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1、. . . . 第一章 概 论1.1工程概况中国饮食文化源远流长，作为中华民族饮食文化的支柱行业-餐饮业，在中国民众的日常生活中占有很重要的位置,随着改革开放的不断深入，人民群众可支配性收入的不断增加,餐饮业在地方GDP收入中越来越显现出其突出的地位，已经成为部分地区的支柱产业。任何事情都有其两面性，在满足广大人民群众物质文明和合理饮食的条件下，也衍生出一些与生活环境密切相关的不良产物-餐饮垃圾。餐饮垃圾的大量出现，极危害了我们赖以生存的水土和大气环境，为了强化餐饮垃圾的集中管理，还市民一片净土、一片，市政府特指定有处置技术和处理能力的环保单位集中收运和科学处理。该再生资源准备在垃圾发电厂南侧
2、，建立一坐日处理能力达200t/d的餐饮垃圾处理厂，在垃圾的收运和处理过程中，不可避免的产生了一定量的餐饮垃圾废水，废水总量为：100t/d。在这些餐饮垃圾废水中，含有大量的动植物油脂、淀粉、果蔬汁、饮料等物质，这些废水富含动植物油脂、蛋白质和氨基酸等有机物,若不经过处理直接排入水体，所含有机物将迅速被氧化而大量消耗水体中的溶解氧，造成水体严重缺氧，同时，由于油脂类等不溶物的存在，致使水面复氧能力严重下降，从而影响鱼类和其他水生动物的生存，同时，废水中悬浮物在厌氧条件下极易分解产生臭气，恶化区域环境。1.2编制目的、依据、原则和围1.2.1编制目的对餐饮垃圾废水处理工艺进行详细优化设计，并提出
3、主要设备材料表，据此编制投资估算。1.2.2编制依据与参考资料中华人民国环境保护法 （1998年12月26日）给排水设计手册 市市政简明排水设计手册 市市政建筑给水排水设计规 GBJ15-88给水排水工程结构设计规 GB50069-2002污水综合排放标准 GB8978-1996室排水设计规 GBJ14-871.2.3编制原则严格执行国家和地方有关环境保护的各项规定，确保出水指标达到国家和地方有关污染物排放标准。1) 技术线路成熟、简单明了，操作管理方便。2) 采用技术成熟、运行可靠、投资节省的新工艺、新技术、新材料和新设备，在严格达标的情况下，做到投资少、运行费用低。3) 污水处理系统在运行
4、上有较大的灵活性和可调性，可以适应污水水质、水量和水温的波动。4) 采用先进可靠的自动化控制技术，提高系统的管理水平，确保系统安全可靠地运行。5) 符合环保节能要求，设计中力求系统具有良好环境，降低酸碱用量；采用低能耗、低噪声的国与进口优质名牌产品和节能动力设备，降低系统运行成本，取得良好的经济效益。6) 污水处理系统的设计考虑事故的排放、设备备用等保护措施。7) 污水处理厂的规划布置充分考虑用地状况，各处理单元相协调。8) 在工程设计中优先考虑下列三项因素：运行成本、工程投资、占地面积。9) 妥善处置污水处理过程中产生的排渣、污泥、噪声，避免二次污染。1.2.4编制围对100m3/d餐饮垃圾
5、废水处理工程进行系统设计，主要包括物化前处理、厌氧处理工艺（含UASB反应器）、好氧处理工艺系统等。本设计编制围包括废水处理站全部建、构筑物与配套工程。对废水站废水处理工艺进行优化组合和经济技术比较；确定经济、可行、合理的工艺技术方案。对方案进行工艺、建筑、结构、非标设备、电气、机械、自控与消防等分析评价，提出处理站定员、操作、节能等方面说明。1.3废水水量与水质1.3.1进水水量与水质根据某公司提供的资料，匡算本套处理系统需要处理生产废水水量为100m3/d，每天分三班连续运行，运行24小时，则小时流量为4.2m3/h；废水中主要污染物指标为CODCr、BOD5、悬浮物SS、石油类、氨氮、p
