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果汁生产废水处理方案

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果汁生产废水处理

技
术
方
案

有限公司
2016年11月

摘要
果汁废水主要来自冲洗水果、粉碎、榨汁等工序，罐装工段的洗瓶、灭菌、破瓶损耗和地面冲洗等环节。废水中含有较高浓度的糖类、果胶、果渣及水溶物和纤维素、果酸、单宁、矿物盐等。果汁废水中含有的糖类主要为果糖、葡萄糖、蔗糖，三者所占的比例为2：1：1.废水中含有大量的有机酸，不同的生产工艺阶段，所产生的废水具有不同的特点，即使在同一阶段，废水水质也因产品不同而差异较大。本方案使用水解酸化+SBR 的处理工艺进行处理，采用此工艺，不但使处理流程简洁，也节省了运行费用。
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第一章 概述
一．果汁废水特点
1、果汁废水构成
企业废水组成较为复杂，一般都有十多种废水需要处理，他们是：洗果排放水、设备清洗废水、消毒清洗废水、果汁冷凝水、设备冷却水、设备外部清洗水、地面清洗水及其他排放废水。
2、主要废水水质描述
生产废水总排放池出口水质浓度，随企业的设备、工艺、管理的差异排水水质有较大波动。
⑴、生产设备清洗废水：清洗废水周期性集中排水，对污水处理设施有较大冲击，一般需将清洗设备的高浓度酸碱水、消毒水等先做预处理（中和），然后再排入污水处理系统。
(2)、消毒废水：设备清洗后需要消毒，消毒废水若直接排入污水处理系统，因其含有杀菌剂，将抑制生化过程的进行，导致微生物不能存活，所以这部分废水在直接排入生化系统前，需要在调节池中进行专门的处理，以保证系统正常运行。
⑶、⑸、果汁冷凝水：该水为稀果汁浓缩单元产生的废水，水量较大，清澈透明，一般认为无污染，但分析证实该水COD为1000-1500 mg/L，感官虽好，但污染较重。
⑷、洗果排放水：该部分废水排放量及排放水质各企业差别较大，就目前各企业的排放情况来看，此部分废水悬浮物很大、含泥量很高，必须经过预处理方能保证后续水处理设施的正常运行。 
有机物浓度 有机物浓度高，一般情况下COD>500mg/L，BOD>200mg/L
SS（悬浮物） 含有大量的果渣、果肉、果屑等物质，一般情况下SS>40mg/L
黏性 含有果胶等胶体，废水黏性大
水质、水量变化 由于加工品种及产量经常变化，导致排放不均匀、水质水量变化大，COD变化值高时可达800-1000mg/L，SS变化值可达50-100mg/L。
PH 果汁废水中含有大量果酸，因此PH较低，最低时可达4.0左右
营养元素 营养成分单一，C:N较高，缺乏氮、磷元素
水温 20-25摄氏度

二．本设计工程概况

表1.1 废水水质及排放标准
项目
CODCr(mg/L)
BOD5(mg/L)
SS(mg/L)
pH
原水
450
200
50
4～8
排放标准
≤50
≤10
≤30
6～9

第二章 工艺路线的确定及选择依据
2.1 处理方法比较
果汁废水中大量的污染物是溶解性的糖类、果酸，这些物质具有良好的生物可降解性，处理方法主要是生物氧化法。有以下几种常用方法处理。
（一）好氧处理工艺
高浓度有机废水处理主要采用好氧处理工艺，主要由普通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR法。传统的活性污泥法由于产泥量大，脱氮除磷能力差，操作技术要求严，目前已被其他工艺代替。近年来，SBR和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。SBR工艺具有以下优点：运行方式灵活，脱氮除磷效果好，工艺简单，自动化程度高，节省费用，反应推动力大，能有效防止丝状菌的膨胀。
CASS工艺(循环式活性污泥法)是对SBR方法的改进。该工艺简单，占地面积小，投资较低；有机物去除率高，出水水质好，具有脱氮除磷的功能，运行可靠，不易发生污泥膨胀，运行费用省。
（二）水解—好氧处理工艺
水解酸化可以使废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的有机物，出水的可生化性能得到改善，这使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。与此同时，悬浮物质被水解为可溶性物质，使污泥得到处理。水解反应工艺式一种预处理工艺，其后面可以采用各种好氧工艺，如活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和SBR等。废水经水解酸化后进行氧化处理，具有显著的节能效果，COD/BOD值增大，废水的可生化性增加，可充分发挥后续好氧生物处理的作用，提高生物处理废水的效率。因此，比完全好氧处理更加经济。
（三）厌氧—好氧联合处理技术
厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的10%～15%；产泥量少，约为好氧处理的10%～15%；对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大规模。
厌氧法的缺点式不能去除氮、磷，出水往往不达标，因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理，使出水达标。
（四）不同处理系统的技术经济分析
不同处理方法的技术、经济特点比较，见表1-1。
表1-1 不同处理方法的技术、经济特点比较
处理方法
主要技术、经济特点
好
氧
工
艺
生物接触氧化法
采用两级接触氧化工艺，可防止高糖含量废水引起污泥膨胀现象；但需要填料过大，不便于运输和装填，且污泥排放量大
氧化沟
工艺简单，运行管理方便，出水水质好，但污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高
SBR法
占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。
厌氧
好氧
工艺
UASB—好氧技术
有机负荷高，水力停留时间短，效果好，可回收能源，操作要求严进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高；对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差
水解—好氧技术
节能效果显著，且BOD/COD值增大，废水的可生化性能增加，可缩短总水力停留时间，提高处理效率，剩余污泥量少
从表中可以看出—好氧联合处理在废水处理方面有较大优点，故果汁废水水解—好氧处理技术是最好的选择。
果汁废水先经过中格栅去除大杂质后进入集水池，用污水泵将废水提升至调节池，在调节池进行水质水量的调节。进入调节池前，根据在线PH计的PH值用计量泵将碱性水送入调节池，调节池的PH值在6.5～7.5之间。调节池中出来的水流入水解酸化池进行厌氧消化，降低有机物浓度。水解酸化池内的污水用水泵将水送入SBR池中进行好氧处理，而后达标出水。来自，调节池，水解酸化池、SBR反应池的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。

