果汁生产废水处理

摘要

果汁废水主要来自冲洗水果、粉碎、榨汁等工序，罐装工段的洗瓶、灭菌、破瓶损耗和地面冲洗等环节。废水中含有较高浓度的糖类、果胶、果渣及水溶物和纤维素、果酸、单宁、矿物盐等。果汁废水中含有的糖类主要为果糖、葡萄糖、蔗糖，三者所占的比例为2：1：1.废水中含有大量的有机酸，不同的生产工艺阶段，所产生的废水具有不同的特点，即使在同一阶段，废水水质也因产品不同而差异较大本文介绍了有关UASB+SBR 的处理流程和设计的计算、调节池、UASB 池、SBR池、污泥浓缩池等进行了精细的设计和计算。并对主要构筑物UASB池、SBR池做了详细的说明。UASB+SBR 处理高浓度有机废水，其关键是培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。采用此工艺，不但使处理流程简洁，也节省了运行费用，在降低废水浓度的同时，还可以回收在处理过程中所产沼气作为能源的利用。以便我为进一步探讨效益资源型处理技术提供借鉴。

关键字：高浓度废水废水处理 UASB SBR 沼气回收

Juice wastewater comes from the processes of washing , smashing ,squeezing the fruits and washing bottles ,sterilization,bottle breaking loss,cleaning the ground in the section of filling up and so on.Wastewater contains high concentration of sugars, pectin, marc , water-soluble

material and cellulose, acid, tannin, mineral salts, etc.The main carbohydrate in juice wastewater are fructose, glucose, sucrose, the proportion of the three is 2:1:1

there are lots of organic acids in wastewater and the waterwater has their characteristics in different section of producing.even if in the same section,water quality would have significant differences because of different products . this article introduces the course and design planning of using UASB, collaborating with SBR.and it gives a detailed description of the main structures ,the UASB pool and SBR https://www.360docs.net/doc/1716432307.html,ing this method to process organic wastewater with a high concentration,the critical is to bring up anaerobic granular sludge with good settlement performance.adopting this method ,not only can we make the course more simple ,but also save costs. while ruducing the concentration ,we can recycle the gas to be energe in the course .so it can offer references for me to make futher disscussion on the effectiveness of resource-based processing technology

第一章概述

一．果汁废水特点

1、果汁废水构成

企业废水组成较为复杂，一般都有十多种废水需要处理，他们是：洗果排放水、设备清洗废水、消毒清洗废水、果汁冷凝水、设备冷却水、空调冷却水、设备外部清洗水、地面清洗水及其他排放废水。

2、主要废水水质描述

⑴、生产废水总排放池出口水质浓度，随企业的设备、工艺、管理的差异排水水质有较大波动。

(2)、生产设备清洗废水：清洗废水周期性集中排水，对污水处理设施

有较大冲击，一般需将清洗设备的高浓度酸碱水、消毒水等先做预处理（中和），然后再排入污水处理系统。

⑶、超滤反冲产生的浓废水（锅底水）：其中固形物占5-8%，每天排放约25-35t，COD浓度60000-80000mg/L,个别情况达到10万mg/L以上。需单独预处理后出水再可引入污水站系统，进行集中处理。

⑷、消毒废水：设备清洗后需要消毒，消毒废水若直接排入污水处理系统，因其含有杀菌剂，将抑制生化过程的进行，导致微生物不能存活，所以这部分废水在直接排入生化系统前，需要在调节池中进行专门的处理，以保证系统正常运行。

⑸、果汁冷凝水：该水为稀果汁浓缩单元产生的废水，水量较大，清澈透明，一般认为无污染，但分析证实该水COD为2000-2500 mg/L，感官虽好，但污染较重。处理工艺只能用厌氧、好氧两级工艺。

⑹、洗果排放水：该部分废水排放量及排放水质各企业差别较大，就目前各企业的排放情况来看，此部分废水悬浮物很大、含泥量很高，必须经过预处理方能保证后续水处理设施的正常运行。

二．研究背景与意义

水是生命之源，是人类赖以生存和发展的物质基础，是不可替代的宝贵资源。我国却是一个水资源十分短缺的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，严重制约着我国社会主义经济的发展。经济的腾飞是以环境的代价为前提的。随着近代我国社会主义经济的腾飞，社会主义工业呈现飞速发展，水资源污染尤其是工业废水污染也严重恶化。工业废水的污染以其污染大、污染物浓度高、废水排放量大、废水中含有多种有毒有害物质、废水成分复杂以及水量变化大等特点而成为目前我们所面临的主要问题。

