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化工水质处理（论文）《化工水质处理》论文（设计）题目《食品加工废水处理》学院(部)生物与化学工程学院专业应用化学082班学生姓名雷琳学号3080405243指导教师宋珍霞日期2011年11月15日n化工水质处理（论文）摘要：在加入WTO新的经济形势下，要将食品工业环境保护工作进行到底，须在管理中采用清洁生产和治污典型技术相结合，达到环觉保护工作中环觉效益和经济效益的统一。真正提高食品企业的国际竞争力。在简述食品工业废水处理技术现状的基础上，分析了各种工艺的特点及作用指出厌氧生物处理工艺必将成为食品工业废水处理的主流方向。关键词:食品工业废水;废水处理;厌氧生物处理工艺，食品工业度水清洁生产}JASB味气生物滤池结合前言保持国民经济持续稳定发展已成为我国经济发展的重要目标，而环境质量不断改善则是一项至关重要的内容。近年来，环境保护的力度不断加强，已成为各个行业关心的重要问题。2001年9月13日22时零5分北京2008年奥运申办成功使“绿色”主题贯穿于举办奥运会的全过程，也必将贯穿于经济发展的过程。WTC3国际组织对环境保护很重视，况且我国已正式加人该组织。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。食品工业废水一般含高浓度有机物，在技术和经济上治理难度较大，全面实现治理达标排放或回用的任务很重。面对这种形势，食品工业要有效地控制水污染，以实际行动支持“绿色奥运”和加人WTO并适应1SC71400环境质量体系要求。本文将从整体上论述食品工业废水的有效控制措施，包括食品工业废水处理的特点、清洁生产、典型的水处理工艺等部分。1、绪论1.1.1食品加工废水分类按不同行业可以分为:粮食加工工业、淀粉工业、酒精饮料工业、非酒精饮料工业、制糖工业、水果蔬菜加工工业、负与负制品工业、肉与肉制品工业、禽蛋加工工业、乳与乳制品工业、食用油脂工业、调味料及添加剂工业不同的行业产生起相应的食品工业废水1.1.2食品上业废水主要来源1)n化工水质处理（论文）原料清洗工段大量砂土杂物、叶、皮、鳞、肉、羽、毛等进人废水中，使废水中含大量悬浮物。2)生产工段原料中很多成分在加工过程中不能全部利用，未利用部分进人废水，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。1.1.3食品工业废水中的主要杂质大块固体物质，悬浮在水中的小分子物质，溶解在水中的物质，夹杂在水中的泥沙、动物粪便、细菌及病毒等。1.1.4食品加工废水的特点①废水量大小不一，食品工业从家庭作业的小规模到各种大型工厂，产品品种繁多，其原料、工艺、规模等差别很大，废水量从数。“/d到数千。3/d不等，对废水量不大的小型作坊，因维护管理方面存在实际困难，希望采用便于维护管理的废水处理设施。②生产随季节变化，废水水质水量也随季节变化。例如，农产品和水产品的加工，因季节关系，由于原料输人的状况变化很大，在某个时期有加工集中情况。豆腐制作和饮食行业，由于在一天内只有数小时工作，废水在这个时期也较集中。③食品工业废水中可生物降解成分多，对于一般食品工业，由于原料来源于自然界有机物质，其废水中的成分也以自然有机物质为主(如蛋白质、脂肪、糖、淀粉)，不含有毒物质，故生物降解性好。其BODS/COD比例高达0.84。④废水中含各种微生物，包括致病微生物，废水易腐败发臭。⑤高浓度废水多，近年来，从节约水资源和降低成本的观点出发，推行水利用合理化，在有机物质不变而水量减少，和增加有机物质而水量不增加的情况下，这些都导致废水浓度增高。