果汁厂废水处理毕业设计

1、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 ic+ 接触氧化法的处理流程和设计的计算、调节池、ic 池、接触氧化池、污泥浓缩 池等进行了精细的设计和计算。并对主要构筑物 ic 池、接触氧化池做了详细的 说明。采用此工艺，不但使处理流程简洁，也

2、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。 本设计的设计水质如下： cod： 5000mg/l， bod5： 2500mg/l， ss： 500mg/l， ph：78。处理后的水质为 cod ：100mg/l，bod5：20mg/l，ss：70mg/l， ph：69， 达到 gb8978-1996污水综合排放标准中的一级标准。 关键词： 果汁废水，ic 反应器，接触氧化池，工程设计 abstract juice wastewater comes from the processes of washing

3、, 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 carb

4、ohydrate in juice wastewater is fructose, glucose, sucrose, the proportion of the three is 2:1:1 there are lots of organic acids in wastewater and the water has their characteristics in different section of producing. even if in the same section, water quality would have significant differences beca

5、use of different products. this article introduces the course and design planning of using ic（internal circulation）reactor, collaborating with biological contact oxidation process. and it gives a detailed description of the main structures, the icpool and biological contact oxidation process pool. u

6、sing 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 simpler, but also save costs. while reducing the concentration ,we can recycle the g

7、as to be emerge in the course .so it can offer references for me to make further discussion on the effectiveness of resource-based processing technology. the quality parameters of design water are as follows: cod 5000mg/l, bod5 2500mg/l, ss 500mg/l, ph 6-9. the results of the operation show the qual

8、ity parameters of the effluent water after the treatment are as follows: cod 100mg/l, bo 5 d20mg/l, ss 70mg/l, and ph 6-9. indicating that the quality of the effluent water meets the requirements of the standard of class 1 in integrated wastewater discharge standard (gb89781996). key words: syrup wa

9、stewater, water treatment, ic reactor, biological contact oxidation tank，engineering design。 江西理工大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 1 目录 第一章综 述.4 1.1 设计依据和任务.4 1.1.1 设计题目.4 1.1.2 主要内容和要求：.4 1.1.3 主要（技术）要求：.4 1.2 果汁废水特点、研究背景与意义. 5 1.2.1 果汁废水特点.5 1.2.2 研究背景与意义.6 1.3 国内外果汁行业研究现状及发展趋势：.7 1.4 设计原则及要求.9 1.4.1 设计原则.9 1.

10、4.2 设计范围.10 1.4.3 原则内容.10 1.4.4 设计工作量.10 第二章工艺路线的确定及选择依据.11 2.1 处理方法比较.11 2.1.1 水解酸化工艺.11 2.1.2 uasb 工艺. 11 2.1.3 好氧处理工艺.12 江西理工大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 2 2.1.4 膜反应器.13 2.1.5 水解好氧处理工艺.13 2.1.6 厌氧好氧联合处理技术.13 2.2 不同处理系统的技术经济分析. 14 2.3 工艺的确定.14 第三章工艺流程设计计算.16 3.1 设计流量的计算.16 3.2 物料衡算.16 3.3 设备设计计算.17 3.3.1

11、格栅.17 3.3.2 集水池的设计计算.21 3.3.3 选泵.21 3.3.4 调节池的设计计算.22 3.3.5ic 池的设计计算.26 3.3.6 接触氧化池的设计计算.33 3.3.7 二沉池的设计计算.41 3.3.8 污泥浓缩池的设计计算.44 3.3.9 集泥井设计.46 3.3.10 污泥脱水间.47 第四章污水厂平面布置.48 4.1 布置得一般原则：.48 4.2 厂区平面布置形式.49 江西理工大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 3 第五章污水处理厂高程布置.50 5.1 高程布置的原则.50 5.1.1 高程布置时应考虑的因素.50 5.1.2 计算内容.51

