海产品加工废水处理工艺设计——课程设计

海产品加工废水处理工艺 一、绪论 随着海产品加工业的发展，海产品加工废水的处理也变得越来越重要。海产品加工可分为两大类:?渔获物处理，即将新捕获的鱼类、贝类、藻类等新鲜品经清洗、挑选、除去不需要的部位等处理，制成干鲜品、冷冻品及水产罐头等;?二次加工，即将以上制品根据需要进行精制，制成鱼肉松、烤鱼片等炼制品、调味品等。 1.1 废水来源: 海产品加工主要过程可分为原料处理、中间产品加工与成型产品加工三个部分，这三部分是产生废水的主要来源。其中，原料处理段用水量最大，达到50%，所排废水污染物浓度较低，COD一般为500,800mg/L;中间产品加工段用水量略少，约占总用水量的30%，但所排废水污染物浓度最高，COD平均达2000mg/L左右;成型产品加工段用水量只占总用水量的20%，同时所排废水污染物浓度也较低，平均为200,400mg/L。 海产品加工废水的有机物浓度高、色度高、可生化 1 性较好，原水中含有大量油脂、游离性蛋白质及盐分，若不经有效治理，将会污染周围水体、水域，对环境产生严重污染。 1.2 废水特性: (1)、废水处理量不定，含盐量高。 (2)、生产随季节变化，废水水质水量随季节变化。 (3)、海产品加工废水中可生物降解成分多，均为自然有机物质，不含有毒物质，生物降解性好。 (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)、废水中氮、磷含量高的情况多。 1.3 主要危害: (1)、海产品加工废水本身无毒性，但含有大量可降解的有机物质，废水若不经处理排入水体将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。 (2)、废水中的悬浮物沉入河底，在厌氧条件下分解，产生臭气恶化水质，污染环境。 (3)、若将废水引入家田进行灌溉，会影响农业果实 2 的食用，并污染地下水源。 二、水质水量及处理要求 2.1 进水水质: 废水排放时间主要集中在:8:00——11:00 3废水量:4800m/d COD=694——1640mg/L,平均1170mg/L BOD=550mg/L 5 SS=80——1080mg/L,平均580mg/L pH=6——7;水温:30——38? 2.2 出水水质要求: BOD?100mg/L,COD?300mg/L, SS?100mg/L,pH=6——9 三、处理的论证 根据任务书给出的水质水量及出水要求，BOD去除率要达到75,，COD去除率要达到82,，SS要求达到83,，水温为30-38?，适合采用生化法处理，SBR法去除率较高，我决定采用SBR法处理海产品加工废水。 3.1 SBR工艺原理简介 3 SBR是序列间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同， SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。 它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。 3.2 SBR工艺运行特点: 1、理想推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。 2、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。 3、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整， 4 运行灵活。 5、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。 6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 7、工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。 3.3 SBR系统的适用范围 由于上述技术特点，SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况: 1、中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。 2、需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。 3、水资源紧缺的地方SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。 5 4、用地紧张的地方。 5、对已建连续流污水处理厂的改造等。 6、非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理 海产品加工废水的处理就属于小水量，而且海产品加工废水可生化性好，适合使用SBR法处理。 四、工艺流程 进水 出水 SBR 筛网 调节池 污泥浓缩池 机械脱水 污泥外运 筛网——需要处理水量不大，所以选用筛网以降低成本。 调节池——该处理工艺水量波动较大，选用调节池调节 水质水量，同时调节池可以起到沉淀池的作 6 用，可以对废水进行预处理，但是调节池需 要定期清理 SBR——该处理工艺需要设置4个SBR池 SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段:进水、曝气、沉淀、滗水、闲置。由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。 五、计算 5.1 设计流量的确定: 333 平均流量:Qa=4800m/d=200m/h=0.056m/s 33 设计流量:Qmax= Qa=200m/h=0.056m/s 5.2 调节池: 取水力停留时间为5小时 3 调节池有效容积V=Qmax×5=200×5=1000m 取有效水深h=5m，保护高h1=0.5m，池总高 7 H=h+h1=5.5m 长L=20m，宽B=10m 3调节池设计容积V’=H×L×B=1100m>V 5.3 SBR池 5.3.1 SBR反应池容积计算 设计参数 1 处理要求 进水水质出水水质 项目 mg/L mg/L COD 1170 ?300 BOD5 550 ?100 SS 580 ?100 设SBR的运行周期为12小时， 进水2小时、曝气进水同时曝气7小时、沉淀1小时、滗水2小时。 周期数:n=24/12=2 根据运行周期时间安排和自动控制特点，SBR反应池设置N=4个。 