一般来说，食品工业废水，以较高浓度者为多、其BOD值在500毫克/升以上的情况很多，其中有浓度高达数万毫克/升的，亦并不罕见‘⑥废水中氮、磷含量高的情况多。在肉类、豆类和动物胶加工时，从蛋白质中产生氮，在水产品加工时，.在鱼糕等精制品制作，火腿和腊肠的制作时，都使废水中的氮和磷增高。n化工水质处理（论文）食品工业废水本身无毒性，但含有太量可降解的有机物质，废水若不经处理排人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。废水中的悬浮物沉人河底，在厌氧条件下分解，产生臭气恶化水质，污染环境。若将废水引人农田进行灌溉，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，食品工业废水必须进行处理。保护环境，防止污染，首先应从厂内着手。如采用先进工艺或更新设备来降低排污;通过加强管理，减少跑、冒、滴、漏;回收废水中的有用物质;开展节约用水;对废水进行清污分流;对污染轻的废水处理后回收利用。对需外排的废水要进行处理，将其中有害成分转化为无害的物质，使废水净化，达到排放的要求。1.2食品工业废水排放标准1.2.1废水性质的表征对十废水的判断指标共有三个，分别是:物理指标、化学指标、生物指标。1、废水的物理指标1)色度:食品下业废水中常有无机染料、有机添加剂、生物色素等，使废水呈现小同的颜色。在水质分析时，衡量水色程度的指标是色度。测定色度时，先除去悬浮物，然后丙与标准液比较。2)固体含量:总固休、悬浮固休、挥发性固休、非扦发性固休、溶解固休2,废水的化学指标(1)生物需氧量(BOD):1升废水中的有机污染物在好氧微生物作用下在一段时间内进行氧化分解时消耗的溶氧量。(2)化学需氧量(COD):用来测定废水中的有机物含量的强氧化剂，进行化学氧化时所消耗的氧气量。(3)总需氧量(TOD):废水燃烧氧化的好氧量。(4)总有机碳(TOC):废水量中的有机碳含量。(5)含氮有机物:废水中一切含氮有机化合物，以氮计量的总称。(6)含磷有机物3,废水的生物指标(1)细菌总数(2)大肠杆菌总数(3)生物检测生物检测是通过测定水生生物的毒性反应进行水质评价的方法，借以考察废水在处理前后对水生生物物群的危害程度和废水处理措施的净化效果。常用鱼类急性毒性来做检测指标，其表示方法为半致死浓度n化工水质处理（论文）1.2.1污水综合排放标准(GB8978-1996)有关食品工业内容GB8978-1996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。(1)标准分级排入GB3838-88(地面水环境质量标准)Ⅱ类水域(划定的保护区和游泳区除外)和排入GB3097-82(海水水质标准)中二类海域的污水，执行二级标准。排入GB3838中Ⅳ、Ⅴ类水域和排入GB3097中三类海域的污水，执行二级标准。排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，执行三级标准。排入未设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，必须根据排水系统出水受纳水域的功能要求，分别执行上述规定。GB3838中Ⅰ、Ⅱ类水域和可类水域中划定的保护区，GB3097中一类水域，禁止新建排污口，现有的排污口应按水体功能要求，实行污染物总量控制，以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准。(2)标准值本标准将排放的污染物按其性质及控制方法分为二类。