12、5.1.3 污泥处理高程计算内容：.51 5.1.4 计算方法.51 5.2 管渠水力计算：.52 5.3 构筑物水头损失.53 5.4 污泥水力损失的计算.54 5.5 污泥高程布置.55 第六章经济估算范围及编制依据.56 6.1 估算范围.56 6.2 编制依据.56 6.3 处理工程主要设备.57 6.4 土建部分.57 6.5 工程总基建费.58 6.6 运行部分费用.58 第七章 参考文献.60 第八章致谢.61 附录：文献翻译.62 _toc294686668 _toc294686670 江西理工大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 4 第一章综 述 1.1 设计依据和任务

13、1.1.1 设计题目 800立方米/天果汁厂废水处理工程设计 设计基础资料： 表 1.1废水水质及排放标准 项目codcr(mg/l)bod5(mg/l)ss(mg/l)ph 原水5000250050078 排放标准100207069 该厂位于南方某地，气候温润，地质条件良好，供电供水方便，出水直接排 入污水厂边的河流中。 1.1.2 主要内容和要求： 本设计以果汁工业废水中的 cod、bod、ss、ph 等为处理对象。 某天然果汁厂废水主要来源于洗果排放水、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。 1、污水处理方案的论证。

14、包括污水处理基本工艺路线的确定，污水处理工 艺流程论证和主要处理构筑物的选型。应尽量采用新工艺、新技术。论证主要进 行技术比较也适当进行经济比较。 2、污水处理（和污泥处理）工艺设计计算。 3、本设计总体布置图和某些构筑物施工设计图 4、经济估算。包括投资估算和运行费用及劳动定员的计算。 1.1.3 主要（技术）要求： 相关外文翻译 1 篇；文献综述 1 篇；设计报告书（含设计说明书、计算书与 江西理工大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 5 图纸） 。 1、进行该废水处理工程的设计，达到施工图设计要求； 2、排放要求：达到污水综合排放标准（gb8978-1996）一级标准规定 的排放要求

15、； 3、设计图纸应包括： 工艺流程图：各构筑物用相似图形表示； 总平面布置图：安排好工作区、生活区和办公区的相对位置关系；根据流 程的前后关系合理布置处理构筑物； 系统管道联系图：在总平面布置图的基础上将水、气、固流体管道用不同 的线型表示出来； 主体构筑物图：选取有流程中代表意义的主体构筑物进行图纸的绘制，要 求画双线图，细节表示清楚。 1.2 果汁废水特点、研究背景与意义 1.2.1 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

16、水。 2、主要废水水质描述 1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。 3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 处理后出水后可引入污水站系统，进行集中处理。 4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

17、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。 5 5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， 江西理工大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 6 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。 6 6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。 表 1.2废水中污染物浓度 有机物浓度有机物

18、浓度高，一般情况下 cod5000mg/l，bod2000mg/l ss（悬浮物）含有大量的果渣、果肉、果屑等物质，一般情况下 ss1000mg/l 黏性含有果胶等胶体，废水黏性大 水质、水量变化由于加工品种及产量经常变化，导致排放不均匀、水质水量变化 大，cod 变化值高时可达 2000-3000mg/l，ss 变化值可达 1000-2000mg/l。 水温20-25 摄氏度 1.2.2 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。

19、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。 饮料工业作为食品行业的新型发展方向， 是我国食品工业中发展最快的行业 之一。1980 年我国饮料总产量不足 30 万吨，1990 年猛增到 330 万吨，到 1997 年，总产量已达 1069 万吨。品种也由单一的汽水发展成为包括碳酸饮料、啤酒 及果汁饮料、蔬菜汁及蔬菜汁饮料、含乳饮料、植物蛋白饮料、瓶装饮用水

20、、固 体饮料、茶饮料和特殊用途饮料等在内的十大类。其中碳酸饮料、瓶装饮用水和 果蔬汁饮料己形成三个最大的门类，而茶饮料和特殊用途饮料也正在迅速发展。 其中，果蔬汁是指以新鲜水果或蔬菜(少数采用干果)为原料用压榨或其他方 法取得的汁液。果蔬汁不仅可以直接饮用，而且可以配制各种调配饮料，还可以 作为其他食品的原料。果蔬汁饮料始于 19 世纪末 20 世纪初，而工业化生产还是 在 20 世纪末。果蔬汁的生产发展很快，目前果蔬汁已逐渐成为许多国家的主要 饮料，因其对人体健康大有稗益，将成为世界饮料工业的发展方向。 江西理工大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 7 在饮料工业上规模上档次的同时， 由

