某食品有限公司污水处理工程改造设计开题报告
2020-04-20 13:01:19
1. 研究目的与意义（文献综述）
目的及意义：
中国对食品废水污染的治理与西方发达国家相比起步较晚，在借鉴国外先进处理技术经验的基础上，以国家科技攻关课题为平台，引进和开发了大量的食品废水处理新技术，某些项目已达到国际先进水平。这些新技术的投产运行为缓解中国严峻的水污染现状，改善水环境发挥了至关重要的作用。
2. 研究的基本内容与方案
本次设计的主要内容：
某食品有限公司主要生产罐装食品，近期开始生产瓶装饮料，水质、水量发生变化，需要对原处理工艺进行改造设计。改造要求污水处理能力提升至3500m3/d，设计进水水质为 CODcr 400 mg/L、BOD5250mg/L，氨氮 5~30 mg/L， pH6~9，要求所有改造项目必须在原设施场地内进行，无扩大用地的可能，处理后的出水水质要求符合相关标准。
需达到的排放标准：
罐头工业废水中的有机污染物质，易于被微生物降解，废水中含有血污，有腥臭味。废水中BOD5，COD，有机氮的含量较高，其中还含有一定数量油脂。如果有条件，这类废水可以排入城镇下水道，进入二级城镇污水处理厂集中处理。
GB 8978-1996规定肉类加工工业所排放的污水执行相应的国家行业标准，其他一切排放污水的食品生产单位一律执行本标准[8]。
表1 第二类污染物最高允许排放浓度（mg/L）
（1998年1月1日后建设的单位）
| 序号 | 污染物 | 适用范围 | 一级标准 | 二级标准 | 三级标准 |
| 1 | pH值 | 一切排污单位 | 6~9 | 6~9 | 6~9 |
| 2 | 色度 | 一切排污单位 | 50 | 80 | - |
| 3 | 悬浮物 | 其他排污单位 | 70 | 150 | 400 |
| 4 | 五日生化需氧量（BOD5） | 甘蔗制糖、染料、湿法纤维板、洗毛工业 | 20 | 60 | 600 |
| 甜菜制糖、酒精、味精、皮革、化纤浆粕工业 | 20 | 100 | 600 | ||
| 其他排污单位 | 20 | 30 | 300 | ||
| 5 | 化学需氧量（COD） | 甜菜制糖、合成脂肪酸、染料、洗毛、有机磷农药 | 100 | 200 | 1000 |
| 味精、酒精、生物化工、医药原料药、皮革、化纤浆粕工业 | 100 | 300 | 1000 | ||
| 其他排污单位 | 100 | 150 | 500 | ||
| 6 | 氨氮 | 一切排污单位 | 15 | 25 | - |
我国的污水综合排放标准（GB8978-1996）中规定，对排入城镇下水道并进入二级处理厂进行生物降解的废水执行三级标准。对排入未设置二级污水处理厂的城镇下水道的废水，必须根据下水道出水受纳 水体的功能，分别执行一级或二级标准。
鉴于该厂附近并无大型江河湖泊，水体的自净能力较为有限，为节省管道开支，并根据周围水质的情况，排入受纳水体时要求水质达到一级标准。即：BOD5lt;20mg/L,CODlt;100mg/L 氨氮lt;15mg/L。
拟采用的技术方案及措施：
经过了解，该厂之前是设置的曝气生物滤池法进行污水处理，在加上饮料生产之后，日处理水量加大并且氨氮的含量增加明显，所以在原有的工艺基础上采用厌氧-好氧相结合的处理方式，及在曝气生物滤池之前再设置一个UASB厌氧反应器，因有曝气生物滤池的情况下，即可不设置二沉池，这样就避免了增加建设用地，符合课题要求，而且出水水质可以达到污水综合排放标准的一级标准。
曝气生物滤池：它采用了一种新型粒状填料，综合了过滤、吸附和生物代谢等多种净化作用，使其具有占地小、出水质量好、流程简单、对环境影响小等诸多优点。曝气生物滤池是通过反应器内填料上所附生物膜中微生物氧化分解作用，填料及生物膜的吸附截留，沿水流方向形成的食物链分级捕食以及生物膜内部微环境和厌氧段的反硝化的协同作用对废水起到净化的目的[11]。
BAF工艺具有活性污泥法无法比拟的优点。
(1) 具有更高的生物浓度和更高的有机负荷。(2)占地面积小。(3)工艺简单，基建费用低。(4)受气温影响小。(5)菌群结构合理。(6)耐冲击能力强[12]。
上流式厌氧污泥床反应器是一种处理污水的厌氧生物法方法，又叫升流式厌氧污泥床，英文缩写UASB
污水自下而上通过UASB。反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染负荷在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。因水流和气泡的搅动，污泥床之上有一个污泥悬浮层。反应器上部有设有三相分离器，用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床；消化液从澄清区出水。
UASB 负荷能力很大，适用于高浓度有机废水的处理。运行良好的UASB有很高的有机污染物去除率，不需要搅拌，能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化[13]。
与其他类型的厌氧反应器相较有下述优点：
1. 污泥床内生物量多，折合浓度计算可达20~30g/L；
2. 容积负荷率高，在中温发酵条件下，一般可达10kgCOD/（m3.d）左右，甚至能够高达15~40kgCOD/(m3.d)，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。
3. 设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需要充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题[13]。
综上所述，拟采用的处理工艺如下所示：
在厌氧消化反应过程中参与反应的厌氧微生物主要有以下几种：①水解—发酵(酸化)细菌，它们将复杂结构的底物水解发酵成各种有机酸，乙醇，糖类，氢和二氧化碳；②乙酸化细菌，它们将第一步水解发酵的产物转化为氢、乙酸和二氧化碳；③产甲烷菌，它们将简单的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氢等转化为甲烷。
污水经格栅去除粗大漂浮、悬浮物后，进入出沉池或水解酸化池（强化预处理池）进行沉砂、除油和沉淀同时去除部分 SS 、 COD 、 BOD 等物质经预处理的污水进入第一级 BAF-C/N 滤池（或 DN 沉淀池），绝大部分 COD 、 BOD 在此进行降解，部分氨氮进行硝化（或反硝化）接着污水进入第二级 BAF-N 滤池（或 C/N 滤池），进行氨氮的彻底硝化及 COD,BOD 地进一步降解，同时进行化学除磷，以保证出水总磷≤ 0.5mg/l,NH3-N ≤ 5mg/l,TN ≤ 10mg/l运行过程中，在一二级 BAF 底部进行供氧滤池运行一段时间后需对滤池进行反冲洗；反冲洗采用气水联合反冲洗，反冲洗污水通过排水缓冲池返回初沉池或水解酸化池，与原污水混和初沉池或水解酸化池的剩余污泥进行脱水处理，泥饼外运处置[16]。
3. 研究计划与安排
1～2周 查阅文献、确定工艺方案、编写开题报告，完成英文翻译；
3～8周 工艺流程计算，绘制图纸初稿，编写设计说明书、计算书；
9～10周 设计内容修改完善、定稿及打印。
4. 参考文献（12篇以上）
（1）邱贤华, 杨莉主编. 《环境工程设计基础》. 机械工业出版社, 2015.
（2）赵立军主编. 《环境工程设计》. 中国石化出版社, 2013.
（3）张晶，王秀花等. 《环境工程设计案例图集》. 化学工业出版社，2017.