第一类污染物，不分行业和污水排放方式，也不分受纳水体的功能类别，一律在车间或车间处理设施排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到本标准要求。第二类污染物，在排污单位排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到本标准要求。本标准按年限规定了第一类污染物和第二类污染物最高允许排放浓度及部分行业最高允许排水量，并根据.单位建设时间不同执行不同的规定。1997年1月1日之前建设(包括改、扩建)的单位，水污染物的排放必须同时执行表1-1和表1-2、表1-3的规定;1998年1月1日起建设(包括改、扩建)的单位，水污染物的排放必须同时执行表1-1和表1-4、表1-5的规定。建设(包括改、扩建)单位的建设时间，以环境影响评价报告书(表)批准日期为准划分。2、食品工业废水的处理方法2、1食品工业废水处理技术现状目前，国内外食品工业废水处理中广泛采用的方法是生物处理工艺，其中包括好氧生物处理工艺、厌氧生物处理工艺、好氧生物处理与厌氧生物处理相结介的综介生物处理工艺等。在好氧生物处理工艺中，主要有活性污泥法和生物膜法，而活性污泥法中在国内外应用较为广泛的工艺是SBR法(序批式间歇活性n化工水质处理（论文）污泥法)，即生物反应池将生物降解过程、沉淀过程和污泥回流功能集于体，工艺相对较为简单;生物膜法中的BAF法(曝气生物滤池法)较为典刑，具有定的代表性，该工艺是将过滤过程、吸附过程和生物代谢过程等多种反应过程综介于体。在厌氧生物处理工艺中，山于其基建投资费用和运行管理费用均低于好氧生物处理工艺，囚此厌氧生物处理工艺近些年来在国内外得到了广泛的发展，其中在UASB反应器的基础上演变发展起来I均以厌氧颗粒污泥膨胀床(ExpandedGranularSludgeBcd,EGSB)及厌氧内循环反应器}IrncrnaLQyclc,IC）为典刑代表的第3代厌氧处理工艺被逐渐应用到食品工业废水处理过程中。一些研究结果表明厌氧生物处理工艺在处理食品工业废水方而具有良好的处理效果o2.2各种工艺的特点及作用介绍2.2.1物理处理工艺物理处理法是指应用物理作用改变废水成分的处理方法。用于食品工业废水处理的物理处理法有筛滤、撇除、调节、沉淀、气浮、离心分离、过滤、微滤等。前五种工艺多用于预处理或一级处理，后三种主要用于深度处理。主要作用是去除食品工业废水中的固态形式大的颗粒杂质并且起到定程度的均匀废水水质的效果。<1>筛滤作用:筛除是分离食品工业废水中较大颗粒状态的分散性悬浮固体，筛除采用的设备主要是格栅和格筛。筛滤是预处理中使用最广泛的一种方法。主要作用是从废水中分离出较粗的分散性悬浮固体物。所用的设备有格栅和格筛。格栅拦截较粗的悬浮固体，其作用是保护水泵和后续处理设备。食品工业废水中常用的格筛有固定筛、转动筛和震动筛等，格筛最常用的孔径是10—40目。<2>撇除某些食品工业废水中含有大量的油脂，这些油脂必须在进入生物处理工艺前予以除去，否则会造成管道、水泵和一些设备的堵塞，还会对生物处理工艺造成一定的影响。此外，油脂除去并回收又有较大的经济价值。废水中的油脂根据其物理状态可分为游离漂浮状和乳化状两大类。通常隔油池除去漂浮状油脂。隔油池对漂浮状油脂的去处率可达90%以上。如果处理流程中设有调节池或沉淀池，则隔油池可与调节池或初沉池合用统一构筑物，可节省投资和占地。对小型处理系统，可设油水分离器撇油。<3>调节作用:食品工业废水排放的废水量和废水水质随时间变化的幅度都较大，囚此在整个处理流程的开始阶段设置物理处理工艺，能使后续的处理工艺稳定、长期地运行，在定程度上稳定了食品工业废水的水量和水质变化幅度。