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典型有机废水处理工程设计指南深圳市宝安区环境科学研究所2008年06月13n典型有机废水处理工程方案设计技术指南第一节食品工业废水处理技术一、食品工业废水种类食品工业废水主要有以下来源：⑴水果蔬菜罐头厂生产废水。主要来自水果和蔬菜的修整、分选、压汁和漂洗等工序。⑵含淀粉废水。来源于加工玉米、马铃薯、小麦等食物的淀粉。⑶制糖废水（有甜菜糖和蔗糖两种废水）。甜菜糖废水主要来自输送、筛选、压汁、石灰浆、蒸发冷凝、糖浆、精制等工序。蔗糖废水主要来自冷凝冷却循环水（水量大，污染小）。⑷制酒工业废水。主要来自生产啤酒、白酒、果酒等过程产生的工业废水。废水主要含蛋白类溶解性物质。⑸乳品及饮品工业废水。主要来自加工过程中清洗、稀释和冲洗等工序。主要成分是乳糖、脂肪和蛋白质。废水pH值接近中性，易于厌氧发酵。⑹屠宰与肉类加工废水。来自在生产中排出的大量肉屑、内脏杂物、血污、油脂等。二、食品工业废水特点食品工业废水根据行业的不同，废水性质差别很大，其中污染物的种类也各不相同。大多数废水的pH值接近中性，废水中污染物的浓度变化很大。但这类有机物污染中主要是高食物纤维、淀粉或蛋白质类的有机物，在水中的形态有颗粒物质、胶体物质以及溶解态物质。其对环境的影响是有害无毒，是造成湖泊池塘富营养化的主要污染物。食品工业废水具有高BOD、易生化降解的特点，主要采用成熟的生化处理技术或生化与其他处理技术联合的工艺。下面选择几种有代表性的食品废水处理技术加以介绍。三、乳品及饮品废水处理技术乳品厂和饮品厂排放的废水主要含有蛋白质、脂肪、碳水化合物等营养物质。BOD：COD的值大于0.5，是极容易生化处理的有机废水。目前国内外对于乳品厂和饮品厂废水的处理方法主要有活性污泥法、生物滤池法、生物接触氧化法、化学凝聚沉淀法、气浮法等。例１、厌氧（水解）－SBR处理工艺某乳品厂排放的废水水质、水量如表6—1。其废水处理工艺流程见图6－1：表６—1废水水质水量表项目水量(m3/d)COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)动植物油(mg/L)13n进水15001100300200出水1500≤100603020技术经济分析：工程总投资为254.66万元，吨水建设投资为1700元。例2、生物接触氧化-喷射曝气塔处理饮料废水⑴废水状况处理水量250m3/d，COD=520～7250mg/L(平均3900mg/L)，pH值5.8，废水中主要污染物是生产中滴漏、外渗的糖类物质。⑵处理工艺废水→调节池→生物接触氧化池→喷射曝气塔→二沉池→出水。⑶运行状况生物接触氧化池采用的容积负荷为5.0kgCOD/（m3·d），填料为108m3半软性填料，气水比30﹕1，停留时间13.8h。射流曝气塔是一种新型的高负荷活性污泥技术，能使废水、空气与活性污泥三相在塔内实现完全混合，并在激烈的接触中完成生化反应。废水在塔内循环次数为10次，二沉池的污泥按回流比150%回流到射流曝气塔。工艺调试一个月后，接触氧化池的生物膜厚度已达3～4mm，塔内的MLSS已稳定在5g/L以上，系统运行正常。经测定废水中COD和BOD的去除率均达到98%。两年来，该设施在废水水质多变情况下表现出良好的抗冲击性能，从未出现污泥膨胀等问题，处理效果稳定。例3、二级兼性厌氧——接触氧化处理饮料废水深圳市某饮料公司生产牛奶、果汁等饮料，日排有机废水1000m3，废水中的COD达2200mg/L，SS为2400mg/L，色度128倍。废水处理工艺流程见图6—2：13n主要工艺参数：两段兼性厌氧池停留时间总和达16h，四段接触氧化池停留时间总和达20h。该废水处理工程经多年运行，处理效果达到国家一级排放标准。四、屠宰与肉类加工废水处理技术屠宰与肉类加工工业废水与其他食品废水比较起来，该类废水的有机物含量较低，废水COD范围在1000～6000mg/L。屠宰与肉类加工工业废水的特征近似于生活污水，但在屠宰与肉类加工生产中要排出大量肉屑、内脏杂物、血污、油脂、毛、未消化的食料等，因此有机物含量比生活污水要高得多。