21、此而产生的废水及其对环境的污染也逐 渐为人们所重视。饮料生产为典型的间歇生产，生产废水水质水量不稳定，结废 水的处理带来了一定的困难。 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。 食品工业废水本身无毒性,但含有大量可降解的有机物,废水若不经过处理排 入水体会消耗水

22、中大量的溶解氧,造成水体缺氧,使鱼类和水生生物死亡。废水中 的悬浮物沉入河底在厌氧条件下分解,产生臭水恶化水质,污染环境。若将废水引 入农田进行灌溉,会影响农产品的食用,并污染地下水源。废水中夹带的动物排泄 物,含有虫卵和致病菌,将导致疾病传播,直接危害人畜健康。 1.3 国内外果汁行业研究现状及发展趋势： 我国正在逐渐成为世界果汁生产大国。果汁加工厂每加工 1 吨原材料，就产 生大量的废水，果汁废水的排放和对环境的污染已成为突出问题，引起了各有关 部门的重视。因此解决果汁废水的污染问题势在必行。 浓缩果汁生产废水属高浓度有机废水，具有固体杂质多，有机物含量高， bod、 cod 值高、水质变

23、化大等特点，如不处理就直接排放，将会对天然水体 造成严重污染。 目前， 我国一般采用物化+生化处理的方法对果汁废水进行处理。 由于果汁产业是近年新兴工业， 果汁废水处理的研究相对于啤酒废水、 酒精废水、 淀粉废水等其它高浓度有机废水处理的研究来说有些滞后， 相关的研究报道和工 程实例也较少，已有工艺大多仿照其它高浓度有机废水的处理工艺设计。 “七五” 以来， 我国对高浓度有机废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，特别 是轻工业系统的设计院和科研单位， 对高浓度果汁废水的处理进行了各方面的试 验、研究和实践，取得了行之有效的成功经验，逐渐形成了以生化为主、生化与 物化相结合的处理工艺。生化

24、法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧与好氧 相结合法、水解酸化与 sbr 相组合等各种处理工艺。这些处理方法与工艺各有 其特点和不足之处，但各自都有较为成功的经验。目前还有不少新的处理方法和 工艺优化组合正在试验和研究，有的已取得了理想的成效，不久将应用于实践。 国外已将许多先进的生物处理技术应用于果汁废水的处理，如：应用升流式 厌氧污泥反应器(uasb)、升流式厌氧滤池、中温、高温厌氧过滤器、生物转盘 江西理工大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 8 反应器(rbc)等先进的生化处理系统对果汁废水进行处理，已取得了显著的成果。 在德国，采用厌氧消化系统处理果汁加工厂的废水，整个处理流程

25、由一个粗滤系 统(去除果皮、砂子等沉淀物)、两个缓冲池(调节 ph、氮、磷等营养物)、一个升 流式污泥床反应器以及一个好氧池组成。在升流式污泥床反应器(uasb)中，梭 状芽胞杆菌、芽胞杆菌、葡萄球菌等微生物能将废水中的有机污染物最终降解为 甲烷及二氧化碳气体，使废水得到净化。经厌氧消化后，果汁废水中的 cod 被 降解到一定程度，再经好氧池进一步降解，就可以使废水达到排放指标。厌氧阶 段产生的沼气可作为能源使用，消化的污泥可用做肥料。当今世界能源短缺，这 种可再生性的能源己引起人们的普遍关注。系统中 uasb 反应器的有机负荷 cod 为 1017kg/d,cod 去除率达 80%90%。

