1、致 谢设 计 总 说 明酒店餐饮废水是一种含有浮油、乳化油和食物残渣等的液体。通过对酒店废水的排放源进行调查发现：餐饮废水主要来源于食品的准备、餐具的洗涤、食物残余的渗沥液等。本设计秉承工艺简单、处理效率高、运行费用低等原则，针对餐饮废水含油量较高，有机物较多的特点，筛选出以生物接触氧化为核心，隔油、气浮为辅的处理工艺。即先采用“隔油混凝气浮”工艺，彻底有效地去除餐饮废水中的油类，再采用“两段式生物接触氧化池+接触沉淀池”工艺，能去除废水中绝大部分的污染物，使废水达标，然后经消毒池消毒后便可排放。废水经本工艺设计处理后，出水水质指标达到污水综合排放标准（GB897896）一级排放标准。本设计的
2、主要内容包括餐饮废水的来源，水质水量，方案选择，工艺流程及主要构筑物的设计计算和设备选型等。关键词：餐饮废水，隔油，气浮，生物接触氧化，接触沉淀池General Specification of The Design Restaurant wastewater containing oil slicks，emulsified oil ，food debris，and other liquids. The restaurant wastewater source investigation shows that: catering waste water comes mainly from fo
3、od preparation, washing utensils, food remnants of the leachate, and so on. My design uphold the principle of simple process to deal with high efficiency and low operating costs. Catering for high oil and Organic matter in restaurant wastewater,I filter out exposure to biological oxidation as the co
4、re, auxiliary with oil separation and floatation. That the first use of oil separation+ coagulation flotation process, the effective and complete removal of food waste water in the oil, then use the two-step biological contact oxidation tank+contact depositing tank process,to remove most of wastewat
5、er Of pollutants, so that the wastewater achieve the emission standard, and then the wastewater will be disinfected after discharge. After dealing whit this technology,the quality of restaurant wastewater will achieve the standard of wastewater discharge standards(GB8978-96)The design mainly includi
6、ng the source of restaurant wastewater,quality and quantity of water,programme selection,process,the main structures and equipment selection, and so on.Key words: Restaurant wastewater, Oil Separation, Floatation, Biological contact oxidation, Contact depositing tank目录1 绪论11.1 工程背景11.1.1 餐饮废水的来源及特点1
7、1.1.2 餐饮废水的危害22 设计依据52.1 设计任务52.2 设计的基本资料52.2.1 废水进水水质52.2.2 出水要求达到水质52.3 主要涉及规范和标准52.4 设计原则53 厂址的选择及说明74 国内外的餐饮废水处理工艺94.1 物理化学法94.1.1 混凝法94.1.2 粗粒化法104.1.3 破乳法104.1.4 磁吸附分离法104.2 电化学法114.2.1 电凝聚法114.2.2 微电解电解法114.2.3 脉冲电絮凝法124.3 生物法124.3.1 SBR法124.3.2 磁粉强化活性污泥法(MPIAS)134.3.3 接触氧化法134.3.4 MBR法134.3.
8、5 生物降解法144.3.6 AOS法144.4 膜生物反应技术145方案选择175.1 方案选择的原则175.2 方案的比较与确定175.2.1 污水处理流程185.2.2 工艺流程说明195.2.3 处理工艺特点195.2.4 废水处理效率206相关设备及构筑物设计计算216.1 格栅216.1.1 设计说明216.1.2计算216.2 平流式隔油池226.2.1 设计说明226.2.2 计算236.3 调节池236.3.1 设计说明236.3.2 计算236.4 污水提升泵房246.4.1 设计说明246.4.2 提升泵设计选型246.4.3 提升泵房246.5 平流式气浮池256.5.
