废油回收加工中的废水处理工艺设计绪论,环境工程硕士论文

废油回收加工中的废水处理工艺设计绪论,环境工程硕士论文本篇论文目录导航：【第1部分】【第2部分】废油回收加工中的废水处理工艺设计绪论【第3部分】【第4部分】【第5部分】【第6部分】第一章绪论1.1课题的研究背景随着我们国家经济的飞速发展和人民生活水平的逐步提升，衣、食、行、住的要求越来越高，据不完全统计，每一年中国食用油使用量在2300~2800万吨之间，按此计算，全年至少产生350万吨餐饮废油，而餐饮废油的去向问题成为大家当前关注的焦点；同时，工业企业生产活动所产生工业废油的处理及去向问题，也对工业企业的可持续发展造成一定的制约。餐饮废油回收处理方式在国际上通用的是作为工业用油原料，而在我们国家，随着餐饮废油的收购的规范化，餐饮废油的最终去向也将从回收处理回流至餐桌上及作为化工原料过渡为工业用油原料。当前在我们国家，餐饮废油主要被用来生产生物柴油及化工原料等，一方面解决了餐饮废油合理去向问题，另一方面也降低了对纯化工原料、原油的需求量，减少能源消耗。[1-2]随着餐饮废油越来越多用在回收加工化工原料等行业后，其生产经过带来的污染问题也快速凸显出来，主要具体表现出在生产排放废水处理方面。由于当前对于此类废水怎样进行有效的处理、处理后能到达什么效果等问题的研究成果较少，所以对该废水的处理工艺就需要进行一个比拟系统的研究。本课题基于苏州科技学院2018年校科研基金项目(餐饮废油回收加工产生的废水处理实验研究〕为项目来源，通过对苏州吴中区天然乳化剂有限公司废水的实验室小试处理研究、现场中试规模的实验论证后，进行了全新的一套苏州吴中区天然乳化剂有限公司废水处理工程的设计、施工指导、调试工作。1.2废水来源及废水的特点1.2.1废水的来源废油回收加工根据生产的产品不同，生产工艺会有有所不同，主要反响在预处理和深度处理上，以到达对废油回收加工的不同目的，其产品主要为工业中间体、生物柴油等。[2]其回收加工经过可概括表示如此图1-1.根据图1-1所示的废油回收加工工艺流程，废水回收加工废水主要来源于洗桶废水、生产废水以及车间及仓库地面冲洗水。洗桶废水主要来自原料油、产品包装桶清洗产生的废水，水中含有大量的油脂，可对漂浮油脂进行回收，提高原料的利用率，该废水CODCr浓度在8000mg/L至10000mg/L之间。生产废水根据产品不同，废水水质有一定差异，预处理经过主要来自原料油的分离，深度处理阶段主要来自蒸馏工段，此类废水中乳化状油脂含量较高，CODCr浓度在15000~20000mg/L.车间及仓库地面冲洗水主要来自生产车间、仓库地面冲洗等产生的废水，水中SS和油脂含量较高，CODCr在5000~10000mg/L.1.2.2废水的水质特点废油回收加工主要利用餐饮废油、工业废油等为原料，产生的高浓度的有机废水含有有机污染物、动植物油脂、氮、悬浮物、硫酸根、磷酸盐等污染物，其特点是CODCr浓度高、油脂含量高，并且有硫醇类恶臭气味。废油回收加工产生的废水中的污染物主要分为下面几类：〔1〕需氧物质在水解、蒸馏等经过中，会有一部分脂、醇、糖及其他中间产物等物质溶解在废水中，这些物质极易被微生物降解，会大量消耗水中溶液氧，导致水体中鱼类等需氧生物死亡，假如大量污染物进入水体，易造成水中兼性微生物和厌氧微生物的大量繁衍，造成水体的腐败，因而，该废水绝不能直接排入环境水体。[3]在废油回收加工的废水中，所含污染成分复杂，难生物降解，一般都用化学需氧量〔CODCr〕来表示废水中有机物浓度。代表性的预处理和深加工废水耗氧物质分析数据如表1-1所示。【1】〔2〕营养物质经分析，废水中含有一定量的磷，因而需要在废水处理经过中对磷进行去除。而氮含量不高，对氮的控制则要求不严。〔3〕动植物油脂动植物油脂会漂浮于水面，有一定的色度和气味，CODCr高，难溶于水，极易恶〔2〕营养物质经分析，废水中含有一定量的磷，因而需要在废水处理经过中对磷进行去除。而氮含量不高，对氮的控制则要求不严。〔3〕动植物油脂动植物油脂会漂浮于水面，有一定的色度和气味，CODCr高，难溶于水，极易恶化水质、危害水资源，同时会产生恶臭，严重影响周边环境，同时，还会附着于污泥外表，影响氧的传递效率，进而降低下卑微生物的活性。因而，在废水生物处理之前，必须预处理，将废水中的动植物油脂大部分去除。