26、目前，由于果汁废水所带来的环境污染日趋严重，国内许多科研单位都把研 究目光投向了果汁废水的处理研究，并取得了一定的成效。果汁废水中大多数的 有机物可进行生化降解，废水的生化性好，有机物在微生物作用下，最终降解为 和及微生物原生质等。另外生化处理工艺比较经济，所以目前国内果汁废水处理 的主体仍是生化处理法，生化处理一般采用厌氧+好氧组合工艺。近几年的果汁 废水处理工程实例主要有：林晓葱等利用 sbr 工艺处理果汁灌装生产废水，使 出水达到广东省地方标准 水污染物排放限值 (db44262001)二时段一级标 准，水质稳定；郑志伟等采用水解酸化一 sbr 工艺对浓缩果汁生产废水处理进 行了试验研究

27、，当进水 cod 浓度为 35005000 mgl，ph 为 6575，在 水解酸化池水力停留时间为 8 h，sbr 反应池 mlss 浓度 35004000 mgl， 进水 15 min，曝气 7 h，沉淀 1 h，出水 15min 的条件下，出水 cod 去除率保持 在 97以七，ss 去除率达 93以上；刘子俊采用 eic+uasb+接触氧化工艺处 理果汁废水。处理后出水水质：cod 为 58 mgl，ss 为 16 mgl，nh3 一 n 为 2.65 mgl，bod5 为 13.5 mgl，tp 为 0.2 mgl，均低于污水综合排 放标准(gb8978 一 1996)中的一级标准。

28、该系统容易控制、运行稳定且产生污 泥量少。周焕祥等利用 uasb 一接触氧化工艺处理果汁废水，最终出水达到污 水综合排放标准(gb8978 一 1996)中的一级标准。 目前一般使用的污水处理技术处理高浓度有机废水存在一定的局限性, 因 此必须用综合治理的理念既要大力发展处理技术, 还要从源头防治, 以减轻污染。 今后, 新工艺的开发和探索将是高浓度有机废水处理的一个重要问题。以下 3 个 方向将在今后的污水处理中起到重要的作用: 一是几种处理技术的联用。如先用絮凝、微电解、电化学催化氧化等技术 破坏水中难降解的有机物, 提高有机废水的可生化性, 再交叉耦合生化方法, 如 sbr 工艺、a/o

29、 工艺等对废水进行深度处理。 二是由于废水成分复杂, 单元处理装置难以达到处理要求的特点, 发展具有 江西理工大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 9 高效能、多功能、设备小型化更便于操作的组合处理装置。 三是开发新工艺、新产品, 以满足越来越严格的环保要求, 适应环保发展的 需要。 1.4 设计原则及要求 1.4.1 设计原则 1、遵循满足当前、适当兼顾长远的设计原则，在设计处理规模中考虑一定 的富余，以果汁厂发展的需要污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设 的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的 情况下，设计时应为以后的发展留有挖潜和扩建的条件。

30、2、污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要， 尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术。采用高效可靠、操作管理简便、运行 成本低廉、维护维修方便的工艺技术和设备。 3、污水处理设备在运行中具有较大的灵活性和可调节性，以适应水量水质 的变化。 4、采用符合国情的简易自动控制技术，成本低廉，尽最大可能的减少操作 工人的劳动强度。 5、污水处理厂设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后， 总体布置、 单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理 费用，充分考虑企业的实际情况，积极稳妥地采用先进技术，使工程的设计、施 工、运行管理都能够达到预期的效果。 6、

31、污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真 研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全 面地分析各种因素， 选择好各项设计数据， 在设计中一定要遵守现行的设计规范， 保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态 度。 工程设计选用质量稳定、 性能可靠的设备， 满足业主的要求， 达到排放标准。 7、执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。 8、要确保安全可靠。污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置放 空管、超越管线、沼气的安全储存等。 9、要符合适用的要求。首先确保污水厂处理后达到排放标准。考虑现

32、实的 技术和经济条件，以及当地的具体情况(如施工条件)，在可能的基础上，选择的 处理工艺流程、构(建)筑物型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地 满足污水厂功能的实现，使处理后污水符合水质要求。 江西理工大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 10 1.4.2 设计范围 污水处理工程的工艺、 建筑、 结构、 电气、 自控及污水站内辅助设施等设计。 本设计范围包括处理站内所有设备及安装、构筑物、管线、电气、控制、照 明等。 1.4.3 原则内容 污水处理厂工艺设计流程设计说明一般包括以下内容: 1、据城市或企业的总体规划或现状与设计方案选择处理厂厂址； 2、处理厂工艺流程设计说明； 3