9、1 设计说明256.5.2 计算256.6 生物接触氧化池286.6.1 设计说明286.6.2 计算286.7 接触沉淀池316.7.1 设计说明316.7.2 计算326.8 消毒池356.8.1 设计说明356.8.2 计算366.8 污泥处理系统376.8.1 污泥池浓缩池376.8.2 污泥脱水设备387污水处理站的平面布置和高程布置417.1污水处理站平面布置417.2污水处理站高程布置417.2.1布置原则417.2.2布置结果428工程概算438.1土建工程概算表438.2设备、材料概算表448.3工程总投资449运行费用估算459.1电费(M1)459.2药剂费(M2)459
10、.3人员工资(M3)459.4总运行费用M(不考虑折旧费)4510图纸47总结49参考文献51致谢53III1 绪 论1.1 工程背景1.1.1 餐饮废水的来源及特点改革开放以来，随着社会经济的迅猛发展，现在随着各类服务性营业网点的迅速建立，油脂及其制品用量也与日俱增，由此产生的各类污水排放也日渐增多，尤其是各类饮食场所的污水。城市中各种大型餐厅、高级酒店每天都要排出大量含有油脂（包括动植物油）的废水，未经处理就直接排放到地表水体，对环境造成的威胁已不容忽视1。就以广州市为例，该市目前有大大小小的餐馆、饭店约2.57万家，每天因洗涤菜肴、碗盆所排放的废水超过12万吨。监测表明，这类污水平均每吨
11、含有浓度油、悬浮物等污染物约1.85公斤。由此推算，每年随餐饮废水排出的各类污染物就达8万多吨。这些未经处理净化的餐饮污水通过地下沟系等流入珠江等河道，造成的污染可想而知。餐饮污水中的悬浮杂质可分为两类:一类是以高分子脂类及其衍生物为主的油类，另一类是以不溶性蛋白、纤维质、淀粉质态的非溶解性有机物形式存在的饭菜碎粒。1996年，据有关部门对广州市区100家餐饮单位总排放口的废水进行取样调查，其调查结果表明：餐饮类废水与一般生活污水相比，除NH3-N浓度较低外，其他污染物浓度均比生活污水高，尤其是动植物油浓度比一般生活污水的浓度高得多2。由于上述餐饮单位的厨房大多布置拥挤，可利用空间极其有限，对
12、污水处理设备的要求极为苛刻。事实上，处理设备占地0.25平方以内尚可接受，占地1平方时已只限于较大型和正规的厨房选用，大于这一占地面积的设备则难以适应要求。由于尺寸限制，污水在设备内的停留时间一般不能超过20min。而且，采用由管道输送集中处理也不可行，因为污水悬浮物含量过高导致沉积物阻塞管道。因此，只能寻求某种高效的处理方法，通过大幅度降低有机物的含量来达到规定的出水标准。餐饮废水指的是由餐饮业排放的未经处理的废水，其主要成分是剩余食物和水，以淀粉类、食物纤维类、动物脂肪类等有机物为主要成分，具有营养成分高、含水率高、油脂和盐分含量高、易腐发酵发臭等特点3。主要来源于食品的准备、餐具的洗涤、
13、食物残余的渗沥液等。由于餐饮业的特征，餐饮废水具有排放分散水质波动大等特点。食物准备阶段产生的废水，主要包含肉食品准备的动物油脂、泥沙等；餐具的洗涤废水包含大量的洗涤剂以及动植物油脂等；食物残余产生的渗沥液是一种典型的高浓度有机废水，其COD质量浓度高达56万mg/L，同时由于就餐人员的复杂性。还存在病毒污染。总体上，餐饮废水的污染特征主要体现为高浓度的有机污染据资料报道餐饮废水排放量约占城市生活污水排放量的3，但其BOD和COD的污染负荷却占总负荷的l/32。可见，餐饮废水已经成为城市的主要高浓度污染源之一，对城市周围水体污染以及城市污水处理厂的负荷增加具有相当大的影响。餐饮业的发展在丰富人
14、民生活的同时，一系列环境问题也随之产生了。具体来讲，餐饮业形成的环境影响有：噪声、油烟、餐饮废弃物、高浓度餐饮废水的排放等。目前，有关餐饮业的噪声扰民、油烟排放对周边居民的直接影响以及纠纷频发，得到了餐饮业主的普遍重视。均相应地采取了一定的处理措施相比之下，餐饮废水的达标排放工作相对滞后。大量的餐饮废水直接排入城市下水管网，造成了较严重的环境污染4。可见餐饮废水是高浓度污染源，是城市周围水体受污染的主要原因之一。随着城市环境管理水平的提高及排放标准的严格，餐饮废水排放前要达到污水排人城市下水道水质标准，否则面临超标罚款和搬离市中心的危险。因此，餐饮废水的治理达标排放具有重要的现实意义。1.1.