[4]1.3废水的主要处理技术及应用研究我们国家从上世纪80年代开场，就对废油回收加工进行研究，到本世纪初才进行产业化推广，因而，该类废水处理研究还处于起步的阶段，没有成功经历体验可根据，基本没有成功的工程实例。当前，使用较多的还是采用传统的预处理、厌氧+好氧处理和深度处理的方式方法进行。[5]1.3.1废水的预处理方式方法废油回收加工废水主要特点是：有一定水温，动植物油脂含量高，为了保证处理系统的正常运行，必须先行去除废水中的油脂等；同时还需根据废水中其他物质含量，去除某些如硫酸根等不利于后续处理的干扰物质。对于动植物油去除的主要是采用调节PH值后再气浮的方式方法使油脂漂浮于水面，进而进行刮除；再通过投化学药剂，采用絮凝沉淀方式方法，对废水中的某些影响物质进行去除；经以上预处理的废水，通过水解酸化，可提高B/C比。[6-8]1.3.2废水的厌氧处理方式方法对于高浓度有机废水〔COD大于5000以上〕，且华而不实不含有厌氧有毒害的物质，首选肯定是先采用厌氧处理，其负荷高，所需池容相对于好氧处理只要几分之一，且无需曝气，运行费用相当低，对COD的去除效率都能到达80%左右,同时能产生大量的沼气，可用于锅炉助燃等，实现废物再利用的清洁生产。[9]厌氧消化也广泛存在于自然界中，只要在有水时的厌氧条件下，有机物都有可能发生消解发生，构成甲烷、二氧化碳和硫化氢产物。当前开发使用的厌氧处理技术，则是人工控制一种条件，使其在某构筑物内维持厌氧微生物所需的环境，并尽可能积累至高浓度的厌氧微生物，加速厌氧发酵经过[10].大分子有机污染物的厌氧降解的经过可分为水解-发酵，产氢产乙酸，产甲烷这三个阶段，见图2-1,各阶段的原理在很多期刊、文献、书籍中都进行了具体的阐述，在这里不进行累述[11].【2】厌氧处理技术发展到当前，一般可分为三代：〔1〕第一代厌氧技术以消化罐技术为代表的第一代厌氧技术，常用于污泥厌氧消化或者高含SS的全糟发酵经过，其停留时间长，负荷低。〔2〕第二代厌氧技术以UASB、EGSB[12-13]等为第二代厌氧技术已被广泛应用于各类废水处理中，因其负荷远高于消化罐，故一般被称为高效厌氧反响器，其具有较明显的优点：负荷较高；CODCr去除率高，运行稳定。但UASB、EGSB等也具有一些下面缺点：进水系统布水难均匀，易堵塞，反响器易发生酸败；反响器内上流速度低，进入反响器的无机物质如纤维和泥沙等容易沉积，减少了反响器的池容；运行操控性较差，易酸化。〔3〕第三代厌氧技术内循环厌氧技术--IC[14]的使用，标志着第三代厌氧技术开场出现，IC反响器因其特殊的构造，能实现比第二代厌氧反响器更高层次的负荷，且其运行稳定性更好，适应废水种类更多；因其建设高度远高于UASB等，故占地更省；因有两层分离系统，沼气分离更完全；本身具有几循环，使出水水质更趋于稳定，且反响器内本身的调节功能非常强，抗水质水量的冲击强性更好；反响器内上流速度大，无机物质不易沉积。IC也存在下面缺点：需要对操作人员进行深度培训，以保证操作正确、稳定高效运行，更需要设计人员对不同种类废水进行专门设计。1.3.3废水的好氧处理方式方法好氧生物处理是好氧微生物在有氧条件下，对有机物进行降解，使其无害化、稳定化的处理方式方法。有机物被微生物吸收后，通过代谢活动，约有三分之一被稳定、分解，并提供其生理活动所需的能量；约有三分之二被转化，用于合成为新的原生质〔细胞质〕，即用于微生物本身生长繁衍也好氧活性污泥或生物膜的增长部分。[15]好氧工艺优点：其反响速度较快，所需的反响时间较短，处理构筑物容积能够较小。所以，当前对中、低浓度的有机废水，或者讲BOD浓度小于500mg/L的有机废水，多上采用以好氧生物处理为主的工艺道路。[16]废油回收加工废水经厌氧处理后的出水，CODCr浓度会有很大的下降〔可降低90%左右〕，后续就需采用好氧生物处理法进行进一步处理，以减少华而不实的CODCr,同时对废水中的氮磷进行去除。废油回收加工废水处理中P含量较高，最常用的好氧处理法为改进的活性污泥法，如氧化沟、A2/O等，尽可能通过此阶段去除P.1.3.4废水的三级处理方式方法根据经历体验，该类废水在经过好氧处理后，出水CODCr正常在300mg/L至400mg/L左右，TP在10~20mg/L.固然该类废水一般为接入城市污水处理厂，COD能到达接管要求，但TP往往超标，废水颜色也较深，所以必须对好氧出水后再进入三级处理，以确保达标排放。