由于屠宰与肉类加工的对象可能是带病体或病毒携带者，因此该废水导致传染疾病的危害性更大。因此屠宰工业废水的处理要考虑最终的杀菌消毒，这一点又与医院废水有相同之处。屠宰与肉类加工工业废水的另一特点是SS浓度高，且水质水量波动较大，必须针对该行业的废水特点将废水中有机物质（主要是悬浮物质）进行回收利用或处置，其次是作好节约用水工作，最后才是末端治理技术的选择，采用相应的末端治理措施。例１、厌氧－SBR生化法处理工艺某公司屠宰废水排放量为50m3/d，混合废水的水质：pH值6.9～7.1，CODCr1060～2760mg/L，BOD5590～1480mg/L，SS940～1300mg/L，油类24～49mg/L。该废水可生化性较好，采用生化法为主的处理工艺，处理工艺流程如图6—3:主要构筑物及参数如下：①初沉池有效容积60m3(4.0m×3.5m×4.5m)，停留时间为24h，经初沉后对减轻后处理负荷及防止填料堵塞起到关键作用。②厌氧池有效容积480m3(28.0m×4.0m×4.5m)，内置生物填料，填料接触时间为4d。③SBR反应池有效容积200m3(4.5m×4.5m×5.5m)，内设射流曝气器进行曝气，每池设4只射流器，循环泵型号IS150-125-250A。SBR反应池设两交替使用。④污泥池有效容积30m3。13n屠宰废水经初沉、厌氧水解、SBR生化处理后，处理前、后污水的监测结果见表6-2。采用该法的治理成本为：1.02(电费)+0.30(人工费)+0.05(维修费)+0.18(折旧费)=1.55元/m3。表6-2污水中的污染物指标监测结果监测点pH值CODCrBOD5SS油类进水最大值最小值平均值7.16.9255212551905133864599298294196141.825.633.7出水最大值最小值平均值7.06.99279832821256241519.37.18.2平均去除率（%）94.897.394.775.6（单位：mg/L，pH值除外）实践证明，SBR法具有工艺简单，投资省，能耗低，处理效果好，运行操作简便，剩余污泥量少和不产生污泥膨胀等优点，是屠宰废水处理的理想工艺。例2、厌氧—二级接触氧化处理屠宰废水深圳市某食品公司屠宰生猪，日排废水100m3，废水中COD200mg/L、BOD5900mg/L，色度200倍，废水处理工艺流程为图6—4。主要工艺参数，厌氧池停留时间12h，一级接触氧化池停留时间6h，气水比20︰1；二级接触氧化池停留时间6h，气水比8︰1。第二节制革废水处理技术一、废水来源及主要污染物13n皮革加工是以动物皮为原料，经化学处理和机械加工而完成的。在这一过程中，大量的蛋白质、脂肪转移到废水、废渣中；在加工过程中采用的大量化工原料，如酸、碱、盐、硫化钠、石灰、铬鞣剂、加脂剂、染料等，其中有相当一部分进入废水之中。制革废水主要来自于准备、鞣制和其他湿加工工段。这些加工过程产生的废液多是间歇排出，其排出的废水是制革工业污染的最主要来源，约占制革污水排放总量的96%。制革污泥主要产生于制革生产过程中，以及所使用的原材料。制革污泥主要来源于浸水、浸灰和鞣制等制革生产工段。按目前我国制革行业每吨原料皮用水100～120t的传统鞣制方法计算，综合废水中的总悬浮固体浓度在2000～5000mg/L之间。制革各工段废水特征结果如表6—3所示。表6—3制革厂各工段废水及综合废水特性（单位：mg/L，除pH值外）工段参数浸水浸灰脱毛脱灰浸酸铬鞣后整饰综合废液pH值7.5~8.011~137.0~9.02.0~3.02.5~4.03.5~4.57.0~9.0BOD51100~25005000~100001000~3000400~700350~8001000~20001200~3000CODCr3000~600010000~250002500~70001000~30001000~25002500~70002500~6000S2-35000~5500030000~500004000~1000035000~7000030000~600004000~1000015000~25000DS32000