15、2 餐饮废水的危害这些含油废水如果直接排放到水体中去，会使水体的感观性状（色、味）发生改变，不仅影响水体的使用价值，而且会危害水资源和人类健康。具体说来，有以下几种危害：1、恶化水质，危害水产资源流失到水体中的可浮油，极易扩散形成油膜。有资料表明，4.5ml的油可形成厚度为2.810-4mm，面积为2.0104m2的油膜。这些油膜覆盖在水体表面，阻碍了大气复氧，截断了水体中氧的来源。同时，混溶在水体中的乳化油和溶解油，由于好氧微生物的作用，在逐渐分解过程中又消耗了水中的溶解氧。资料显示1mg油氧化时约需34mg氧。因此能使水体形成严重的缺氧状态，水体变黑变臭，水生生物缺氧，甚至窒息死亡。此 外
16、，油类分解为CO2和H2O，严重时，由于水体中二氧化碳浓度增高，使得水体ph值降低到正常范围以下，从而导致鱼类和水生生物不能生存。每年由于各种各样的原因，油类对水生生物造成的危害达数亿美元。而近年50来，由于油类的污染，内海生物灭绝超过1000种，近年20海洋生物减少了20。2、影响农作物生长含油废水流失到土壤中，由于土层对油污的吸附和过滤截留作用，会在土壤孔隙间形成油膜。从而隔绝了空气透人，阻碍土壤微生物的增殖，破坏土层团粒结构，使土壤抽质化。同时，油珠粘附在农作物的根部、茎部，直接影响作物对养分的吸收，造成农作物减产或死亡。而油类中一些有毒有害物质也可能被农作物吸收，残留或富集在植物体内，
17、既影响作物的品质，又可能最终危害人体健康。3、危害人体健康矿物油类及其分解产物中，存在着多种有毒有害物质。这些物质在水体中被水生生物摄取、吸收、富集，可造成水生生物畸形。而分散在水体中的油珠还可能被水生生物粘附或吸附，最终通过食物链的作用进人人体，使胃、肠、肝、肾等组织发生病变，直接危害人体健康4。4、影响自然景观漂浮在水面的油膜对光折射后，会形成七色彩虹颜色，以及因其导致水体缺氧而产生的恶臭，都能极大程度地降低水体的审美价值。即使混溶在水体中的乳化油，也能相互聚集形成油一湿团块，或粘附在水体中的固体漂浮物上，形成所谓的油疙瘩。这些油疙瘩聚集在沿岸、码头、风景区，形成大片黑褐色的固体块、使自然
18、景观遭到破坏。5、污染大气油类在水体中以油膜形式漂俘在水面，表面积极大，在各种自然因素作用下，其中一部分组分和分解产物会挥发进人大气，污染和毒化水体上空和周围的大气环境。由于扩散和风力的作用，可以使污染范围扩大。6、影响市排水管网过水能力，加大管网清淤管理费用排污水中的油脂容易凝结在管道内壁，形成厚厚的油脂层（特别是在冬季），使管道过水能力减小，甚至堵塞2。油脂堵塞的管道清通非常困难，甚至用高温碱水冲刷也无济于事。7、其它危害由于水流流动、大雨及其它因素，含油废水以及被其污染水域中的油分可以转移到未污染的水域，造成更大面积的污染，甚至威胁到饮用水水源，严重污染的水面甚至有可能会发生火灾。由渗水
19、作用以及地下水的流动，含油废水还可能会影响地下水的水质。32 设 计 依 据2.1 设计任务在查阅文献，分析国内外餐饮废水的处理技术状况和面临问题的基础上，根据本课题所提供的水量和水质状况设计一套处理效果好、处理费用低，性能稳定处理工艺。2.2 设计的基本资料2.2.1 废水进水水质COD 800mg/l，BOD5 450 mg/l，SS 350 mg/l，NH3-N 40 mg/l，油类200 mg/l，pH 6-9。2.2.2 出水要求达到水质废水经处理系统处理后，出水水质指标要求达到污水综合排放标准（GB897896）一级排放标准的限值，COD 100 mg/l，BOD5 20 mg/l
