全协调，寻求最佳性价比设备：做到设备运行稳定可靠、维护成本低。

（5）所选仪器，仪器和设备以国内产品为主要设备，质量稳定、售后服务好，力求吸收国外具备高端技术、优质性能产品且价格适宜的产品。

（6）工艺操作安全可靠，操作简单，调整灵活，管理方便；尽可能地考虑自动化以提高管理水平和减少人力降低所需人工成本。

（7）项目建设完成后，实现社会，环境和经济效益的最佳统一;

（8）废水处理站所用的工艺必须具有实用、效率、可靠、稳定和且能够实现自动化。

2.2 废水处理机理

（1）BOD的去除

BOD，即为生化需氧量，在本次工艺设计中，主要考察的为废水中的BOD₅。BOD的去除依赖于微生物的吸附和代谢作用，微生物在好氧的情况下可以BOD作为碳源，一部分用于体内细胞的新陈代谢，一部分则化作微生物生命活动所需的能量，最终代谢产物为CO₂和H₂O^[5]。

（2）COD的去除

COD，即为化学需氧量，本次工艺设计中，主要用重铬酸钾作为氧化剂测量其COD数值。而COD的去除和BOD去除的原理相似，若废水站的进水中，BOD/CODgt;0.3，则该废水可进行生化处理^[6]。

（3）SS的去除

SS的除去依赖沉淀，而在废水进入工艺流程前，格栅可有效除去大型的浮渣，无机和大型有机颗粒悬浮物只可自行沉淀去除，小直径的有机颗粒可用依附于活性污泥上的微作进行降解处理；小直径的无机颗粒则依赖于活性污泥上的絮体所依附的絮体进行吸附沉淀。

（4）N的去除

废水中的N主要靠微生物的硝化作用和反硝化作用，将N最后变为N₂从废水中挥发。首先，硝化细菌在氧含量充足的情况下， N可被氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，在后续的反硝化阶段中，反硝化细菌能在厌氧状态下，将硝酸盐和亚硝酸盐反硝化生成N₂。

2.3 进水废水

（1）BOD₅/COD_Cr

当比值高于0.45时，可以认为污水的生化性较好；可生化，lt;0.3较难生化，不易生化。进水中BOD5=600mg/L，CODCr=1100mg/L，则废水的BOD5/CODCr=0.55，所以该食品厂的废水可进行生化处理。

（2）BOD₅/TN

通常认为BOD₅/TNgt;3-5不需要外加碳源，而进水水质中，BOD₅=600mg/L，TN=12mg/L，BOD₅/TN=12。BOD是活性污泥上附着微生物的重要营养物质，而在此次工艺中，采用生物脱氮技术，我们可以节省这部分外加碳源所需的成本。

因此，在本设计中可采用生化处理工艺进行设计。

2.4 工艺选择

在2.3中，本文已经讨论了该食品厂生产废水的可生化性，而生化处理工艺又分为活性污泥法和生物膜法。

（1）传统活性污泥法

活性污泥法的最早常见于曝气池中，污水和回流污泥从曝气池的手段流入，污水呈推流的方式移动至尾端，在流动中，活性污泥上衣服的微生物能将污水中的有机物吸附，并在其生命活动过程中将有机物逐步转化、降解。但传统活性污泥法出现的时间较早，容易出现曝气池首端有机负荷高、抗冲击能力差、供氧与需氧不平衡的问题，目前已较少于国内的污水站中使用^[7]。

（2）完全混合活性污泥法工艺

在阶段曝气法基础上，在曝气池中将充分混合污水、回流污泥、池内混合液，在传统曝气法的基础上改变它们混合不均匀的状况，要求在曝气池内氧气供应需要均匀，但其出水水质甚至要低于传统活性污泥，处理过程中活性污泥也较传统活性污泥发更易出现膨胀，因此这种工艺同样不适用。

（3）生物吸附活性污泥法

吸附-再生法主要利用活性污泥的吸附作用去除有机物，在短时间内就能反应，所吸附池容积小；活性污泥因为极易吸附悬浮态和胶体态有机物，所以污水进入工艺流程前不需加初沉池进行预处理;再生池只对部分污泥(回流部分)曝气再生，因此曝气费用少，再生池容积小;但受活性污泥吸附能力和吸附特性的限制，其处理效果甚至低于低于传统活性污泥法，且不适于COD含量高且溶解性有机污染物含量高的污水，因此不适用生物吸附活性污泥法进行处理^[8]。

（4）吸附生物降解工艺