常用的废水三级处理技术通常都是物理化学方式方法，一般为下面几种：〔1〕高级氧化法〔以FENTON法为代表〕[17]Fenton法常用于废水高级处理，是由硫酸亚铁和过氧化氢混合后产生强氧化性，主要能去除CODCr、色度和泡沫等，Fenton法要求的反响条件较严格，一般在PH值小于3.5下进行，因而，反响完后，需要再加碱调回PH至6~9,运行费用较高。固然当前Fenton法已使用日益广泛，且在多种废水的浓度处理中成功应用，但因操作条件不好，且都为强酸强碱反响，加之运行费用高，在小型企业比拟少用。〔2〕膜分离法[18]膜分离法各类也较多，但都为用特殊薄膜对废水中的污染物进行选择性分离，进而使废水得到净化的技术，如超滤、钠滤、反浸透等。在废水的深度处理中，应用越来越多的是MBR膜生物反响器。MBR生物膜采用物理过滤的方式方法，把好氧经过中产生的污泥截留下来，为好氧生物系统提供了高浓度的污泥含量，进而加强好氧的处理能力。随着MBR膜逐步实现生产规模化，应用于废油回收加工废水的处理和回用都将具有重要意义，但由于MBR的投资和运行费用较高，推广应用经过还具有一定的难度。〔3〕加药沉淀因废水经处理后主要是TP难以达标，且出水是排入城市污水处理厂，故考虑后续采用加药沉淀作为三级处理较为合适，该方式方法已是大多数废水处理的深度处理上使用，管理简单，效果明显。1.4本研究的目的、内容及意义1.4.1研究目的随着工业及餐饮业的发展，各种油的使用量越来越大，所排放出的废油各类和数量也就越来越多，但当前废油都会有不同的去向，如进入工业再使用、再回到餐桌、甚至直接排放进入水体，造成污染。废油回收加工企业很好地解决了油的去向，但假如其本身产生的高污染物不能很好地解决，又会产生另一种污染，也为社会所不能容。废油回收加工产生废水的污染主要表如今下面几个方面：①影响地表和地下水资源，危害水产资源，甚至影响到人类饮用水源；②危害人体健康；③污染大气环境；④影响农作物生产；⑤排入城镇污水处理厂，废水中含有的油脂也会影响其正常运行。对废油进行回收加工再利用，是近10年来的新型产业，随着餐饮废油、工业废油产生量的增加，废油回收加工企业数量也会越来越多、规模越来越大，因而，其配套的废水处理工艺的成熟化也越来越重要。废油回收加工废水的最大特点就是CODCr浓度高、油脂含量高，具有一定的温度，且生化性较好，但因其含有的物质的复杂性，单独采用厌氧、好氧或物理化学等处理工艺无法实现废水达标排放，并且废水中所含的盐、油脂等物质，如不进行适宜的预处理，也会影响生化处理能力的发挥，因而对该废水进行系统工艺的研究，会对废油回收加工行业具有很大的意义。本研究就是通过对某废油回收加工企业排放的废水进行调研并小试、对原有系统进行改扩建进行中试实验研究后，从预处理、厌氧+好氧处理、深度处理等方面进行工艺设计，通过对新建系统的建设、调试和运行，提供一套完好的废水处理工艺道路，供同类企业借鉴。1.4.2研究内容〔1〕实验室小试研究废水的厌氧、好氧处理负荷及去除效率；〔2〕现场中试研究废水的预处理、厌氧、好氧处理运行指标控制；〔3〕新建工程系统的设计：废水处理量：400吨/天。废水水质及处理后的排放要求为：主要指标到达(污水排入城市下水道水质标准CJ3082-1999污染物排放标准〕。【3】设计所需进行的基本内容为：通过调查，了解废油回收加工的生产经过、废水排放情况等；通过实验分析，核对废油回收加工废水水质特性；通过文献查阅，总结出处理工艺及污染物去除效率；进行小试、现场中试研究；确定废水处理工序中各构筑物参数等；根据业主要求进行合理的平面布置；进行工艺具体设计。通过以上研究及设计，构成一套废油回收加工废水处理研究报告及相关的工艺设计计算讲明书、工艺图纸。1.4.3研究意义在我们国家，废油回收加工行业的建设起步较晚，固然当前部分产业化，但其生产规模、生产工艺先进性、产品的种类、配套废水处理工艺的成熟性等方面还需要进一步的研究。当前，废油回收加工废水处理工艺的研究很少有系统性。企业想做处理，基本都是只能信服于环保公司或者技术服务人员的理论分析，无从寻找到可靠的技术来源，但一到真正使用，问题则层出不穷，能维持运转已属不容易，处理能力远达不到设计指标，达标更是无从谈起，最后只能是进行扩建、改造，但仍面临建造工艺确实定及单体构造