果汁废水主要来自冲洗水果、粉碎、榨汁等工序，罐装工段的洗

瓶、灭菌、破瓶损耗和地面冲洗等环节。废水中含有较高浓度的糖类、果胶、果渣及水溶物和纤维素、果酸、单宁、矿物盐等果汁废水的水质和水量在不同季节有一定差别，处于高峰流量时的果汁废水，有机物含量也处于高峰。鉴于果汁废水自身的特性，果汁废水不能直接排入水体，因此果汁废水的处理是工业废水处理中重要的一个方面。三．本设计工程概况

第二章工艺路线的确定及选择依据

2.1 处理方法比较

果汁废水中大量的污染物是溶解性的糖类、果酸，这些物质具有良好的生物可降解性，处理方法主要是生物氧化法。有以下几种常用方法处理。

（一）好氧处理工艺

高浓度有机废水处理主要采用好氧处理工艺，主要由普通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR法。传统的活性污泥法由于产泥量大，脱氮除磷能力差，操作技术要求严，目前已被其他工艺代替。近年来，SBR和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。SBR工艺具有以下优点：运行方式灵活，脱氮除磷效果好，工艺简单，自动化程度高，节省费用，反应推动力大，能有效防止丝状菌的膨胀。

CASS工艺(循环式活性污泥法)是对SBR方法的改进。该工艺简单，占地面积小，投资较低；有机物去除率高，出水水质好，具有脱氮除磷的功能，运行可靠，不易发生污泥膨胀，运行费用省。

（二）水解—好氧处理工艺

水解酸化可以使废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的有机物，出水的可生化性能得到改善，这使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。与此同时，悬浮物质被水解为可溶性物质，使污泥得到处理。水解反应工艺式一种预处理工艺，其后面可以采用各种好氧工艺，如活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和SBR等。废水经水解酸化后进行接触氧化处理，具有显著的节能效果，COD/BOD值增大，废水的可生化性增加，可充分发挥后续好氧生物处理的作用，提高生物处理废水的效率。因此，比完全好氧处理经济一些。

（三）厌氧—好氧联合处理技术

厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的10%～15%；产泥量少，约为好氧处理的10%～15%；对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大规模。

厌氧法的缺点式不能去除氮、磷，出水往往不达标，因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理，使出水达标。

常用的厌氧反应器有UASB、AF、FASB等，UASB反应器与其他反应器相比有以下优点：

①沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流

②不填载体，构造简单节省造价

③由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌

设备

④污泥浓度和有机负荷高，停留时间短

同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。

（四）不同处理系统的技术经济分析

不同处理方法的技术、经济特点比较，见表1-1。

表1-1 不同处理方法的技术、经济特点比较

从表中可以看出厌氧—好氧联合处理在啤酒废水处理方面有较大优点，故果汁废水厌氧—好氧处理技术是最好的选择。

沼气排泥

压滤间污泥浓缩池排水SBR UASB 沉淀池

调节池

集水池

格栅进水

果汁废水先经过中格栅去除大杂质后进入集水池，用污水泵将废水提升至调节池，在调节池进行水质水量的调节。进入调节池前，根据在线PH 计的PH 值用计量泵将碱性水送入调节池，调节池的PH 值在

6.5～

7.5之间。调节池中出来的水用泵连续送入混凝沉淀池，在混凝沉淀池中进行混凝，然后用水泵将水送入UASB反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气柜。UASB 反应器内的污水流入SBR池中进行好氧处理，而后达标出水。来自，调节池，混凝沉淀池，UASB反应器、SBR反应池的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。

第三章设计原则及设计规范

一、设计原则

1、执行国家环境保护的政策，符合国家和地方有关的法规、规范及标准，污水经处理后达标排放。

2、根据企业规划和实际情况，力求做到系统布局合理，节省投资，又便于运行管理，充分发挥工程投资效益.