n化工水质处理（论文）<4>沉淀作用:主要作用是去除食品工业废水中的无机类固体物和有机类固体物，并且用于分离生物处理过程中的液相和生物相。<5>气浮气浮主要用于除去食品工业废水中的乳化油、表面活性物质和其他悬浮固体。有真空式气浮、加压溶气气浮和散气管（板）式气浮。当废水进入容器气浮池之前，往水中投加化学混凝剂或助凝剂，可提高乳化油脂和胶体悬浮颗粒的去除率。据资料介绍，气浮可除去90%以上的油脂和40%—80%的BOD5和SS。气浮池HRT一般30min。<6>其他处理工艺对二级处理出水进行深度处理，常用的方法是过滤，可采用砂滤池或复合滤料滤池。按滤速大小分慢速砂滤池和快滤池。一般单层砂滤池的滤速为8～12m/h。2.2.2化学处理法化学处理法是指应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化。污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性，处理过程中总是伴随着化学变化。用于食品工业废水的化学处理法有中和、混凝、电解、氧化还原、离子交换、膜分离法等。<1>混凝法食品工业废水处理中所用的化学处理工艺主要是混凝法。混凝法不能单独使用，必须与物理处理工艺的沉淀、澄清法或气浮法结合使用，构成混凝沉淀或混凝气浮，混凝沉淀可作为生物处理的预处理，也可作为生物处理后的深度处理。混凝沉淀法是水处理的一个重要方法。对于一些胶体颗粒较小、或是一些胶体溶液，难以或不能发生沉降的废水加入化学混凝剂，使其形成易于沉降的大颗粒而去除。废水中呈胶体状态的蛋白质和多糖类物质，经加药混凝沉淀即有较好的去除效果。常用的药剂有：石灰、硫酸亚铁、三氯化铁和硫酸铝等。石灰一般不单独使用，常与其他药剂配合使用，最佳投药量和pH值宜通过试验确定。<2>氧化还原化学氧化还原是转化废水中污染物的有效方法。废水中呈溶解状态的无机物和有机物，通过化学反应被氧化或还原为微毒或无毒的物质，或者转化成容易与水分离的形态，从而达到处理的目的<3>离子交换n化工水质处理（论文）离子交换主要是利用离子交换剂对水中存在的有害离子（包括有机的及无机的）进行交换去除的方法。2.2.3生物处理法生物化学处理法是有机废水处理系统中最重要的过程之一。在食品工业的废水处理中，生物处理工艺可分为好氧工艺、厌氧工艺、稳定塘、土地处理以及由上述工艺的结合而形成的各种各样的组合工艺。食品废水是有机废水，生物法是主要的二级处理工艺，目的在于降解COD、BOD5。2.2.3.1好氧生物处理工艺好氧生物处理工艺根据所利用的微生物的生长形式分为活性污泥工艺和膜法工艺。前者包括传统活性污泥法、阶段曝气法、生物吸附法、完全混合法、延时曝气法、氧化沟、间歇活性污泥法（SBR）等。后者包括生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘、活性生物滤池、生物接触氧化法、好氧流化床等。一般好氧处理对低浓度废水效果较好。<1>SBR法。SBR法是山原始的间歇式活性污泥法发展而来的，与其他活性污泥处理方法相比较，SBR法小用设二次沉淀池和活性污泥回流设备，整个反应器将生物降解过程、沉淀过程和污泥回流功能集于体，处理工艺和基建构筑物结构简单，整个工艺占地而积较少，运行管理费用较低，小容易造成活性污泥膨胀类的问题。SBR工艺处理食品工业废水的运行过程般包含进水、充氧曝气、静止沉淀、排水、排泥5个步骤。2.废水处理工艺流程鼓风机固体杂质收集箱SBR反应池集水井自动机械格栅粗格栅废水泵废水周期排放图例：废水线污泥浓缩池空气线加药污泥线加药线环卫局处置n化工水质处理（论文）3.工艺流程说明原废水先经粗格栅,自动机械格栅去除一些漂浮的固体杂质后流入集水井，用泵泵入SBR反应池，由于SBR反应池内附有生物菌种，在好氧条件下可降解有机物，去除BOD5，CODcr，使出水达标排放。