水污染控制工程課后感.ppt

1,果汁廢水處理現(xiàn)況,2,主要內(nèi)容：,概述,果汁行業(yè)在我國(guó)起步較晚，但卻發(fā)展迅速，1980 年年產(chǎn)還不到 30 萬 t，但 2000 年年產(chǎn)迅速增為 1490 萬 t，20 年時(shí)間增長(zhǎng)了 50 倍之多。目前，我國(guó)果汁行業(yè)年銷售收入已超過600 多億元，年創(chuàng)利稅 60 多億元。我國(guó)正在逐漸成為世界果汁生產(chǎn)大國(guó)。 果汁生產(chǎn)過程中用水量相當(dāng)大，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的生產(chǎn)廢水，果汁加工廠每加工 1 t 原材料，就產(chǎn)生 2.3 m3左右的廢水。果汁廢水直接排放將造成接納水體水質(zhì)的嚴(yán)重惡化，甚至?xí)绊懙降叵滤?。目前，果汁廢水對(duì)環(huán)境的污染己成為突出問題，引起了各有關(guān)部門的重視，解決果汁廢水的污染問題勢(shì)在必行。,3,果汁廢水的來源及特點(diǎn),4,1. 果汁廢水的來源,果汁生產(chǎn)工藝流程如下圖,清洗廢水,設(shè)備清洗廢水,罐底物廢水,根據(jù)果汁的生產(chǎn)工藝，分析產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)，果汁的廢水來源具體歸納為以下四個(gè)方面： (1)清洗原料廢水； (2)二生產(chǎn)車間廢水，主要來自粉碎、榨汁、罐底物沖洗、地面沖洗及化驗(yàn)廢水； (3)公用輔助設(shè)施排水，鍋爐房排水等； (4)生活污水。 其中清洗原料和生產(chǎn)車間廢水量較大，公用輔助設(shè)施和生活污水量較小。,5,果汁廢水的來源及特點(diǎn),果汁廢水中含有的糖類主要為果糖、葡萄糖、蔗糖三種，三者所占的比例為2：1：1。廢水中含有大量的有機(jī)酸，主要為蘋果酸，約占70%，檸檬酸約占20%，琥珀酸約占7%。 果汁廢水屬于高濃度有機(jī)廢水，不同的生產(chǎn)工藝階段，所產(chǎn)生的廢水具有不同的特點(diǎn)，即使在同一階段，廢水水質(zhì)也因產(chǎn)品不同而差異較大。其特點(diǎn)如下表所示。,6,果汁廢水的來源及特點(diǎn),2. 果汁廢水特點(diǎn),7,果汁廢水的來源及特點(diǎn),物化法一般作為高濃度果汁廢水處理的預(yù)處理單元和后期處理單元，主要去除果汁廢水中的 SS 和部分難溶解性的物質(zhì)。果汁廢水處理中常用的物化法包括過濾法、沉淀法、氣浮法、吸附法、絮凝法等，簡(jiǎn)述如下： （1）過濾法 果汁廢水在排入處理系統(tǒng)時(shí)，首先經(jīng)過格柵和濾網(wǎng)等過濾裝置，這樣可以去除廢水中較大的懸浮物，如爛果、果渣等，對(duì) SS 去除率較高，從而大大減輕后續(xù)處理單元的污染負(fù)荷。,8,果汁廢水處理工藝概述,1. 物化法,（2）沉淀法 用該方法一般可以去除 50 %80 %的懸浮物，懸浮物沉淀時(shí)，可以帶走一些色素和膠體物質(zhì)，使廢水的負(fù)荷有所降低，沉淀法作為一級(jí)處理的較多。 （3）氣浮法 氣浮法在處理廢水時(shí)，向廢水中通入空氣，產(chǎn)生大量細(xì)微氣泡，細(xì)微氣泡帶著污染物一起向水面運(yùn)動(dòng)，最后氣泡和污染物懸浮在水面上，從而把污染物從廢水中去除。氣浮方式可分為散氣氣浮、溶氣氣浮和電解氣浮三種。,9,果汁廢水處理工藝概述,（4）吸附法 吸附法是利用吸附劑去除水中微量溶解性雜質(zhì)的一種處理工藝，在果汁廢水處理中可利用活性硅藻土、爐渣處理，運(yùn)行費(fèi)用較低，效果較好，但缺點(diǎn)是維護(hù)費(fèi)用較高，泥渣產(chǎn)生量大。勞動(dòng)強(qiáng)度大，占地面積大。 （5）絮凝法 果汁廢水處理中也有使用絮凝法的報(bào)道。該法通過加入化學(xué)絮凝劑，如堿式氯化鋁(PAC)和聚丙烯酸胺(PAM)等，將有機(jī)污染物絮凝沉淀，從而達(dá)到去除廢水中有機(jī)污染物的目的。但用該方法對(duì)果汁生產(chǎn)廢水處理后，將產(chǎn)生大量粘稠性污泥，很難再處理。,10,果汁廢水處理工藝概述,果汁廢水的生化性較好，因此生化法是目前果汁廢水處理普遍采用的一種方法。目前采用的好氧生化法主要有活性污泥法、生物接觸氧化法等；厭氧生化法有 UASB 法、水解酸化法等。另外，為了達(dá)到更好的去除效果，工程實(shí)際中還采用厭氧+好氧的組合工藝、水解酸化+接觸氧化、UASB+接觸氧化法等。