3、采用高效、节能、先进、可靠的污水处理新工艺、新技术，实现污水处理站的低耗高效。

4、在已建成相同类型处理站的基础上进行优化，尽可能降低投资和运行费用。

6、操作管理方便，操作人员的劳动强度低。

7、污水处理系统适合生产性变化。

二、设计规范和标准

1、《室外排水设计规范》 GB50101-2005

2、《污水综合排放标准》 GB8978-1996

3、《给水排水工程结构设计规范》 GB 500069－2002

4、国家现行的建设项目环境保护法规、条例；

5、其他有关设计规范

设计计算书

一、预计处理效果

二、工艺流程图

沼气排泥

压滤间污泥浓缩池排水SBR UASB 沉淀池

调节池

集水池

格栅进水

第一节格栅的设计计算

一、设计说明

格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。

二、设计参数

取中格栅；栅条间隙d=10mm ；

栅前水深 h=0.4m ；过栅流速v=0.6m/s ；

安装倾角α=45°；设计流量Q=2500m 3/d=0.029m 3/s

三、设计计算

（一）栅条间隙数(n)

n =

式中：

Q ------------- 设计流量，m3/s

α------------- 格栅倾角，度

b ------------- 栅条间隙，m

h ------------- 栅前水深，m

v ------------- 过栅流速，m/s

n =10.16

取n=11条

（二）栅槽有效宽度(B)

设计采用φ20圆钢为栅条,即s=0.02m

B=S(n-1)+en

式中：

S -------------- 格条宽度，m

n -------------- 格栅间隙数

b -------------- 栅条间隙，m

B=0.02×(11-1)+0.01×11

=0.31m

（三）进水渠道渐宽部分长度(l1)

设进水渠道内流速为0.5m/s,则进水渠道宽B1=0.175m,

渐宽部分展开角取为20°

则l 1=

2B B tg a -′ 式中：

B -------------- 栅槽宽度，m

B 1 -------------- 进水渠道宽度，m

1a -------------- 进水渠展开角，度

l 1=0.370.175220

tg °-′ =0.27m

（四）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l 2）

l 2= l 1/2=0.27/2

=0.135m

（五）过栅水头损失（h 1）

取k=3,β=1.79(栅条断面为圆形)，v=0.6m/s

h 1 = 24/3()sin 2s v k d g

b a 式中：

k -------- 系数，水头损失增大倍数

β-------- 系数，与断面形状有关

S -------- 格条宽度，m

d -------- 栅条净隙，mm

v -------- 过栅流速，m/s

α-------- 格栅倾角，度

h 1=0.176m

（六）栅槽总高度(H)

取栅前渠道超高h 2=0.3m

栅前槽高H 1=h+h 2=0.7m

则总高度H=h+h 1+h 2

=0.4+0.176+0.3

=0.876m

（七）栅槽总长度(L)

L=l 1+l 2+0.5+1.0+145

H tg ° =0.27+0.135+0.5+1.0+

0.745tg ° =2.605m

（八）每日栅渣量(W)

取W 1=0.05m 3/103m 3 K 2=1.5

则W=

12864001000

Q W K ??? 式中：

Q ----------- 设计流量，m 3/s

W 1 ---------- 栅渣量(m 3/103m 3污水)，取0.1～0.01,粗

格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用

中值

W=0.08 m3/d(可采用人工清渣)

(九)集水池的设计计算

在调节沉淀池之前和格栅之后设一集水池，其大小主要取决于提升水泵的能力，目的是防止水泵频繁启动。以延长水泵的使用寿命。

设计参数水力停留时间HRT=1h, 有效水深h1=4.0m , 超高h2=0.5m;

设计计算 (1) 集水池容积 V=Q/T=（2500/24）×1=104.1 m3

(2) 集水池的总高 H=h1＋h2=4.0＋0.5=4.5m,

(3) 集水池的面积 A=V/H=104.1/4.5=23.1m2取A=24m2

集水池的横截面为： L×B=6×4（m2）

则集水池的尺寸为： L×B×H=6×4×4.5（m3）

(4) 一次提升泵选取：提升流量Q=150 m3/d，扬程10m

第二节调节沉淀池的设计计算

一、设计参数

水力停留时间T=6h;设计流量Q=2500m3/d=104m3/h=0.029m3/s。

表2.1 调节沉淀池进出水水质指标

二、设计计算

（一）池子尺寸

池子有效容积为：

V=QT=104×6=624m3

取池子总高度H=4.5m,其中超高0.5m,有效水深h=4m

则池面积A=V/h=624/4=156m3

池长取L=20m,池宽取B=8m

则池子总尺寸为L×B×H=20×8×4.5