20、，SS 70 mg/l，NH3-N 15mg/l，油脂10 mg/l，pH 6-9。2.3 主要涉及规范和标准1、城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（GJ 31-89）；2、生物接触氧化法设计规程（CECS 128-2001）；3、环境工程手册及有关国家设计标准及规定；4、污水综合排放标准（GB897896）；5、室外排水设计规范（GBJ14-87）；6、给排水制图标准（GB/T 50106-2001）。2.4 设计原则1、本设计方案严格执行国家有关环境保护的各项规定，废水处理后必须确保各项出水水质指标均达到城市废水排放要求；2、针对本工程的具体情况和特点，采用成熟可靠的处理工艺和设备，
21、尽量采用新技术、新材料，实用性与先进性兼顾,以实用可靠为主；3、处理系统运行应有较大的灵活性和调节余地，以适应水质、水量变化；4、管理、运行、维修方便，尽量考虑操作自动化，减少劳动强度；5、在不影响处理效果的前提下，充分利用原有的构筑物和设施，节省工程费用，减少占地面积和运行费；6、降低噪声，改善废水处理站及周围环境；7、本处理工艺流程要求耐冲击负荷，有可靠的运行稳定性。413 厂址的选择及说明污水厂厂址选择应根据选项条件和要求综合考虑，选出适用可靠、管道系统优化、工程造价低、施工及管理条件的厂址。应考虑以下几方面：1、应符合城市或企业现状和规划对厂址的要求；2、应与选定的污水处理工艺相适应；
22、3、厂址选择，应尽量做到少占农田和不占良田，选择在有扩建条件的地方，为今后发展留有余地；4、厂址必须位于给水水源下游，并应设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主风向的下风向，为保证卫生要求，厂址应与城镇、厂区、生活区及农村居民点保持约300m以上的距离，但也不宜太远；5、厂址应在工程地质条件较好的地方，在有抗震要求的地区还应考虑地震、地质条件；6、厂址应尽量靠近供电电源，以利安全运行和降低输电线路费用；7、当地处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，厂址应考虑与用户靠近，或方便运输，当处理水排放时，应与受纳水体靠近；8、要充分利用地形优势。4 国内外的餐饮废水处理工艺餐饮废水经过预处理后，
23、仍具有高有机物、高SS的特点。国内外学者研究了很多对餐饮废水具有针对性的处理方法，这些方法大致可以分为物理化学法、电化学法、生物法。这三种方法的侧重点不同，生物法主要是去除废水中的高浓度有机物质，物理化学法及电化学法主要是去除废水中高浓度的各种油份。4.1 物理化学法餐饮废水中的污染物主要以胶体和悬浮物的形态存在，其主要成分为淀粉、蛋白质、动植物油脂、洗涤剂等。物理化学法中的混凝、气浮等方法正适合去除水体中的胶体和悬浮物，加之物化法流程短、设备简单、占地面积小，所以该法在餐饮废水的处理上应用相当广泛。2 4.1.1 混凝法 当废水中加入混凝剂时，通过压缩双电层、电性中和，吸附架桥、网捕卷扫等共
24、同作用，使胶体和悬浮粒子脱稳凝聚，在重力作用下沉降，与水体分离，进而去除污染物。混凝法的关键在于选择一种高效、廉价的混凝剂。目前对混凝剂的研究主要集中在复配混凝剂和新型混凝剂的开发上。其典型处理工艺流程如下：张秀娟等2合混凝剂净水剂 DH3(无机和有机高分子化合物的复合物)处理餐饮废水，COD的去除率可达到83左右，经过深度处理(砂滤 、活性炭吸附、消毒)后出水水质可以达到国家排放标准乃至 回用标 准。尹艳华等 比较了单一絮凝剂和复合絮凝剂对餐饮废水的絮凝处理效果。结果表明，硫酸铝钾与聚丙烯酰胺复合使用 ，优于使用单一无机絮凝剂的处理效果。刘葵等6探讨了 PAC、PFS、PAM在单独和复合使用
