UASB+SBR处理果汁废水设计说明书及图纸讲解学习.doc
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1、精品文档湖 南 科 技 大 学毕业设计(论文)任务书 化学化工学 院 环境工程 系(教研室)系(教研室)主任: (签名) 年 月 日学生姓名: 张安国 学号: 0806050220 专业: 环境工程 1 设计(论文)题目及专题: 某果汁厂生产废水处理的初步设计 2 学生设计(论文)时间:自 2012 年 3 月 1 日开始至 2012 年 6月 1日止3 设计(论文)所用资源和参考资料:污水水量与水质:Q=5000m3/d。水质:CODcr:8000mg/L,BOD5:5000mg/L,SS:4000mg/L,pH:5-12;处理要求:废水经过处理后应符合达到污水综合排放标准(GB8978-1
2、996)一级标准,即:CODcr100mg/L,BOD530mg/L,SS70mg/L,pH6-9。4 设计(论文)应完成的主要内容:(1)当前果汁生产废水的来源及处理概述;(2)确定该处理厂的规模和处理工艺;(3)相关构筑物的设计与计算;(4)管网布置及计算;(5)工程概算;(6)设计体会;(7)参考文献。5 提交设计(论文)形式(设计说明与图纸或论文等)及要求:(1)编写设计说明书一份,设计说明书按设计程序编写、包括方案的确定,设计计算、设备选择和有关设计的简图等内容。文字应简明、通顺、内容正确完整。(2)图纸至少有4张,其中平面图和高程图必备,平面布置图中应有方位标志。6 发题时间: 二
3、0一二 年 三 月 一 日指导教师: (签名)学 生: (签名)摘 要 近年来,果汁饮料作为新世纪的健康饮品,已成为消费者的追逐热点。随着果汁产业的不断壮大,果汁生产中的高浓度有机废水对环境的污染也越来越受到社会各界的关注。环境是人类生活的载体,本着对环境负责,对人类的负责的原则,果汁生产废水治理已成为每个企业生产运行必不可少的程序。本设计主要分析了当前果汁生产废水治理的热点问题和工艺方法,并从中拟定出适合所持工程设计的方案,设计本着科学实际、效益优先的原则,全面地对预选方案进行了详细的设计计算,该设计为果汁废水,水量为5000m3/d,根据食品生产相关资料,设计选定的安全系数为K2=1.8。
4、原污水中各项指标为:CODcr浓度为8000mg/L,BOD5浓度为4000mg/L,SS浓度为4000mg/L,pH5-12。该废水若不经处理会对环境造成巨大污染,故要求进行处理,要求出水标准按照污水综合排放标准(GB8978-1996)一级标准执行,即:CODcr100mg/L,BOD530mg/L,SS70mg/L,pH6-9。 设计内容属于有机物浓度高,水量大,水质波动较大,水中固体干扰物较大的工程,经过对主流高浓度有机废水处理方法的比选和自身所掌握的技术知识,最终确定为“原水预处理+UASB+SBR”的工艺。根据设计计算结果,表明本设计方案结构紧凑简洁,运行控制灵活,抗冲击负荷能力强
5、等特点,根据其他同类设计并投产运行的效果来看,该组合工艺处理性能可靠,具有投资少,运行管理简单等特点。为果汁工业废水处理提供了一条可行的途径。具有良好的经济效益、环境效益和社会效益,综合效益高,有较高的运用价值。关键词:果汁废水;活性污泥;UASB;SBRABSTRACTIn recent years, fruit juice beverage as a new century health drinks, have become hot pursuit of consumers. With the growing of fruit juice industry, high concentra
6、tion organic wastewater from the fruit juice factory caused the environment pollution is getting much more attentions. Environment is the carrier of our lives, in that responsible for environment and our people, fruit juice production wastewater treatment has become essential procedures for each ent
7、erprise.This design mainly analyzed the hot issues and processes of the fruit juice production wastewater treatment in the current, and found a suitable process to treat the kinds of wastewater in the end. Designed in the principle of giving priorities to efficiency and science . calculated comprehe
8、nsively to the preselected programs. The design is for the fruit juice wastewater: Q= 5000m3/d, according to the relevant data of food production, I selected the safety coefficient K2=1.8. Indicators of raw sewage are: CODcr concentration is 8000mg/L, BOD5 concentration is 4000mg/L, SS concentration
