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1、诸城市核工环保制造有限公司XX蔬菜加工厂大蒜污水处理方案电话：传真：联系人：网址：厂址：摘 要近几年，大蒜制造业蓬勃发展，各种大蒜加工企业规模不断扩大，由此产生了大量的加工废水，但是大蒜废水具有强烈的抑菌作用，因此目前对于这类废水的研究还很少。本文是大蒜清洗废水的处理工艺设计。本文根据废水的流量、进水水质以及处理要求，由于大蒜废水CODCr浓度高，用单一的化学法处理效果不好且费用高，对这种较高浓度的有机废水一般采用物化一生化法来处理。大蒜废水主要含有大蒜素，化学名称为二烯丙基三硫化物相对分子质量为178总含量 95：具有强烈的刺激味和特有的辛辣味难溶于水，呈油状液体，可与乙醇、乙醚和苯等混合。
2、大蒜素中的二硫醚和三硫醚能够透过病菌的细胞膜进入细胞质中，将含巯基的酶氧化为双硫键，从而抑制细胞分裂，破坏微生物的正常代谢。所以先用物理化学方法去除大部分大蒜素大幅度降低大蒜素的浓度以减轻对后续生物处理单元的影响再用生化处理去除溶解性有机物。具体工艺流程为：污水格栅调节池溶气气浮池混流式生物选择器A/O排放。工艺原理是：污水经格栅去除较大的漂浮物后，进入调节池进行水质水量的均化，再进入溶气气浮池，去除大蒜素及大部分有机物,然后进入混流式生物选择器，投加特定高效微生物菌液，最后进去A/O进一步去除有机物脱氮除磷，然后排放污水经过本设计所采用的工艺进行处理后，达到了污水综合排放标准(GB89781
3、996)一级标准，所以该工艺对大蒜脱水污水处理具有高效性、经济性。16目 录1 绪论11.1 概况11.1.1大蒜的成分11.1.2大蒜脱水废水来源21.1.3大蒜脱水废水的成分31.2 进出水水质及处理程度说明31.2.1 进出水水质31.2.2 处理程度说明31.3 大蒜脱水废水处理原则及设计原则41.3.1 处理原则41.3.2 设计原则42 废水处理工艺的选择与说明52.1 各种处理工艺的比较52.1.1 ABR-氧化工艺52.1.2加强SBR工艺62.1.3 水解酸化-多级接触氧化工艺62.2 处理工艺的具体说明82.2.1 污水处理的说明82.2.2 污泥处理的说明93 各构筑物的
4、设计计算103.1细格栅103.2调节池113.3混流式生物选择器123.4 加强SBR池 123.5 污泥浓缩池134 平面和高程布置164.1 平面布置164.2 高程计算165 经济分析186 结论19参考文献20致 谢21附录221 绪论1.1 概况大蒜又名胡蒜、独蒜、独头蒜，为百合科葱属植物蒜的鳞茎，其作为民间药物已广泛应用于世界各地。近年来，随着人们对保健功能食品的重视，大蒜以其丰富的营养成分和药物有效成分日益受到青睐，各种蒜制品(食品和药物)也都相继出现。此外，大蒜也是人们日常生活中喜爱的调味佳品，能够在烹调菜肴时去掉腥膻味，增加香味。我国大蒜资源丰富，品种多样，质地优良，年产量
5、占世界总量的13，其鲜蒜及各种加工品除了供应国内消费之外，还大量出口日本、韩国及东南亚各国，出口总量占世界第4位。大蒜直接生食最为普遍，这样营养价值最高，生理功效也最明显。但由于它在环境适宜时会因为迅速抽芽消耗所存储的营养物质而导致品质急剧恶化而不能食用，所以大蒜初产品的价格较低。因此，可以对大蒜进行加工，提高其经济效益。1.1大蒜的成分大蒜含有许多化学成分，其主要的成分包括糖类、氨基酸类、脂质类、肽类、含硫化合物及多种维生素、微量元素等。从大蒜制剂“保生油丸中能够测出人体己知的必需微量元素，这些微量元素包括镁、钠、铁、磷、锰、钡、钙、锶、铝、钾、锌、铜、钒、铝、硒、钼、钻、镍、镉。另外，大蒜