33、、处理构筑物型式选型说明； 4、处理构筑物或设施的设计计算； 5、主要辅助构筑物设计计算； 6、主要设备设计计算选择； 7、污水厂总体布置(平面或竖向)及厂区道路、绿化和管线综合布置； 8、处理构筑物、主要辅助构筑物、非标设备设计图绘制； 9、编制主要设备材料表。 1.4.4 设计工作量 1、设计说明书一份。 设计概述、设计范围、设计任务与资料 污水水量与水质的计算、排水方案与处理方案的选择 污水厂污水管道平面布置、污水处理厂平面与高程布置 泵站设计计算与污水管道水力计算 污水处理厂工艺流程及各单体构筑物设计计算 经济技术核算。 2、初步设计图纸。 包括污水厂平面布置图、工艺高程图、污水总泵站

34、布置图、各主要单元处理 工艺的设计图纸等。 江西理工大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 11 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： 常采用厌氧+好氧的组合工艺，如水解酸化十接触氧化，uasb 十接触氧化， 水解酸化+uasb+接触氧化、eic+uasb+接触氧化工艺、ic+接触氧化工艺等， 现将各种工艺作如下比较和说明。 2.1.1 水解酸化工艺 水解酸化处理工艺是通过兼氧菌胞外酶的水解酸化作用， 将不溶性大分子有 机物分解为可直接进入微生物细

35、胞体内的可溶性小分子有机物， 使得处理后出水 变得更易于被好氧菌降解。水解酸化对 cod、ss 都有较高的去除率，且抗冲击 负荷能力强，常温下运行，运行费用低。 水解工艺着眼于整个系统的处理效率和经济效益， 放弃了厌氧反应中的甲烷 发酵阶段，利用厌氧反应中的水解和产酸作用，使得污水、污泥一次得到处理。 在整个过程中，因大量悬浮物水解成可溶物质，大分子降解为小分子，因此工艺 中有一系列不同于传统工艺流程的特点: 1、对于有机污染物有相对高的去除率，cod 平均去除率为 40%-50%，而悬 浮性 cod 去除率更高为 80%，对于悬浮物去除率高，出水 ss 低于 50mg/l。这 些因素对于各种

36、后处理是非常有利的。如果用活性污泥法后处理，由于有机物的 绝对数量减少了 50%， 则从理论上讲与传统活性污泥相比， 停留时间和曝气量都 可减少 50%。 2、污水经水解反应后，出水 cod 值有所提高，说明废水的可生化性提高 了。经水解后，溶解有机物的比例发生了很大的变化，水解后出水溶解性比例提 高了一倍。而一般经初沉后出水溶解性 cod 与 bod 的比例变化较小。 3、在大分子和不溶性物质分解的同时，污泥也发生了分解。水解反应器的 污水和污泥可以同时得到处理。因此可以节约一定的基建投资和电耗。需要说明 的是， 水解酸化-好氧土艺中的水解过程与好氧 aao, ab 工艺中的 a 段水解过程

37、 存在较大区别。首先是菌群不同。其次是反应器中的污泥浓度不同。以上差别造 成了水解工艺是完全的水解，而后者仅仅发生部分水解。 2.1.2 uasb 工艺 江西理工大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 12 1、uasb 是升流式厌氧污泥床反应器(up flow anaerobic sludge blanket)的 英文简称。它运行的三个重要前提是:反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥和 絮状污泥；有产气和进水的均匀分布所形成的良好自然搅拌作用；设计合理的三 相分离器，使得沉淀性能良好的污泥能保留在反应器中。 三相分离器是 uasb 反应器最有特点和最重要的装置，它同时具有两个功 能:收集从分