9、 is 4000mg/L, pH5-12. The wastewater is discharged into the environment without treatment will cause a great pollution, so we must treat it. Theeffluentquality comes up to the -classcriteria specified in the Integrated wastewater discharge standard (GB8978-1996) is: CODcr=100mg/L, BOD5=30mg/L, SS=70
10、mg/L, pH6-9. This program belongs to organic compounds with high concentration and a large quantity, the quality of water fluctuate greatly, suspended matter disrupt largely, compared by the mainstream methods of high concentration organic wastewater treatment and my own technical knowledge, eventua
11、lly, I identified as raw wastewater pretreatment + UASB+SBR process.According to the results of the design calculations, shows that the scheme of design is much more compact and simpler in the structures, flexible control, shock resistance ability. According to effect of the other similar designs an
12、d operations show that, this combined process has reliable performance, simpler operation and management with less investment, etc. It provides a feasible way for the fruit juice industry wastewater treatment. It has a better economic benefit, environmental benefit and social benefit. In a word, thi
13、s scheme has a higher application value for comprehensive benefit.Key Words: fruit juice wastewater; activated sludge; UASB; SBR目 录第一章 绪论11.1中国果汁产业简介11.2果汁生产污染物产生情况分析21.2.1果汁加工业废水的特征21.2.2果汁加工业其他的环境问题41.3果汁废水治理技术现状41.4果汁废水的处理方法探究51.4.1好氧处理工艺51.4.2厌氧处理61.4.3厌氧+好氧处理工艺7第二章 设计说明及计算122.1 设计概况122.1.1 该果汁废
14、水处理效果122.1.2 项目所在地湘潭市气候资料122.2 处理程度的计算122.3 污水处理构筑物设计及计算132.3.1 格栅的设计及计算132.3.2沉淀池的设计计算162.3.3 调节池设计计算212.3.4 UASB反应器的设计计算222.3.5 SBR池的设计计算322.3.6重力浓缩池的设计计算392.3.7 集泥井412.3.8 机械脱水间的设计计算42第三章 平面布置和高程布置433.1平面布置说明433.2高程布置设计说明及计算433.2.1高程布置说明433.2.2构筑物及水渠的水头损失443.2.3管道水力损失计算45第四章 工程估价484.1估价范围及估价依据484
15、.1.1估算范围484.1.2编制依据484.1.3各构筑物费用概算484.1.4 其他费用概算484.2运行成本494.2.1人数定员494.2.2动力成本494.2.3其他成本50第五章 结论51参考文献52致 谢53附 录54精品文档第一章 绪论1.1中国果汁产业简介近年来,果汁饮料作为新世纪的健康饮品,成为消费者的追逐热点。果汁饮料是新型的饮品,其最大特点是不但能解渴,而且含有丰富的维生素、矿物质、微量元素等,具有极高的营养、保健功能。我国果汁饮料市场起步较晚、起点较低,但随着人们保健意识的不断提高,近年来发展较快。2011年1-6月,中国果菜汁及果菜汁饮料制造业实现销售收入419.6