SBR反应池底部的污泥通过空气提升器排入污泥浓缩池进行浓缩后，联系环卫局处置。在隔油沉淀池前段设有细隔栅，以去除各种杂质和较大的悬浮物，继而进入隔油区进行除油，在进入调节厌氧池，污水在此进行均衡调质，同时通过自身发酵发生厌氧反应，在这里污水中的高分子经水解断链后成为容易降解的小分子物质，前处理之后，污水由泵送到SBR池进行生化反应，经SBR池处理后出水经计量堰排放，SBR池有少量的剩余污泥，采用干化法处理。<2>(曝气生物滤池澎)。BAF法是20世纪80年代末从欧美地区发展起来的种废水处理技术，该处理方法将过滤过程、吸附过程和生物代谢过程等多种作用综介体，使的该工艺具有占地而积少、出水水质好，并II_小容易造成活性污泥膨胀等方而的诸多优点。<3>MBR法(膜生物反应器)。MBR法是20世纪90年代发展起来的种废水处理技术，该方法是用膜组件替代了传统工艺中的二沉池进行了固相和液相分离，与传统的活性污泥法相比较，该处理方法具有占地而积小、去除效率相对较高、出水水质好、装置容积负荷大、活性污泥产率低、管理操作简便等优点。<4>生物接触氧化法。选用煤渣填料塔式装置的生物接触氧化法，流量220升/小时的煤渣填料生物接触氧化塔式装置，经过近一年来的连续运行，取得比较满意的结果。处理后水质COD≦100毫克/升，BOD≦30毫克/升，SS≦30毫克/升，完全达到国家要求的排放标准。生物接触氧化法出工艺流程图n化工水质处理（论文）生物接触氧化法化塔为直流式，即污水由塔底部进入，直接在填料底部进行曝气、充氧，从而在填料中产生上向流的一种型式。由于在填料下直接布气，生物膜直接受到上升气流的强烈搅拌，加速了生物膜更新，使其经常保持较高的活性，并克服了堵塞现象。氧化塔内又分四层，使污水依次流过，就可在相同的容积中取得较高的COD,BOD去除率，这一点与生物转盘装置十分相似。接触沉淀塔是在使用反向接触快滤池的基础上改进的。接触氧化塔出水的悬浮物按其沉降特性可分为二类:一类块大.沉降较快，在拍分钟内基本沉降完毕;另一类颗粒较细小，沉降较慢，在20分钟内才大部分被去除。为了加速细小悬浮物的除去，采取在他面上设砾石、粗砂组成的接触层(总厚度500^}600}})。使上升水流所带悬浮物经过接触层被截留并被粗砂，砾石上生物膜吸附、凝聚、分解除去。这种接触层不仅使沉淀塔上升流速从一般竖流式沉淀池的1,8米/小时(0,5毫米/秒)，提高至6,9米/小时(1,9毫米/秒)，而且可使水质有所改善。在接触层下部布有环园形空气管，用以定期反冲洗。在反冲洗时先用大气量，使气流充满大部分滤料空除，保证反冲洗的均匀性，在上升气流的作用下，附着在滤料上的污泥和生物膜被搅动、破碎。然后减少气量，污泥与生物膜脱落随水带出塔外。2.2.3.2厌氧生物处理工艺厌氧生物处理工艺适用于食品工业废水，主要原因是废水中含易生物降解的高浓度有机物，且无毒性。此外，厌氧处理动力消耗低，产生的沼气可作为能源，生成的剩余污泥量少，厌氧处理系统全部密闭，利于改善环境卫生，可以季节性或间歇性运转，污泥可长期储存。<1>UASB(升流式厌氧污泥床)是山荷兰Wageninger农业大学Lcttinga教授发明的，该工艺的主体结构分为配水系统，反应区，气相、液相、固相二相分离区，以及沼气收集区四大部分。该工艺具有占一地面积少、投资运行费用低、生物处理效率高、有利于形成厌氧颗粒污泥等诸多优点，因此在食品工业废水处理中有着较为明显的优势。张振家等采用UASB反应器处理淀粉废水，COD容积负荷在10kg/以上时，COD去除率达90%以上。