38、离器下来的消化区产生的沼气；使得分离器上的悬浮物沉淀下来。 进水系统兼有配水和水力搅拌的作用，为了保证这两个功能的实现，需满足如下 原则:进水装置的设计使分配各点的流量相同，确保单位面积的进水量基本相同， 防止发生短路等现象；很容易观察到进水管的堵塞，当堵塞发现后，必须很容易 被清除； 尽可能的满足污泥床水力搅拌的需要， 保证进水有机物与污泥迅速混合， 防止局部产生酸化现象。 uasb 工艺的优点是:运转简单， 适应高或低浓度的废水， 可能有极高的 cod 容积负荷；其缺点在于:解决运转问题需要技巧，不适于废水具有高 ss 的情况。 内循环厌氧反应器(internal circulation，

39、ic)是第 3 代高效厌氧反应器。ic 反 应器是在 uasb 反应器的基础上发展起来的。与 uasb 反应器相比，它具有处 理容量高、投资少、占地省、运行稳定等优点，因而受到各国水处理工作者的瞩 目， 被称为目前世界上处理效能最高的厌氧产甲烷反应器。适合处理高浓度的有 机废水，产生沼气。 2.1.3 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

40、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。 生物接触氧化法是生物膜法中的一种典型工艺，生物膜法是使细菌、菌类等 微生物和原生动物、后生生物等微型动物在滤料或某些载体上生长繁育，形成膜 状生物污泥生物膜。通过废水与生物膜接触，生物膜上的微生物摄取水中的 有机物作为营养，从而使废水得到净化。从生物接触氧化工艺的特性而言，该法 对废水水质、水量的变动具有较强的适应性，这已为多数工程实例所证实；在低 温条件下，生物接触氧化法仍能保持较为良好的净化功能；而对低浓度的有机废 水，该法也能够取得较好的处理效果。并具有动力费用低，污泥产量少、运行管 理简单

41、等优点。鉴于以上优点，生物接触氧化在果汁废水处理中得到了广泛的应 江西理工大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 13 用。 2.1.4 膜反应器 膜生物反应器(mbr)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水 处理技术，主要有超过滤和反渗透方法。mbr 法的基本原理是：通过膜分离装 置代替普通活性污泥法中的二沉池，不仅能高效的进行固液分离，取得处理效果 较好的出水水质； 而且膜的截留作用有利于提高反应器内的微生物浓度， 从而提高了容积负荷， 节约了占地面积。与传统的生化处理技术相比，mbr 具有以下主要特点：处理 效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单

42、。 但膜技术需要专用设备，投资高，且膜易结垢堵塞，使用寿命也不长，尚不能得 到广泛应用。 2.1.5 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

43、好氧处理经济一些。 2.1.6 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、ic 等，uasb 反应器与其他反应 器相比有以下优点： 沉降性

44、能良好，不设沉淀池，无需污泥回流 不填载体，构造简单节省造价 江西理工大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 14 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 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。 2.2 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 2.1。 表 2.1 不同处理方法的技术、经济特点比较 处理方法主要技术、经济特点 好 氧 工 艺 生物接触氧化 法 采用两级接触氧化工艺， 可防止高糖含量废水引起污泥

45、膨胀 现象 氧化沟工艺简单，运行管理方便，出水水质好，但污泥浓度高，污 水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求 高 sbr 法占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化 程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。 厌氧 好氧 工艺 水解好氧技 术 节能效果显著， 且 bod/cod 值增大， 废水的可生化性能增 加，可缩短总水力停留时间，提高处理效率，剩余污泥量少 厌氧好氧技术技术上先进可行，投资小，运行成本低，效果好，可回收能 源，产出颗粒污泥产品，有一定收益； 从表中可以看出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

46、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。厌氧好氧联合处理在高浓度有机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。 2.3 工艺的确定 综合以上各工艺优点，我选用了预处理/内循环厌氧反应器(ic)/生物接触氧 化工艺，工艺流程如图 2.1 所示。 江西理工大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 15 格栅 出水 图 2.1 工艺流程图 此工艺的主要特点是： 1、易沉降的 ss 在初次沉淀池中沉淀,降低了进入 ic 的 ss 浓度； 2、ic 系统的进水不需要调节 ph 值，不用气浮机进行预处理，可节约大量 的加药费用； 3、提高了厌氧段 cod 去除率，增加了沼气产量，减小了厌