~4800024000~300002500~600034000~6700029000~575003400~900013000~21000SS3000~70006000~200001500~40001000~30001000~2500600~10002000~5000氯化物15000~300004000~80001000~200020000~3000015000~25000500~10006000~9500Cr3+2000~400040~10080~100从表6—3可以看出，制革综合废水中原污泥90%来源于浸水、浸灰、脱毛和铬鞣工序操作。制革厂总污泥量还包括生化处理产生的生物污泥。这些污泥除含有硫化物、铬、盐、烂毛、石灰等物质，还含有大量的水分（95%~98%），即使这些污泥经脱水操作以后，其水分含量仍在60%～80%左右，将这部分污泥倒入江河或填埋于农田都将会对周围环境或地下水造成严重的污染。二、制革废水的特征⑴水量大一般情况下，每加工生产一张猪皮约耗水0.3～0.5t，生产加工一张牛盐湿皮耗水1～1.5t，生产加工一张羊皮约耗水0.2～0.3t，生产加工一张水牛皮约耗水1.5～2t。根据产品品种和生胚类别的不同，每生产原料皮需用水60～120t。⑵水量和水质波动大水量和水质波动是制革工业废水的又一特点。制革加工中的废水通常是间歇式排出，其水量变化主要表现为时流量变化和日流量变化。①时流量变化由于皮革生产工序的不同，在每天的生产中都会现生产高峰。通常一天里可能会出现5h13n左右的高峰排水。高峰排水量可能为日平均排水量2～4倍（如南方某猪皮生产厂日剖皮1200张，日排水563m3，每小时平均排水27.75m3，高峰排水56m3/h）。②日流量变化根据操作工序的时间安排，在每个周末，准备工段剖皮以前的各工序可能停止，因此，排水量约为日常排水量的2/3左右，而周日排水则更少，形成每周排水的最低峰。③水质变化皮革废水水质同水量变化一样差异很大，随生产品种、生产皮类、工序交错而变动。如某猪皮制革厂，综合废水平均COD值为3000～4000mg/L，BOD值为1500～2000mg/L，由于工序安排和排放时间不同，一天中COD值在3000mg/L以上的情况会出现4～5次，BOD值在2000mg/L以上的情况会出现三次以上。综合废水pH值平均为7～8，而一天中pH值最高可达11，最低为2左右，水质变化大，显示出污染物排放的无规律性。⑶污染负荷重皮革工业污水碱性大，其中准备工段废水pH值在10左右，色度重，耗氧量高，悬浮物多，同时含有硫、铬等。皮革废水水质情况见表6—4。表6—4皮革废水水质情况pH值SS(mg/L)Cr3+(mg/L)S2-(mg/L)C1-(mg/L)CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)色度8～102000~400080~10050~1002000~30003000~40001500~2000稀释倍数800~3500三、制革废水处理工程实例：某制革厂废水处理规模1200m3/d，废水原水及出水见表6—5。表6—5原水水质和设计出水水质CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)S2-(mg/L)总铬(mg/L)pH原水2300~38001000~1400约280090~12080~12010~11出水100601001.00.56~9MnSO4工艺流程见图6-5：13n该废水处理工程投资额334万元，年运行费用约63万元，单位处理成本1.59元/m3。第三节纺织印染废水处理技术一、废水来源及主要污染物纺织印染工艺，是由坯布开始，先退浆、煮练、漂白、丝光、染色、印花，最后通过整理工序成为成品。在各个工序中排出的废水通称印染废水，印染工业生产因为受原料、季节、市场需求等变化的影响，因此废水的水质变化很大。同时，印染废水的排放量是间歇的，所以废水排放量极不均匀。不同的印染厂加工工艺不同，废水中含有悬浮纤维屑粒、浆料、整理加工药剂等。该废水水质复杂，含有大量残余的染料的助剂，因此色度大，有机物含量高。