,11,果汁廢水處理工藝概述,2. 生化法,（1）活性污泥法 該方法處理有機(jī)廢水，主要依靠懸浮于水中的多孔性膠狀絮狀污泥。該污泥活性較好，微生物豐富，菌種在 50 種以上。其凈化過程可分為兩部分，首先，活性污泥的表面吸附作用，包括物理吸附、電吸附和化學(xué)吸附作用，能吸附微小懸浮物、有機(jī)膠體和溶解性有機(jī)物，該過程主要是污染物在細(xì)菌體內(nèi)氧化分解，排出二氧化碳、水和氨，并繁殖細(xì)菌本體，使污泥保持良好的活性。其次，在曝氣池中，還存在有多種原生動(dòng)物，他們不僅食掉有機(jī)物，還以細(xì)菌為食料，以抑制過多污泥產(chǎn)生。,12,果汁廢水處理工藝概述,（2）生物接觸氧化法 生物接觸氧化法是生物膜法中的一種典型工藝，生物膜法是使細(xì)菌、菌類等微生物和原生動(dòng)物、后生生物等微型動(dòng)物在濾料或某些載體上生長(zhǎng)繁育，形成膜狀生物污泥生物膜。通過廢水與生物膜接觸，生物膜上的微生物攝取水中的有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)，從而使廢水得到凈化。從生物接觸氧化工藝的特性而言，該法對(duì)廢水水質(zhì)、水量的變動(dòng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，這已為多數(shù)工程實(shí)例所證實(shí);在低溫條件下，生物接觸氧化法仍能保持較為良好的凈化功能;而對(duì)低濃度的有機(jī)廢水，該法也能夠取得較好的處理效果。并具有動(dòng)力費(fèi)用低，污泥產(chǎn)量少、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，生物接觸氧化在果汁廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。,13,果汁廢水處理工藝概述,（3）膜生物反應(yīng)器 膜生物反應(yīng)器是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，基本原理是通過膜分離裝置代替普通活性污泥法中的二沉池，不僅能高效的進(jìn)行固液分離，取得較好的出水水質(zhì)；膜的截留作用有利于提高反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度，從而提高容積負(fù)荷。與傳統(tǒng)的生化處理技術(shù)相比，MBR具有以下主要特點(diǎn)：處理效率高、出水水質(zhì)好;設(shè)備緊湊、占地面積?。灰讓?shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。目前，該技術(shù)己成為水處理技術(shù)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。但膜技術(shù)需要專用設(shè)備，投資高，且膜易結(jié)垢堵塞，使用壽命短，因此該方法沒有廣泛應(yīng)用。,14,果汁廢水處理工藝概述,（4）水解酸化法 水解酸化工藝與厭氧全過程工藝相比有很多優(yōu)點(diǎn)，第一水解酸化反應(yīng)可以在常溫下進(jìn)行，不需另外加溫，能耗低。第二反應(yīng)可以在敞開的反應(yīng)器中進(jìn)行，不需密閉，不需攪拌器及三相分離器，從而降低造價(jià)且便于維護(hù)。第三由于水解反應(yīng)控制在第二階段完成以前，所以出水沒有不良?xì)馕?，第四由于水解酸化反?yīng)速度快，因此所需反應(yīng)器容積較小，節(jié)約基建費(fèi)用，因此該方法在處理果汁廢水中也得到了一定程度的利用。,15,果汁廢水處理工藝概述,（5）UASB 法 該方法處理能力強(qiáng)，占地少，但工藝運(yùn)行條件高，不適SS較高的水質(zhì)，該方法在國(guó)外果汁廢水處理中有較好的運(yùn)行效果，處理能力高達(dá) l0 kg COD/m3d，但 UASB 需要較長(zhǎng)的啟動(dòng)時(shí)間和較大的生物量，出水水質(zhì)不能穩(wěn)定在較低濃度，操作條件要求也比較高。目前有部分果汁廢水處理廠采用該工藝。,16,果汁廢水處理工藝概述,某果汁生產(chǎn)有限公司將生產(chǎn)廢水直接排放到廠外，嚴(yán)重污染環(huán)境。 在果汁生產(chǎn)過程中，水果沖洗需水量大，但對(duì)用水水質(zhì)要求不高。 因此將生產(chǎn)廢水處理后回用，可節(jié)約水資源，減少環(huán)境污染，提高經(jīng)濟(jì)效益。 