6、H值等，根据提供的资料，确定该生产废水的水量与水质。（见表1-1）表1-1：废水水质与水量表污染指标生产废水设计值备注排水量m3/d100100pH4-5.65CODCr mg/L63200mg/L68000BOD5 mg/L34100mg/L34000SS（悬浮物）mg/L14200mg/L15000NH3-N（氨氮）mg/L271mg/L300Cl-1(氯化物) mg/L5820mg/L6000石油类2410mg/L25001.3.2排放标准经处理后外排废水应执行污水综合排放标准，根据污水综合排放标准要求，本处理装置外排水质见表1-2。表1-2：污水综合排放标准（GB 8978-1996）
7、污染指标标准要求备注pH69 mg/LCODCr mg/L100 mg/LBOD5 mg/L30 mg/L悬浮物mg/L70 mg/L氨氮mg/L15 mg/L磷酸盐0.5 mg/L石油类10 mg/L1.3.3受纳水体经过处理后的废水一部分回用于垃圾车辆的清洗，一部分进入排放口，外排水排入市政污水管网或环保管理部门指定的受纳水体。第二章 工艺方案比较和选择2.1 污水处理方法的比较2.1.1厌氧生物处理厌氧生物处理技术也是生化处理的一种方式，可利用的价值不在于其最终能够降解多少有机物，而在于它能够将大分子、复杂的、大分子量的碳水有机物分解为好氧污泥可以降解的小分子物质，对于浓度不高而其中有机
8、物结构复杂、难以生化的废水，处理的目的不是降解COD，而是提高可生化性，即提高BOD/COD。有目的地运用厌氧生物处理已有近百年的历史，近30年来，随着微生物学、生物化学等学科的发展和工程实践的积累，新的厌氧工艺被不断开发出来，新工艺克服了传统工艺的单位COD水力停留时间长、有机负荷低等缺点，使厌氧工艺在理论和实践上有了很大进步，在处理高浓度有机废水方面取得了良好效果。厌氧生物处理有许多优点，最主要的是能耗低，操作简单，因此投资与运行费用低廉，而且由于产生的剩余污泥量少，所需的营养物质也少。厌氧处理一般分为四个阶段：第一阶段-水解阶段 第二阶段-酸化阶段第三阶段-酸性衰退阶段 第四阶段-甲烷化
9、阶段在水解阶段，固体物质降解为溶解性的物质，大分子物质降解为小分子物质；产酸阶段（酸化阶段），碳水化合物降解为脂肪酸，主要是醋酸、丁酸和丙酸，水解和产酸进行得较快，难于把它们分开，此阶段的主要微生物是水解产酸菌；第三阶段是酸性衰退，有机酸和溶解的含氮化合物分解成氮、胺和少量的CO2、N2、CH4、H2，在此阶段中，由于产氮细菌的活动使氨态氮浓度增加，氧化还原势降低，pH值上升，pH值的变化为甲烷创造了适宜的条件，酸性衰退阶段的副产物还有H2S、吲哚、粪臭素、和硫醇等。由此可见，使厌氧发酵带有不良气味的过程发生在第三阶段；第四阶段是由甲烷菌把有机酸转化为沼气。酸性衰退和产甲烷阶段较难控制，且容易
10、受到环境中有毒物质的影响。1、升流式厌氧污泥床目前发展得最快、建造的装置数目最多的厌氧处理系统是荷兰的Lettinga等人发明的升流式厌氧污泥床(简称UASB)反应器，这项技术是荷兰农业大学在19741978年开发的。升流式厌氧污泥床反应器具有构造简单、处理能力大、处理效果好、投资少等优点，因此迅速风靡世界，广泛应用于糖厂、酒精厂、造纸厂、乳品厂以与屠宰厂等，处理效果相当令人满意。UASB反应器近年来的迅速发展，是因为它与传统的厌氧和好氧工艺相比，具有以下优点： 成本低UASB工艺简单、反应器体积小、造价便宜、运行中不但能耗小于好氧工艺、且可产生大量的生物气能源，UASB工艺在处理废水时很少或