6、中还含有人体几乎所有的必需氨基酸，其中半胱氨酸、组氨酸、赖氨酸的含量较高，另外还有丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、苏氨酸、色氨酸、胱氨酸、丝氨酸、亮氨酸、缬氨酸等。目前认为大蒜主要的生物活性物质是含硫化合物。大蒜内含硫成分多达30余种，其中主要的含硫化合物有二稀丙基一硫化物，二烯丙基二硫化物，二烯丙基三硫化物。大蒜中维生素的主要成分为维生素A、B、C，另外大蒜中还含有前列腺素A、B、C。大蒜中含有的诸多化学成分是大蒜防病抗病的基石出。大蒜的食疗价值，主要是大蒜素的作用。纯品大蒜素为无色油状物，具有大蒜异味。在20下比重为1112，折射率为1561，无旋光性，微溶于水，溶于乙
7、醇、苯、乙醚等有机溶剂。对热和碱不稳定，对酸较稳定。对皮肤有刺激性，对许多革兰氏阳性和阴性细菌及真菌具有很强的抑制作用。大蒜素的结构式为：Gleitz J等研究认为新鲜的大蒜中是没有游离的大蒜素的，只有它的前体物质一蒜氨酸(aUiin)，大约占大蒜总鲜重的025。蒜氨酸在放置或经水蒸汽蒸馏后转化成5种主要成分：二烯丙基硫代磺酸酯(大蒜素)，二烯丙基二硫醚，S烯丙基甲基硫代磺酸酯，甲基烯丙基二硫醚，二烯丙基硫醚。蒜氨酸以稳定、无臭的形式存在于大蒜之中，当大蒜受到物理机械破碎或者被加工后，大蒜中的蒜酶(allinase)就会被激活，将蒜氨酸催化分解为大蒜素。在大蒜素形成过程中，蒜氨酸和蒜氨酸酶起着
8、重要作用。Wu DK等研究证明，大蒜素对温度、强酸和碱较敏感，在30时较稳定，而且在0C-50C范围内，大蒜素含量与温度成反比。pH值低于3时的大蒜素含量高于pH值为5时的含量。表明大蒜素的稳定性与温度、pH值有直接关系。当温度0，pH值3-5时，大蒜素较稳定，且分解较缓慢。添加0515的维生素C或10-153-环糊精可大大提高大蒜素的稳定性。Agrawal R等在大蒜静置培养过程中发现：含35的蔗糖、05mgL激素和NI-14+：N03=2：l或l：l的培养基能使大蒜素含量增加10。1.1.2大蒜清洗废水来源近年来，大蒜加工生产业已形成规模，大蒜脱水生产加工一般包括挑选、清理、切片、漂洗、脱
9、水(烘干)、平衡水分、分选、包装、成品等几个过程，其中清理、漂洗和脱水过程中，会产生大量的废水。大蒜清洗废水为高浓度废水，CODCr近万mgL，虽然该种废水本身并没有毒性，但它含有大量可生物降解的有机物质，如果不经过处理直接排入水体，将会消耗水中大量的溶解氧，造成水体缺氧，使水生生物死亡。同时，废水中含有的悬浮颗粒物沉入水底，经过厌氧分解，产生臭气使水质恶化，不仅给水体造成了严重的污染，给大大的损害了周围的空气环境。由于大蒜具有强烈的抑菌作用，大蒜素中的硫醚能够氧化含巯基的酶，抑制了细胞细胞分裂，破坏了微生物的正常代谢，因此采用传统的物化一生化方法进行处理则效果较差。1.1.3大蒜清洗废水的成
10、分废水中的主要成分有糖类、蛋白质、大蒜素和少量果胶、蜡等 , CODCr、BOD5、SS含量高，有一定的氨氮。无有毒物质，但不能直排，直排易导致河水溶解氧低，生物大量死亡。1.2 进出水水质及处理程度说明1.2.1 进出水水质水量Q：480m3/d表1 综合进水水质出水要求达到污水综合排放标准(GB89781996)一级标准。见附录1.2.2 处理程度说明（1）CODCr的去除率：=（4000-100）/4000*100%=97.5%（2）BOD5的去除率:=（1400-20）/1400*100%=98.6%（3）SS的去除率:=（600-70）/600*100%=83.3%（4）NH3-N的