16、64亿元,比2010年同期增长39.85%;利润总额达到23.133亿元,比2010年同期增长39.94%;截至2011年6月底,我国果菜汁及果菜汁饮料制造业总资产达到701.158亿元。2011年12月份,我国生产果汁和蔬菜汁饮料162.99万吨,同比增长11.16 %。据数据显示:2011年1-12月,全国果汁和蔬菜汁饮料的产量达1920万吨,同比增长8.66 %。从各省市的产量来看,2011年1-12月,广东省果汁和蔬菜汁饮料的产量达326万吨,同比增长11.53 %,占全国总产量的16.99 %。紧随其后的是河南、四川和重庆,分别占总产量的8.60%、7.95%和7.22%。中国水果资
17、源丰富。水果总产量居世界首位,苹果产量居世界第一,橙子,梨,和桃子产量仍然居世界首位,尽管中国是人口大国,可是果汁消费量很低,人均年消费量还不到1公斤,是世界平均水平的1/10,发达国家平均水平的1/40。这表明,果汁饮料在中国仍有巨大的发展空间。随着城乡居民生活水平的逐步提高,果汁饮料的消费必将进一步增长,未来中国果汁行业的发展前景看好,与此同时也具备了非常好的投资优势。从果品饮料所含成份来看,有两种分类方法:一是可分为纯正果汁与非纯正果汁,纯正果汁饮料是指果汁含量为100%的果汁饮料,非纯正果汁饮料中果汁的含量应不低于40%,这样才可以说是名符其实的果汁饮料,而非纯正果汁又可分为果蔬类果汁
18、和不含蔬菜汁的果汁;二是可分为纯天然果汁与非天然果汁,非天然果汁是指在果汁中加入能满足特定人群需要的物质,如纤维素、矿物质元素等。在中国,果汁饮料包括果蔬汁和果蔬饮料。果蔬汁是新鲜或冷藏水果和蔬菜直接制成,果蔬饮料则是在果汁和浓缩果蔬汁中加入水、糖液和酸味剂等调制而成的现成饮料。在中国,果蔬汁饮料的果汁含量应不低于10%,否则它们将属于其他种类的饮料。中国果汁饮料竞争日趋激烈,市场上存在三股竞争力量:一支是台湾背景的企业统一和康师傅,以包装的创新和口味取胜;一支是包括汇源、娃哈哈等的国内知名企业;还有一支是大的跨国公司如可口可乐、百事可乐等。目前市场上集中了娃哈哈、汇源、农夫果园、统一鲜橙多、
19、美汁源果粒橙、酷儿、露露等众多一线饮料品牌。由于大品牌的激烈竞争,使得外来品牌很难进入果汁饮料市场,同时果汁饮料的价格日益透明化,厂家和经销商的利润在不断变薄。寻找新的利润增长点,成为企业的当务之急。而要想在竞争激烈的果汁市场取得领先地位,适合市场化的企业规划经营则是关键。作为全球最大的果蔬汁出口国,我国的果蔬汁产业发展在后金融危机时代面临新的挑战,为了进一步提高产品品质,巩固我国果蔬汁在全球贸易的市场份额与竞争优势,2012中国(西安)国际果蔬汁产业大会于2012年5月23-24日在陕西西安举行【1】。1.2果汁生产污染物产生情况分析 1.2.1果汁加工业废水的特征果汁生产企业的产品和工艺虽
20、然不完全一致,但是基本工艺是相似的,无论生产苹果汁或橙汁,基本工艺归纳如图1.1所示。果汁生产的工艺【2】主要包括以下步骤:原料的清洗与预处理、原料破碎和压榨提汁、酶处理、澄清、过滤、吸附、浓缩、杀菌,最后进行罐装。 (1)原料的清洗与预处理原料首先要进行清洗,清洗用水是果汁生产用水的最主要部分,此工序主要产生含有机物的洗果废水,多为果品碎屑、泥砂等,SS含量较高。(2)原料破碎和压榨提汁工艺榨汁前先行破碎可以提高出汁率。压榨是通过挤压力将液相从液固两相混合物中分离出来的一种单元操作。此工序会产生果渣。(3)酶处理工艺在果汁加工技术中,应用的最多的是果胶酶。其作用是增加出汁率同时也利于果汁澄清
21、,以便果汁中悬浮的粒子能用沉降、过滤或离心的方法分离。(4)澄清、过滤工艺果汁加工工艺采用酶技术和膜分离技术相结合,以获得澄清果汁。目前多采用超滤技术。超滤膜可以截留压榨的果汁中多数大分子物质,使糖类、有机酸和水等小分子成分透过膜而得到水果清汁。截留的罐底物是大分子有机物质,其COD浓度值很高,排入水体后,使废水的处理难度增大。(5)吸附与离子交换工艺果汁加工用活性炭过滤或树脂吸附色度、残余农药和霉菌等,现多采用树脂吸附。在吸附工序,间歇地排放树脂再生漂洗废水。废水含难降解的高浓度有机物和酸、碱以及消毒剂。(6)浓缩工艺原果汁的含水量通常在8085以上,需要经过浓缩,使水分从水果原汁中分离出来
22、提高果汁的化学稳定性,便于储藏和运输。蒸发浓缩是主要的水果原汁浓缩工艺。在此过程中产生4倍以上浓缩原汁的蒸发冷凝水,导致排水量高于用水量。蒸发冷凝水含香精等有机酸、醇和酯类物质,COD浓度值较高。(7)杀菌工艺和CIP清洗在果汁加工过程中一般采用“巴氏杀菌”,杀死果汁中的致病菌、产毒菌、腐败菌,并破坏果汁中的酶使果汁在储藏期内不变质。 果汁废水是由酸、碱、消毒剂和高分子有机物组成的高浓度有机废水。主要产生于洗果、产线清洗(设备、地面的冲洗,CIP清洗及树脂再生清洗)、罐底物排放、蒸发冷凝水、反渗透浓水排放和锅炉房排水(软化处理盐水、水收尘排水)、车间生活污水。其主要特点是水量和水质波动很大、废
23、水有一定的温度、废水中SS含量较高,多为果品碎屑、泥砂等。 其中造成水量波动【2】的原因有以下几点: (1) 进厂原料果的品质好坏,直接影响到用水量的大小和排放废水的污染物浓度; (2)当设备进行集中清洗时污水量比正常生产时的水量高出一倍甚至更多; (3)生产和排水具有间歇和周期性,各工序排水有时间段,当果池换水时所排废水水量和水质波动相当大。同时,果汁企业的排水量要高于取水量,这是由于清汁到浓缩果汁过程有蒸发冷凝水的产生,其产生量为浓缩果汁产量的4-4.5倍。 造成水质波动的原因有以下几点: (1)由于生产线要定期进行CIP清洗、树脂再生和漂洗,间歇性地排放酸、碱废水,使废水的pH值在2-1
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