該公司生產(chǎn)廢水主要包括： 原料處理系統(tǒng)排水、純水制備系統(tǒng)排水、生產(chǎn)加工系統(tǒng)排水、沖渣排水、廢水處理站自用水排水；廢水總量為3000 m3/d?；旌蠌U水 COD為 6 000 mg/L，BOD5為 3500 mg/L，SS為300mg/L。 回用水水質(zhì)要求達(dá)到城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 189202002），即出水濁度5，色度30 倍，大腸菌群3 L-1。,17,工程實(shí)例,1. 水質(zhì)特點(diǎn),根據(jù)該公司生產(chǎn)廢水的特點(diǎn)和處理要求，確定采用“氣浮+UASB+活性污泥+ BAF”工藝處理該廢水。,18,工程實(shí)例,2. 工藝選擇,處理工藝流程,19,工程實(shí)例,主要夠構(gòu)筑物參數(shù),各處理單元出水水質(zhì)及總的去除效果見下表,20,工程實(shí)例,3. 運(yùn)行結(jié)果分析,各處理單元出水水質(zhì),曝氣生物濾池出水經(jīng)二氧化氯消毒后，出水中大腸菌群數(shù)3 L-1。 監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，出水各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。,21,工程實(shí)例,4. 結(jié)論,該公司生產(chǎn)廢水回用工程總投資 1 685.03 萬元， 水處理運(yùn)行成本 173.38 萬元/a， 處理成本 1.61元/t，廢水經(jīng)處理后，每年可減少排放污染物分別為（每年按 360 d 計(jì)）：COD6 454 t，BOD53 772 t，SS320 t。 經(jīng)該工程處理后的廢水達(dá)到了回用水標(biāo)準(zhǔn)，果汁廠實(shí)現(xiàn)廢水零排放，達(dá)標(biāo)后的廢水全部回用，這樣不僅產(chǎn)生了巨大的環(huán)境效益，而且經(jīng)濟(jì)效益顯著。,對(duì)于部分工段的高濃度的果汁廢水(COD 10000mg/l)，例如沖罐水，建議單獨(dú)設(shè)計(jì)混凝反應(yīng)池進(jìn)行預(yù)處理，然后再與其他廢水混合處理，以提高處理效率。 廢水中有大量的廢蘋果渣，由于廢蘋果渣含水量大，含酸度高，因此，很容易使水腐敗，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。廢蘋果渣中含有大量有用物質(zhì)，利用廢蘋果渣提取果膠，不僅可以減輕水處理難度，解決蘋果渣廢水污染的問題，而且也可聯(lián)產(chǎn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)急需的復(fù)合肥料，或者作為食品添加劑，用于食品工業(yè)中作為膠凝劑，穩(wěn)定劑，增稠劑，懸浮劑，乳化劑等等，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。,22,工程實(shí)例,5. 建議,目前，果汁生產(chǎn)廢水的處理主要是生物處理。用生物法處理這類廢水時(shí)通常需要先調(diào)整它的營(yíng)養(yǎng)成分及酸堿度，從而適應(yīng)微生物的生長(zhǎng)需求。國(guó)外同類廢水處理多以厭氧處理工藝為主，如升流式厭氧污泥反應(yīng)器 (UASB)，升流式厭氧濾池，中溫、高溫厭氧過濾器，生物轉(zhuǎn)盤等。并取得了顯著的成果。,23,國(guó)內(nèi)外果汁廢水處理現(xiàn)狀,1. 國(guó)外果汁廢水處理現(xiàn)狀,目前，由于果汁廢水所帶來的環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，國(guó)內(nèi)許多科研單位都把研究目光投向了果汁廢水的處理研究，并取得了一定的成效。果汁廢水中大多數(shù)的有機(jī)物可進(jìn)行生化降解，廢水可生化性好，有機(jī)物在微生物作用下，最終降解為 CO2和 H2O 及微生物原生質(zhì)等。另外生化處理工藝比較經(jīng)濟(jì)，所以目前國(guó)內(nèi)果汁廢水處理的主體仍是生化處理法，生化處理一般采用厭氧+好氧組合工藝。,24,國(guó)內(nèi)外果汁廢水處理現(xiàn)狀,2. 國(guó)內(nèi)果汁廢水處理現(xiàn)狀,我國(guó)正逐漸成為果汁生產(chǎn)大國(guó)，但我國(guó)針對(duì)果汁廢水的處理技術(shù)還