11、去除率:=（40-15）/40*100%=62.5%1.3 大蒜脱水废水处理原则及设计原则1.3.1 处理原则（1）全过程控制原则。对污水产生、处理、排放的全过程进行控制。（2）减量化原则。在污水和污物发生源处进行严格控制和分离，厂内生活污水与工作区污水分别收集，即源头控制、清污分流。（3）就地处理原则。为防止污水输送过程中的污染与危害，必须就地处理。（4）分类指导原则。根据工厂性质、规模、污水排放去向和地区差异对污水处理进行分类指导。（5）达标与风险控制相结合原则。全面考虑污水达标排放的基本要求，同时加强风险控制意识，从工艺技术、工程建设和监督管理等方面提高应对突发性事件的能力。（6）生态安
12、全原则。有效去除污水中有毒有害物质，减少处理过程中消毒副产物产生和控制出水中过高余氯，保护生态环境安全。1.3.2 设计原则（1）基础数据可靠认真研究基础资料、基本数据，全面分析各项影响因素，充分掌握水质特点和地域特性，合理选择好设计参数，为工程设计提供可靠的依据。（2）针对水质特点选择技术先进、运行稳定、投资和处理成本合理的处理工艺，积极慎重的采用经过实践证明行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备，使处理工艺先进，运行可靠，处理后水质稳定的达标排放。（3）避免二次污染尽量避免或减少对环境的负面影响，妥善处置处理渗滤液工程中产生的栅渣、污泥，臭气等，避免对环境的二次污染。（4）运行管理方便建
13、筑构筑物布置合理，处理过程中的自动控制，力求安全可靠、经济适用，以利提高管理水平，降低劳动强度和运行费用。（5）严格执行国家环境保护有关规定，使处理后的水能够达标排放。2 废水处理工艺的选择与说明2.1 各种处理工艺的比较近年来，随着污水处理水质要求不断提高和处理技术的发展，大蒜脱水废水处理技术取得了很大的进步，生化处理工艺有ABR-氧化工艺、加强SBR工艺、水解酸化-多级接触氧化工艺等，各种工艺均有自身的优缺点。2.1.1 ABR-氧化工艺厌氧折流板反应器是在反应器中沿水流方向添加几个挡流板，将反应器分隔成若干个串联的隔室，每个反应室都可以看作一个相对独立的UASB反应器，废水进入反应器后沿
14、导流板上下折流前进，依次通过每个反应室的污泥床，反应器中的微生物与废水中的有机物充分接触，最终将其降解去除。反应室中的污泥随着废水的上下流动和沼气上升的作用而运动，而挡流板的阻挡作用和污泥自身的沉降作用又使得污泥在水平方向的流速极其缓慢，因此大量的厌氧污泥都被截留在反应室中。由此可见，ABR反应器是一个由多个格室组成的连续性结构，虽然在结构上可以看做是多个UASB反应器的串联，但是从总体上看，ABR反应器更加类似于推流式反应器。ABR反应器中不同隔室内的厌氧微生物易于呈现出良好的种群分布和处理功能的配合，不同隔室中生长适应流入该隔室废水水质的优势微生物种群，从而有利于形成良好的微生态系统网。例
15、如，在位于反应器前端的隔室中，主要以水解和产酸菌为主，而在、反应器后面几个隔室中，则以甲烷菌为主。就甲烷菌而言，随着隔室的推移，其种群由主要以八叠球菌属为主逐渐向以甲烷丝菌属、异养甲烷菌和脱硫菌属为主转变，这样逐室的变化，使优势微生物种群得以良好地生长繁殖，废水中的污染物分别在不同的隔室中得到降解，因而ABR具有良好的处理效能和稳定的处理效果。ABR不同隔室产生不同的微生物群落，微生物生态取决于基质的类型和数量，以及外部参数如pH、温度等。在折流板反应器前部是高浓度的甲烷八叠球菌，向反应器后部转变为甲烷丝状菌。这是因为在高乙酸浓度下，甲烷八叠球菌增长速度比甲烷丝状菌的高，然而在低乙酸浓度下，甲烷丝状菌由于其对乙酸的亲和力比甲烷八叠球菌强而占优势引。尽管在ABR反应器中即使不形成颗粒污泥也能获得良好的处理效果，但是许多研究结果还是说明了只要条件合适，在ABR反应器中是可以培养出颗粒污泥的，而且其生长速度较快。污泥颗粒化可有效地改善污泥的沉降性能，有利于反应器对生物体的截留，改善微生物的生理环境，加强它们对外界环境(如水质、pH、温度等)的抵抗和