11、不添加化学药品，且只产生极少的沉降性能良好、容易脱水的剩余污泥，从而大大节省了污泥处理所需的费用。由于成本低，该工艺特别适合于发展中国家，以解决资金短缺与环境保护之间的矛盾。联合国与荷兰政府合办的国际农业中心已为此举办了数届国际低成本废水处理技术展览向发展中国家推广这一技术。 处理效率高UASB反应器污泥床生物量多，折合浓度计算可达2030g/l；容积负荷率高，在中温发酵条件下，一般可达10KgCODCr/m3/d左右，甚至能够高达1540KgCODCr/m3/d，污水在反应器的水力停留时间较短，因此所需用地大大缩小。 反应器体积小UASB反应器为高速厌氧反应器，单位容积负荷高，所以反应器体积
12、相对较小，占地较少。 操作方便UASB反应器的厌氧颗粒污泥可以在停机或放置在环境中，不加任何措施保存一年以上，不丧失其活性和沉降性能。因此，停机后，再次启动很容易。对于本工程来讲，UASB反应器的主要缺陷为： UASB工艺的稳定性和高效性在很大程度上取决于UASB反应器能否生成大量具有优良沉降性能和很高产甲烷活性的污泥，特别是颗粒状污泥，否则，效率将大大降低。 和普通的厌氧处理工艺相比，UASB进水中所允许的难生物降解的有机物不宜过多。但本工程拟处理的废水为餐饮垃圾废水，BOD5/CODCr较高，很容易生化，再加上合理的污泥操作，极易形成沉降性能良好和高活性甲烷菌的污泥，达到预期效果。2、厌氧
13、生物滤池厌氧生物滤池（Anaerobic Biological Filtration Process，简称AF）作为厌氧生物膜法的代表性工艺，是世界上使用最早的废水厌氧生物处理技术之一。厌氧生物滤池是一种将过滤和固定膜生物转化过程相结合的系统，废水流经填料时，废水中的悬浮物被捕集、积累，最终依靠重力的作用沉降到池底；大量的细菌与较高级的微生物可在填料表面附着生长，形成生物膜。生物膜在填料表面的形成与生长是有机物在水相中多种生物化学作用的过程。水相中有机物分子与微生物，首先经过传输与黏附或吸附在填料表面；再则细菌附着在填料表面，第一步细菌的细胞由静电引力与德华引力的作用，很快接近填料表面；第二步
14、由聚合架桥与空间分子的相互作用，细胞膜开始黏附在填料表面。这个过程比较慢，生物膜的逐渐成长是微生物新代的过程。老化的生物膜可以自动脱落，可以受到水流的剪力作用而分离。厌氧滤池具有如下特点： 由于厌氧微生物在厌氧生物滤池中以附着于载体表面形成生物膜和截留在填料空隙间的形态存在，可以积累大量的厌氧活性生物体，以保持高的微生物浓度，因此去除有机物的能力很高。 由于有较长的固体停留时间，因此生成的剩余污泥量少。据有关资料报道，生产性AF在600d的运行中没有废弃污泥。不需要专设泥水分离设施，且出水SS较低。 厌氧生物滤池由于生物膜附着生长，故承受冲击负荷的能力较强，冲击负荷过去后能很快自动恢复正常的工作。 由于采用了固定膜技术，废水进入反应器，逐渐被细菌水解酸化，转化为乙酸和甲烷，废水组成在不同反应器高度逐渐变化，微生物的种群的分布也呈现规律性。在底部（进水处），发酵菌和产酸菌占很大比重，随反应器的升高。产甲烷菌逐渐增多并占主导地位。 无需搅拌和回流设施，整个工艺能耗低，系统运行稳定，运行管理简便。与其它各类厌氧处理方法相比，由于生物膜的存在，厌氧滤池去除难生物降解有机物的能力相对较强，出水水质相对较好。但厌氧滤池也有如下缺点： 对高浓度高氨氮有机废水来讲，厌