并且废水中含有大量的碱类，pH值高。印染废水中的主要污染物如下。BOD：有机物，如染料、浆料，表面活性剂酯酚，加工药剂等。COD：染料，还原漂白剂，醛，还原净水剂，淀粉整理剂等。重金属毒物：铜、铅、锌、铬、汞、氰离子等。色度：染料、颜料在废水中呈现的颜色。印染工业废水水质情况见表6—6。纺织印染工业废水排放情况见表6—7。表6—6印染工业废水水质情况项目废水种类pH值色度（倍）SS(mg/L)COD(mg/L)BOD5(mg/L)BOD5/COD印染厂废水8.5~10200~500100~300400~500200~3000.375~0.513n色织厂废水7~930~40200~300250~300100~3000.4~0.43毛纺厂废水5~7100~200500左右300~500150~3000.5~0.6针织厂废水9~14<200200~300200~500100~2000.5表6—7纺织印染工业废水排放情况产品工序单位耗水量/t废水中污染物排放系数BOD5/(mg/L)COD/(mg/L)硫化物/(mg/L)pH值化纤印染260250~3501000~12002棉麻印染丝绸印染300200~300700~120010~208~11茧丝煮缫100~13020000~25000废茧处理56~12050000~100000毛纺品染整6300100000~120000二、印染废水污染特点纺织、印染和染色废水，水量大，色度高，成分复杂，废水中含有染料（染色加工过程中的10%～20%染料排入废水中）、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质及无机盐等，染料结构中硝基和胺基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素具有较大的生物毒性，严重污染环境。印染废水的水质复杂，污染物按来源可分为两类：一类来自纤维原料本身的夹带物；另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。分析其废水特点，主要为以下方面。①水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性和pH值变化、水质变化剧烈。因化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、新型助剂等难以生化降解的有机物大量进入印染废水中，增加了处理难度。②废水BOD5/CODCr值均很低，一般在20%左右，可生化性差，因此需要采取措施，使BOD5/CODCr值提高到30%左右或更高些，以利于进行生化处理。③印染废水中的碱减量废水，其CODCr值有的可达到10万mg/L以上，pH值≥12，因此必须进行预处理，把碱回收，并投加酸降低pH值，经预处理达到一定要求后，再进入调节池，与其他的印染废水一起进行处理。④印染废水的另一个特点是色度高，有的可高达4000倍以上。所以印染废水处理的重要任务之一就是进行脱色处理，为此需要研究和选用高效脱色菌、高效脱色混凝剂和有利于脱色的处理工艺。⑤印染行业中，PVA浆料和新型助剂的使用，使难生化降解的有机物在废中含量大量增加。特别PVA浆料造成的量占印染废水总CODCr的比例相当大，而水处理用的普通微生物对这部分CODCr13n很难降解。因此需要研究和筛选用来降解PVA的微生物。三、印染废水处理工程实例例1、水解酸化一接触氧化—气浮法处理染色废水该处理工艺为生化、物化相结合的工艺，其流程见图6-6。生产中使用的主要染料为硫化染料、还有涂料、凡士林、活性及化学助剂。处理水量为100m3/d(漂炼60m3/d，染色40m3/d)，水质为：pH=10～12，CODCr=1000mg/L，BOD5=200～300mg/L，色度为200～300倍。厌氧水解酸化池内设半软性填料、生物接触氧化池内设高SNP型新型填料。后续物化处理采用加药反应气浮池。