前期报告
毕业设计（论文）题目：接触氧化法处理食品厂废水的工艺设计 专业：环境工程
学生信息： 姓名： 班级： 指导教师信息：教师号： 姓名： 职称： 报告提交日期：2012-3-23
文献综述
近年来， 我国食品工业发展迅速， 中、小型食品加工厂如雨后春笋般涌现， 这对改善人民的生活是大好事， 但由于生产技术落后， 使得本来就已严重的环境污染变得更为突出。食品工业造成对环境的污染， 最为严重的是废水。
针对这一现状，全国上下加强了节能减排工作，节能减排工作成为考核各级政府的一项约束性的硬指标。减少三废排放作为节能减排的工作重点之一受到各行各业高度重视。食品行业尤其是淀粉生产企业的废水排放情况甚至关系到企业的生死存亡。寻求有效的废水处理技术已成为淀粉和环保企业攻克的难点。
淀粉是一种重要的工业原料，广泛应用于食品、化工、纺织、医药等多种行业。淀粉作为必需品，淀粉生产厂是为人民大众服务的，而环境污染有悖于行业发展初衷，所以治理食品厂废水尤其是淀粉生产厂的废水是一件利国利民的好事。
国家环保总局（现环保部）在国家环境科技发展十一五计划纲要中指出， 继续把淀粉工业的废水污染控制技术作为重要内容进行研究。针对淀粉工业废水的特点， 科技人员一直在寻找一种快捷、高效、低能耗的淀粉废水处理方法。到目前为止， 仍没有对淀粉加工废液回收利用和处理特别有效的工艺和有关的专利技术。目前， 国内外主要采用物理化学法和生物法对该废水进行处理。
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一、 食品废水及其性质
由于淀粉工业的废水大都是无毒的，又含有大量的营养物质， 因此， 无论从有效地处
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理废水还是从废水中获得多糖， 采用生物方式来处理这些废水将是重要的一环。 淀粉废水性质：
1、磷酸盐含量低：含量在15～84mg/L， 有时达到130 mg/L，波动范围较大。含量的多少与玉米产地有关。根据初步调查， 长春市以南地区所产玉米中的磷酸盐含量要高于长春市以北地区（包含黑龙江省）， 因此在确定废水中磷酸盐含量时，应进行实测， 避免生硬套用数据。
2、氨氮低：淀粉废水中的主要有机污染物是淀粉（多聚合糖）和蛋白质。蛋白质的组分中氮素占了16%， 在蛋白质没有分解前（或没有彻底分解前），氮素是包含在蛋白质分子结构内， 氨氮值呈现不出来（或者呈现出很少部分），只有当蛋白质开始分解、实现氨化时， 氨氮才会游离出来， 因而车间排出的原始废水中的氨氮值一般是较低的，氨氮值低＜20 mg/L。
3、COD高：高COD主要来源于未反应完全的有机物料在水中的溶解，以及生成的产品及副产物在废水中的溶解，都是COD的主要来源，一般达到几千。
4、pH低：淀粉废水通常呈弱酸性，pH 在5左右。
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二、国内外食品废水处理技术
食品废水是较难处理的工业废水之一。食品工业废水常用的处理方法大多为物化法、化学法、生化法、其他组合工艺等。而传统的处理方法为化学方法，由于化学药品昂贵，处理费用较高，企业难以承受，况且化学方法又容易对环境造成二次污染。目前较为理想的处理方法是生物方法。
1、A/O工艺特点：
（1）传统A/O工艺，具有较好的硝化和反硝化效果，总氮的去除率在60%～70%之间。 （2）由于该工艺缺少厌氧条件，工艺中磷的去除效果较差，为了达到有效去除磷的效果，必须工艺中添加化学除磷。其流程简图见图1-1。
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图1-1 A/O法流程简图
2、传统A/O及其改良工艺
传统A/O法即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法。污水流经三个不同的功能分区，在不同微生物菌群的作用下，去除污水中的有机物、氮和磷。其流程简图见图2-1。
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图2-1 A/O法流程简图
该工艺在系统上是最简单的同步除磷脱氮工艺，总水力停留时间小于其它同类工艺，在厌氧（缺氧）、好氧交替运行的条件下可抑制丝状菌繁殖，克服污泥膨胀，SVI值一般小于100，有利于处理后污水与污泥的分离，运行中在厌氧和缺氧段内只需轻缓搅拌，运行费用低。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，因此除磷脱氮效果非常好。目前，该法在国内外使用较为广泛。
但传统A/O工艺也存在本身固有的缺点。脱氮和除磷外部环境条件的要求是相互矛盾的，脱氮要求有机负荷较低，污泥龄较长，而除磷要求有机负荷较高，污泥龄较短，往往很难权衡。
为了克服传统A/O工艺的缺点，出现了多种改良型A/O工艺，其中一种就是UCT工艺。UCT工艺的流程简图见图2-2。