胡威夷成功地运用常温UASB工艺处理淀粉工业废水，实现了在常温条件下UASB反应器成功接种活性污泥的颗粒化。在长期小试研究的基础上，提出了一种适于中‘低浓度食品加工废水的处理工艺，即UASBn化工水质处理（论文）-TF工艺〔其中厌氧采用技术成熟、使用较广的UASB，好氧采用微动力消耗的滴滤床)。该工艺已在多家食品加工厂应用，并取得了非常好的运行效果。UASB-TF处理食品工业废水工艺流程图UASB—TF工艺的处理流程(见图1)为来自车间的废水先进入调节池进行水质水量的调节，若在冬季低水温时则进行加温以满足UASB的进水要求。UASB采用中温厌氧消化。因厌氧出水不能达到排放要求，故需利用好氧做进一步处理。好氧采用滴滤床技术，滴滤床内填加无机固体生物活性填料，通过无动力自动旋转布水器将厌氧出水均匀地洒布在滴滤床填料的表面，利用自然通风进行供氧。滴滤床出水进行部分回流以保证水力负荷及布水器转速的需求。<2>EGSB反应器。EGSB反应器综介了FB(流化床)和UASB(上流式厌氧污泥床)的优点，该技术主要依靠厌氧颗粒污泥处理有机污染废水。食品工业废水从EGSB反应器的底部进入反应器中，缓慢通过厌氧颗粒污泥的主体污泥区,有机污染物在厌氧颗粒污泥的作用下大量被去除，并产生大量沼气。沼气和出水通过EGSB反应器顶部的分离器分别排出，同时厌氧颗粒污泥沉降回到主体污泥Ix.。该反应器是通过在运行中维持非常高的进水上升流速(<6m/h-12m/h)，从而使得反应器主体污泥区的厌氧颗粒污泥处于高度悬浮状态，在此高浓度的悬浮状态下保证了食品工业废水中的有污染物与厌氧污泥颗粒的充分有效接触，从而大大提高了食品工业废水中有机污染物的去除效果。<3>IC反应器。IC反应器在处理食品工业废水时，具有占地而积小、能够长期稳定运行等诸多优点，IC反应器省去了传统工艺中的回流过程，定程度上节省了运行管理费用。n化工水质处理（论文）<4>ASBR<厌氧序批式活性污泥法)反应器是以间歇操作为主要特点的厌氧处理工艺。运行过程分为进水、反应、沉淀和排水4个阶段。ASBR反应器将有机物的去除和固相液相沉淀为体的种厌氧处理工艺。该工艺具有占地而积小、运行管理费用低、抗有机污染物的冲击负荷能力强等特点，在食品工业废水处理中有着明显的优势。参考文献[1]王嘉儒.食品工业废水及处理技术[M].北京:中国食品出版社，1987.[2]朱勇.城市污水处理工艺方案的层次分析和工程设计实践[D].重庆:重庆大学，2004.[3]赵庆良，李伟光.特种废水处理技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2004:12-26.[4]王水生.ASBR法处理啤酒废水[J].环境工程，1996,14(6):8一11.[5]程建光.食品工业废水治理的探讨[J].山东科技大学学报:自然科学版，2000,3(19):116-119.[6]李庆召.活性污泥膨胀机理与抑制对策的研究现状[J].环境保护科学，2001,27(4):14-15.[7}张振家，王太平,张虹，等。UASB反应器处理淀粉废水试验研究[J].工业水处理，2002,22（1):28-30.[8}胡威夷.常温UASB反应器在淀粉废水处理中的应用[J].工业用水与废水，2000,31(2):31-33.[9]陈昀.食品工业废水处理技术探讨[J].科技情报开发与经济,2010,20-35[10]张兆昌.水解酸化一气浮-SBR工艺处理豆制品废水的研究[J].环境工程,1998.6(5):19-21.[11]张自杰.等环境工程手册<水污染防治卷>[M]北京:高等教育出版社，1996.[12]马三剑刘锋，蒋京东.UASB一TF工艺处理食品工业废水[M]北京：中国给水排水，2001,17-12.