第三章 设计原则及设计规范
一、设计原则
1、执行国家环境保护的政策，符合国家和地方有关的法规、规范及标准，污水经处理后达标排放。
2、根据企业规划和实际情况，力求做到系统布局合理，节省投资，又便于运行管理，充分发挥工程投资效益.
3、采用高效、节能、先进、可靠的污水处理新工艺、新技术，实现污水处理站的低耗高效。
4、在已建成相同类型处理站的基础上进行优化，尽可能降低投资和运行费用。
5、操作管理方便，操作人员的劳动强度低。
6、污水处理系统适合生产性变化。

二、设计规范和标准
1、《室外排水设计规范》 GB50101-2005
2、《污水综合排放标准》 GB8978-1996
3、《给水排水工程结构设计规范》 GB 500069－2002
4、《河南省辖海河流域水污染物排放标准》（DB41/777-2013）
5、国家现行的建设项目环境保护法规、条例；
6、其他有关设计规范

三、工艺流程图

混合废水

调节池
污 泥
剩余污泥
水解酸化
板框压滤机
提升泵
泥 饼
鼓风机 SBR反应器

达标排放

第四章 投资估算与效益分析 
表4.1 运行分析表
序号
项 目
费用(元/m3)
备   注

人工费
0.20
1人,600元/(月.人)，兼职。
2
电  费
0.63
90kWh/d，0.7元/kWh。
3
药  费
0.50
加药0.1‰，5 元/kg。
合        计
水量满负荷时运行成本：1.31元/m3
4.2效益分析
果汁废水处理厂效益包括经济效益、社会效益和环境效益。
该废水厂进水经过以及处理后，悬浮物的去除率为96%，BOD5的去除率为93%左右，CODcr的去除率为90%左右。建设该污水厂的主要三大效益分析如下：
4.2.1环境效益
该水处理厂为城市污水处理站，对改善所在地的环境有重要的作用，环境治理的好坏直接影响着一个城市的良性发展。该市中有50%的污水排入当地的主干河流，使得水体的有机污染物严重超标，各项指标均超出了《地面水环境标准》中Ⅲ类水体的水质标准。因此要保护该河流的水质，使其满足和达到渔业、生活饮用水质标准的良好状态，有利于生活饮用、工业和渔业用水，以及该河流的生态系统稳定性。
该污水处理厂处理的污水是工业废水，其中大部分都是可生化的有机废水。经该污水处理厂处理后的污水可达到国家以及排放标准，这样在降低了当地的河流的水体污染的同时又满足了下游地区饮用水和景观用水的质量。
4:2.2社会效益
工程的实施对该市的河流段的水质有明显的改善，同时也对该市的社会生产产生巨大的影响。水质的改善将促进该市的旅游业的发展，有利于该市在经济全方位的发展，在国内及国际的声誉将会进一步提高。同时也会给下游地区带来巨大的经济效益，保障当地及下游地区人民的身体健康，保障当地的与其他地区的经济的和谐可持续发展。
4.2.3经济效益
污水处理厂作为一项环境治理项目，其本身并不产生直接的经济效益。该污水厂建成后将提高该市以及主干河流的环境质量，减轻污水排放所造成的污染危害。保护该市的饮用水源，降低自来水的处理成本，保护市民的健康。而产生的间接经济效益目前尚无法定量，定性的讲，其产生的间接经济效益是巨大的。同时该工程的实施有利于当地的渔业发展，在提高饮用水水质的同时有利于当地人民的健康。