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图2-2 UCT工艺流程简图
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与传统A/O法相比，UCT工艺不同之处在于污泥先回流至缺氧池，而不是厌氧池，再将缺氧池部分混合液回流至厌氧池，从而减少了回流污泥中过多的硝酸盐对厌氧放磷的影响。但是UCT工艺增加了一次回流，多一次提升，运行费用将增加。
此工艺流程较长，构筑物较多，设备维修不便，操作管理较复杂，投资略高，相对成熟可靠，处理效果稳定，一般运用于较大规模且具有较高运行管理水平的城市污水厂。
3、 SBR法及其变型工艺
序批式活性污泥法（SBR）又称间歇式活性污泥法，早在1914年就由英国学者Ardern和Locket发明的水处理工艺。80年代前后，由于自动化、计算机等高新技术的迅速发展以及在污水处理领域的普及与应用，此项技术获得重大进展。使得间歇活性污泥的运行管理也逐渐实现了自动化。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等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的反应来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。如在活性污泥法水处理过程中，在水中加入磁粉可平衡微生物的生长与死亡，防止污泥膨胀，提高处理效率。因此，SBR工艺发展速度极快，近几年来，已发展成多种改良型，主要有：纯氧曝气、延时曝气、接触稳定法、氧化池、AB法、ICEAS法、CAST法、Unitank法、DAT-IAT法等。SBR工艺在我国工业废水处理领域应用比较广泛，但用SBR法处理淀粉废水较少。
CAST工艺和SBR不同，在循环式活性污泥法中结合有生物选择器、生物反应池二个区域，容积较小的第一区作为生物选择器，第二区为主反应区。第一区和第二区在水力上是相通的。用泵将主反应区的活性污泥回流到选择器中。
UNITANK的工艺思想、池子布置和运行方式与三沟式氧化沟相类似，但在池体构型、曝气方法、出水方式等方面有所不同，一般由一矩形池子组成，内分三格，三格在水力上是相通的。池子外侧二格交替作为曝气池和沉淀池，中间池始终作为曝气池，在每一格池子中设置曝气装置，可以为表面曝气设备，也可以是鼓风曝气系统。
SBR类活性污泥法工艺操作灵活，可采用多种运行方式，但是单池处理能力较小，在较大规模的城市污水厂中采用，分组数多，控制点多，给操作管理带来了不便。为减少平面占地，该工艺也可在较大水深下运行（取决于撇水设备的能力），但水深加大，浪费的水头较大，运行能耗较高，同时对运行过程的自控技术要求较高。
故国内仅有十余座城市污水厂采用该工艺。 4、各种氧化沟工艺
氧化沟是上世纪中期发展起来的一种污水处理技术，因其构筑物呈封闭沟渠而得名，属
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于活性污泥法的一种，在实际运用中发展成多种型式，能够同时实现碳有机物氧化、氮硝化以及生物脱氮是氧化沟的基本特征。
常规氧化沟相当于普通活性污泥法中的曝气池，氧化沟可以在高、中、低不同负荷条件下运行。一般氧化沟都在低负荷条件下运行，属于延时曝气范畴，氧化沟一般具有以下特点：
①处理流程简捷，构筑物少，一般不设初沉池、污泥消化系统。 ②采用的机械设备种类少，运行管理较方便。
③耐冲击负荷，出水水质稳定，一般不发生污泥膨胀现象。
④产生的污泥量少，并且污泥得到一定程度的稳定，简化了污泥处理流程。
⑤采用氧化沟工艺的污水处理厂总占地和其它工艺的二级处理厂相比，氧化沟单体体量较大。
氧化沟工艺形式较多，主要有Orbal氧化沟、T型三沟式氧化沟、DE型氧化沟、Carrousel氧化沟等。近年来以Orbal、DE氧化沟和三沟式为主导的氧化沟工艺在污水处理工程中得到广泛的应用。
5、生物膜 （1）生物转盘
生物转盘处理是一种生物膜法处理设备。它集中了接触氧化法、生物滤池法和活性污泥法。转盘安装在氧化槽上，其 45%的面积浸没在污水中，在动力驱动下，转盘慢速旋转，盘片上生长的生物膜吸附污水中的有机物。当盘片离开液面时，微生物得到空气中的氧气。微生物通过新陈代谢最终把有机物分解成水、无害的无机物和气体。
特点是：
①维护管理简便、动力硝耗小、运行费用低。 ②转盘运行时卫生条件好，产生的噪音低。
③运行灵活，可通过调节转盘转速控制污水与生物膜的接触时间和曝气强度。 ④能承受水质、水量的冲击负荷，工作稳定。
⑤生物膜的培养与驯化快，成熟时间短，一周即可完成。
⑥污泥量少，含水率低P＝95％～96％，沉淀性能好，易于分离脱水。 ⑦易受水温、气温影响，温度低时处理效果亦低，因此北方宜建在室内。
（2）曝气生物滤池
曝气生物滤池属于生物膜法的范畴。现代曝气生物滤池是在生物接触氧化工艺的基础上引入饮用水处理中过滤的构思而产生的一种好氧废水处理工艺。其突出的特点是将生物氧化
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