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 年時間增長了 50 倍之多。目前，我國果汁行業(yè)年銷售收入已超過600 多億元，年創(chuàng)利稅 60 多億元。我國正在逐漸成為世界果汁生產(chǎn)大國。 果汁生產(chǎn)過程中用水量相當大，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)的嚴重惡化，甚至會影響到地下水。目前，果汁廢水對環(huán)境的污染己成為突出問題，引起了各有關部門的重視，解決果汁廢水的污染問題勢在必行。,3,果汁廢水的來源及特點,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，果汁的廢水來源具體歸納為以下四個方面： (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、地面沖洗及化驗廢水； (3)公用輔助設施排水，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，公用輔助設施和生活污水量較小。,5,果汁廢水的來源及特點,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，即使在同一階段，廢水水質(zhì)也因產(chǎn)品不同而差異較大。其特點如下表所示。,6,果汁廢水的來源及特點,2. 果汁廢水特點,7,果汁廢水的來源及特點,物化法一般作為高濃度果汁廢水處理的預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，簡述如下： （1）過濾法 果汁廢水在排入處理系統(tǒng)時，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 SS 去除率較高，從而大大減輕后續(xù)處理單元的污染負荷。,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，可以帶走一些色素和膠體物質(zhì)，使廢水的負荷有所降低，沉淀法作為一級處理的較多。 （3）氣浮法 氣浮法在處理廢水時，向廢水中通入空氣，產(chǎn)生大量細微氣泡，細微氣泡帶著污染物一起向水面運動，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，運行費用較低，效果較好，但缺點是維護費用較高，泥渣產(chǎn)生量大。勞動強度大，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道。該法通過加入化學絮凝劑，如堿式氯化鋁(PAC)和聚丙烯酸胺(PAM)等，將有機污染物絮凝沉淀，從而達到去除廢水中有機污染物的目的。但用該方法對果汁生產(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，為了達到更好的去除效果，工程實際中還采用厭氧+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、電吸附和化學吸附作用，能吸附微小懸浮物、有機膠體和溶解性有機物，該過程主要是污染物在細菌體內(nèi)氧化分解，排出二氧化碳、水和氨，并繁殖細菌本體，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物，他們不僅食掉有機物，還以細菌為食料，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，生物膜法是使細菌、菌類等微生物和原生動物、后生生物等微型動物在濾料或某些載體上生長繁育，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物作為營養(yǎng)，從而使廢水得到凈化。從生物接觸氧化工藝的特性而言，該法對廢水水質(zhì)、水量的變動具有較強的適應性，這已為多數(shù)工程實例所證實;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;而對低濃度的有機廢水，該法也能夠取得較好的處理效果。并具有動力費用低，污泥產(chǎn)量少、運行管理簡單等優(yōu)點。鑒于以上優(yōu)點，生物接觸氧化在果汁廢水處理中得到了廣泛的應用。,13,果汁廢水處理工藝概述,（3）膜生物反應器 膜生物反應器是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術，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器內(nèi)的微生物濃度，從而提高容積負荷。與傳統(tǒng)的生化處理技術相比，MBR具有以下主要特點：處理效率高、出水水質(zhì)好;設備緊湊、占地面積?。灰讓崿F(xiàn)自動控制、運行管理簡單。目前，該技術己成為水處理技術研究的一個熱點。但膜技術需要專用設備，投資高，且膜易結垢堵塞，使用壽命短，因此該方法沒有廣泛應用。,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，第一水解酸化反應可以在常溫下進行，不需另外加溫，能耗低。第二反應可以在敞開的反應器中進行，不需密閉，不需攪拌器及三相分離器，從而降低造價且便于維護。第三由于水解反應控制在第二階段完成以前，所以出水沒有不良氣味，第四由于水解酸化反應速度快，因此所需反應器容積較小，節(jié)約基建費用，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，占地少，但工藝運行條件高，不適SS較高的水質(zhì)，該方法在國外果汁廢水處理中有較好的運行效果，處理能力高達 l0 kg COD/m3d，但 UASB 需要較長的啟動時間和較大的生物量，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)要求達到城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標準（GB/T 189202002），即出水濁度5，色度30 倍，大腸菌群3 L-1。,17,工程實例,1. 水質(zhì)特點,根據(jù)該公司生產(chǎn)廢水的特點和處理要求，確定采用“氣浮+UASB+活性污泥+ BAF”工藝處理該廢水。,18,工程實例,2. 工藝選擇,處理工藝流程,19,工程實例,主要夠構筑物參數(shù),各處理單元出水水質(zhì)及總的去除效果見下表,20,工程實例,3. 運行結果分析,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)測結果表明，出水各項指標都達到了設計要求。,21,工程實例,4. 結論,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）：COD6 454 t，BOD53 772 t，SS320 t。 經(jīng)該工程處理后的廢水達到了回用水標準，果汁廠實現(xiàn)廢水零排放，達標后的廢水全部回用，這樣不僅產(chǎn)生了巨大的環(huán)境效益，而且經(jīng)濟效益顯著。,對于部分工段的高濃度的果汁廢水(COD 10000mg/l)，例如沖罐水，建議單獨設計混凝反應池進行預處理，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，對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的污染。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)濟效益和社會效益。,22,工程實例,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通常需要先調(diào)整它的營養(yǎng)成分及酸堿度，從而適應微生物的生長需求。國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器 (UASB)，升流式厭氧濾池，中溫、高溫厭氧過濾器，生物轉盤等。并取得了顯著的成果。,23,國內(nèi)外果汁廢水處理現(xiàn)狀,1. 國外果汁廢水處理現(xiàn)狀,目前，由于果汁廢水所帶來的環(huán)境污染日趨嚴重，國內(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)的有機物可進行生化降解，廢水可生化性好，有機物在微生物作用下，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，所以目前國內(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,國內(nèi)外果汁廢水處理現(xiàn)狀,2. 國內(nèi)果汁廢水處理現(xiàn)狀,我國正逐漸成為果汁生產(chǎn)大國，但我國針對果汁廢水的處理技術還