3 一个SBR池一天处理水量4800/4=1200m kgBOD/(kgMLSSd)5,SBR处理污泥负荷设计为Ns=0.25， 8 设排水比m=1/2，污泥浓度3800mg/L (1)反应池容积 3 V=Q×m/nN=4800×2/(2×4)=1200m 单 (2)反应池修正容积 取每个周期最大流量变化比r=1.1 安全调节容积为 3 ΔV=Δq=(r-1)V/m=(1.1-1)1200/2=60m 单 反应池修正后容积 3 V= V+ΔV=1200+60=1800m 总单 2设池内水深为6m，则所需池面积为1260/6=210m 反应池设为长方形，则长×宽×高=21m×10m×6m 5.3.2反应池运行水位计算 池身h=6m为峰值水位 正常水位:h=h×1/(1+Δq/V)×(1-1/m)=5.71m 2单 排水水位:h= h×1/(1+Δq/V)×(1-1/m)=2.86m 1单 峰值水位:h=6m 3 污泥界面水位:hs= h-ε=2.86-0.5=2.36m(安全1 高度ε=0.5) 9 5.3.3需氧量计算 按去除1kgBOD需1kg计算 2 O=4800×(550-100)×1/1000=2160kgO/d D 2 一个周期单池需氧量O=2160/4=270kgO/周期 D 一个周期曝气时间为7h 2 则每小时需氧量O=270/7=38.6kgO/h D 5.3.4供氧量计算 取经验系数1.35 2 R=1.35×38.6=52.11kgO/h 0 5.3.5供气量计算 3 Gs=R/0.28E×293/273×1/60=27.74m/min 0A 5.3.6 鼓风设备 2 曝气池平面面积为210m 2 每个空气扩散器的服务面积按0.5m计算，则需要空气扩散器个数为 210/0.5=420个 在相邻2个廊道的隔墙上设2跟支管为4个SBR池供气，在每根支管上设7条配气竖管，每根竖管上安装SX-I扩散器15个 5.3.7 SBR产泥量 10 SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成 SBR生物代谢产泥量为 Δx=a×Q×St-b×Xt×Vs=(a-b/Ns)×Q×St 设a=0.70 b=0.05 -3Δx=(0.70-0.05/0.2)×4800×450×10=972kg/d 假定排泥含水率为99, 333排泥量为Qs=Δx/10(1-p)=972/10(1-0.99)=97.2m/d 5.3.8 上清液排除装置 3日处理污水量为4800m/d，池N=4，周期数n=2 排水时间T=2h D 每池的排水负荷为 3Q=Q/(N×n×T)=4800/(4×2×2)=300m/d DD 流量变量r=1.5，滗水器最大排水负荷为 3 Q=300×1.5=450m/d D 滗水器型号SB150 5.4 污泥浓缩池 浓缩池面积A=Qc/M 11 332Q=97.2m/d c=(1-p)×1000=10kg/ m M=20kg/(md) 2则A=(97.2×10)/20=48.6m 0.5浓缩池直径 D=(4A/π)=8m 浓缩池工作部分高度 h=TQ/24A=2m(T=24)1 浓缩池总高度 H=h+h+h=3m 123 h——超高，0.5m 2 h——缓冲层高度，0.5m 3 六、平面布设 6.1 布设原则 (1) 处理构筑物与设施的布置应紧凑，节约用地并便于管理。 (2) 池形的选择应考虑占地多少及经济因素。圆形池造价较低，但进出水构造较复杂。方形池或矩形池池墙较厚，但可利用公共墙壁以节约造价，且布置可紧凑，减少占地。一般小型处理厂采用圆形池较为经济，而大型处理厂则以采用矩形池为经济。除了占地、构造和造价等因素以外，还应考虑水力条件、浮渣清除，以及设备维护等因素。 12 6.2 布设结果 见海产品加工废水处理工艺总平面图 七、高程布设 7.1 布设原则 ? 充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外。 ? 协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。 ? 做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。 ? 协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。 7.2 高程计算结果 设地面高程为0.00m (1)调节池 池顶高程:h=0.5m 1 水面高程:h=0.00m 2 13 池底高程:h=-5.00m 3 (2)SBR池 池顶高程:h=4.00m 1 水面高程:h=3.5m 2 排水水位高程:h=0.36m 3 池底高程:h=-2.5m 4 (3)污泥浓缩池 池顶高程:h=1.00m 1 池底高程:h=-2.00m 2 水泵扬程H=5+4=9m 选用水泵型号 IS150-125-250 7.3 布设结果 见海产品加工废水处理工艺总高程图 八、经济预算 8.1 设备投资 筛网——1000元 调节池——6万元 SBR池——8万元×4=32万元 污泥浓缩池——4万元 水泵——3000元 污泥泵——1万元 14 气泵——5000元 滗水器——8000元 其它——2万元 8.2 运行费用 电费50万/年 水费20万/年 工资10×18000=18万元/年 其它6万元 总费用140.7万元 15 九、结束语 本次课程设计是在苏老师的指导下完成的，虽然只有两个周的时间，但是在这短短的时间里让我学会了很多东西。 通过这次课程设计，让我对水污染控制工程有了进一步的认识。这次课设是对这门课程的一个总结，对水污染控制知识的应用。 设计时要有一个明确的思路，要考虑多种工艺的处理效率和可行性，能够正确的设计处理工艺是这次设计的关键，通过这次设计对我们独自解决问题的能力也有所提高。在整个过程中，我查阅了相关书籍及文献，取其相关知识要点应用到课设中，而且其中有很多相关设备选取可以直接选取，这样设计出来的设备更加符合要求。在设计的最后我绘制了两张图纸，在绘图的整个过程中，我对工程制图更加熟悉。 因为知识有限，所做出的设计存在许多缺点和不足，请老师做出批评和指正。最后感谢老师、同学的帮助，感谢老师对这次课程设计的评阅。 16 十、参考文献 1、《水污染控制工程》(下)，第三版，高等教育出版社 2、《建筑给水排水工程》 第六版，中国建筑工业出版社 3、《排水工程》(下)，第四版，中国建筑工业出版社 4、《水处理工程师手册》 化学工业出版社 5、《环境工程计算手册》 中国石化出版社 6、《污水构筑物设计与计算》 哈尔滨工业大学出版社 17