加药反应气浮池的特点为：一是脱落的生物膜、悬浮物等去除率高，可达到80%～90%；二是色度去除高，可达到95%；三是气浮池水力停留时间短，约30min左右，而沉淀池水力停留时间1.5～2h，故气浮池体积小，占地面积少；四是污泥含水率低，约97%～98%，气浮排渣可直接进行脱水处理。因此，采用气浮池后工艺流程中出现了两个明显的特点：一是只设污泥池，不设污泥浓缩池和污泥反应池，污泥直接进脱水机脱水处理；二是本来应用活性污泥回流到厌氧水解酸化池，因加药反应后的污泥失去了活性，不能回流，故工艺中采取生物接触氧化池中以1︰1回流至厌氧水解酸化池，以加强水解和酸化。但采用气浮需要增设一套空压机、压力溶气罐、回流水泵等辅助系统，操作管理相对较复杂。经该工艺处理后，CODCr的去除率达95%以上，实际出水水质为pH=6～9，色度<100倍，SS<100mg/L，BOD5<50mg/L，CODCr<150mg/L。因原水pH=10～12，故应首先加酸中和。例2、水解酸化－接触氧化－化学氧化处理染色废水深圳市某织带厂日排放废水量500m3/d。废水水质为：COD1200mg/L；BOD5400mg/L；SS250mg/色度500倍。其废水处理工艺流程见图6－7。13n主要设计参数：水解酸化池停留时间5.6小时，接触氧化池停留时间4.0小时，二级斜管沉淀池表面负荷为0.71m3/m2·h。化学氧化是作为色度高时的脱色补充工艺。第四节印刷油墨废水处理技术一、废水来源及污染物纸品厂在印刷纸品时，使用水性油墨（简称水墨）印刷有清洗废水产生，同时也存在少量粘结剂淀粉清洗废水。该类废水特点是：水量少、色度深、固体悬浮物和COD等浓度高。二、印刷油墨废水处理工程实例例1、混凝气浮—水解酸化—接触氧化法处理印刷水墨废水深圳某纸品厂日处理水墨废水80m3，小时处理量4m3，废水中的COD2700mg/L，色度625倍。采用的废水处理工艺流程见图6—8。13n主要设计参数：水解酸化池停留时间6小时，接触氧化停留时间15小时，处理效果达到广东省地方废水排放二级标准。例2、混凝沉淀—电解气浮法处理印刷水墨废水深圳某纸品厂日处理印刷水墨废水10m3。废水中色度8000倍；SS800mg/L；COD1900mg/L；BOD700mg/L。其废水处理工艺流程见图6-9。主要设计参数：电解气浮机小时处理量1m3，该设备是一组处理器，内有电解絮凝气浮、过滤等性能。经处理后的废水能达标排放。该工艺对处理小水量的印刷水墨废水较为有效，具有占地面积小，造价低，处理流程短，克服小水量不便生化处理的困难。第五节生活污水处理技术随着生产和社会的发展，城市人口迅速增多，向江、河、湖、海排放大量的生活污水，造成环境水体的严重污染，加快城市污水处理厂的建设和搞好无排污管网的生活小区污水的处理是一项紧迫的任务。城市污水处理厂建设是一项处理污水量大，投资费用高，工艺流程复杂，维护管理难度大的一项工作。13n1.城市污水处理厂实例某市第四污水处理厂建于90年代中期，处理污水量10万m3/d，占地30亩，工程总投资11954万元，污水处理工艺流程见图6-10，污泥处理工流程见图6-11，该厂污水处理运行情况见表6-8。表6—8污水厂实际运行情况项目进水出水/(mg/L)平均值/(mg/L)一般范围/(mg/L)BOD56530～100≤15SS11070～150≤15TN2015～25≤12NH3N119～13<3TP41～7<1pH6.56.4～6.66.5工程主要设计参数：厌氧池停留时间10h，缺氧/好氧池（A2/0池）水力停留时间总共8h，二沉池表面负荷为0.8m3/h·㎡。13n2.工厂生活区生活污水处理实例深圳某电机厂设计生活污水处理量为900m3/d。污水水质：COD350mg/L；BOD5180mg/L；SS200mg/L。工艺流程见图6-12食堂污水—————→隔油池生活污水—→格栅→调节池→兼氧池→厌氧池→射流接触氧化池→混凝反应池→→沉淀池→出水检查井→排放污泥浓缩池→板框压滤机→污泥装袋外运图6-12工艺流程图工艺的主要设计参数：兼氧池水力停留时间3.3h，厌氧池水力停留时间3.3h，好氧池水力停留时间6.6h，三个池内均设生物填料。沉淀池表面负荷为0.5m3/m2·h。该工艺区增设了化学除磷工艺。污水处理效果理想，达到一级标准。13