25、时的混凝性能，得到了类似的结论。在混凝法中，混凝剂的用量是一个重要的操作参数，于金莲等。研究认为：决定混凝剂用量 的阶段主要为破乳阶段。破乳结束后，介质中的油、ss提供了絮凝的晶核，油、SS含量越大，混凝剂的用量越少。传统的混凝法处理效果不很稳定，有进一步改进的要求和余地。混凝磁分离法是在加入混凝剂的同时加入磁粉，使混凝过程得到强化，然后通过磁分离器，使混凝污泥分离除去，获得较磁分离法和普通混凝法更好的处理效果。该法不仅处理效果好，而且生成的磁性污泥致密、体积小、沉降速度快，还可进一步利用磁场加快分离沉降的速度。4.1.2 粗粒化法随着粗粒化技术用于含油废水的处理，特别是由同时具有亲油基团和亲
26、水基团的高分子材料制成的粗粒化床，具有良好的聚油性能和除油效果，使含油废水的处理效率大大提高。刘蓉7等采用H和w型改性聚丙烯纤维材料作为粗粒化床处理乳化食用油脂废水，H型比w型具有更好的除油效果，用H型改性聚丙烯纤维作为粗粒化材料处理实际餐饮废水的结果表明，采用粗粒化技术能有效降低餐饮废水中的含油量，并能大幅降低COD的浓度，有利于后续生化处理。4.1.3 破乳法针对餐饮业含油废水中，由于洗涤剂的使用使得含油废水中的油呈乳化状，一般油水处理设备难以进行油水分离，必须将乳化油进行破乳处理。破乳技术主要是利用阳离子性的聚合硫酸铁降低阴离子性洗涤剂的表面活性, 破坏乳化液油珠的水化膜，以及其双电层结
27、构使油析出，再利用絮凝剂将油珠凝聚从水中分离出来，同时聚合硫酸铁呈酸性，使乳化液中的脂肪酸皂转化为不溶于水的脂肪酸，减少水中表面活性物质，增加了破乳效果。然后用腐植酸钠、聚丙烯酰胺助凝，将经破乳后的油进一步凝聚，利用重力原理使油水分离84.1.4 磁吸附分离法广东工业大学曾胜、朱又春等9采用的磁吸附分离法处理厨房污水的工艺是借助于磁性物质作为载体，利用油珠的磁化效应，将磁性颗粒与含油废水相混合，使油分在磁性颗粒上粘附，然后再通过磁性分离装置，将磁性物质及其吸附的油留在磁场，从而达到与水分离的目的。4.2 电化学法电化学法是利用电流进行溶液氧化还原反应的过程，废水中的污染物质在阳极被氧化，在阴极
28、还原后，或与电极反应产物作用，转化成无害的成分，达到净化污水的目的2。用电化学法来处理餐饮废水，可以达到很好的处理效果，尤其是对有机物的去除效率高，而且该方法具有占地面积小、操作简单、管理方便、产泥量少耐冲击性强的优点。美中不足的是电耗大，随废水浓度的增加，耗电量也会明显增加，对仪器和设备也有定的腐蚀性。4.2.1 电凝聚法电解过程中阳极一般为可溶性金属Fe、Al等。阳极材料氧化生成金属离子溶于水中，与OH一结合成多核羟基配合物，从而对废水产生强烈的混凝作用。阴极则还原生成H2等气体，微小气泡粘附在絮凝体上，使其上浮而被去除同时电场对废水中的某些有机物具有直接的氧化去除作用。因此，电絮凝法的作
29、用机理是电解凝聚、电解气浮和电解氧化还原三者的有机结合2。Xueming Chen等10采用电凝聚法对高油脂含量、不同浓度COD、BOD、SS的餐饮废水进行了处理。对比发现，Al电极的综合性能优于Fe电极并认为处理效果与电负荷有关，与电流密度、电导率无关。张惠灵等同样利用该法对厨房废水进行处理，认为电流密度较低时，增加电流密度将提高COD去除率，只有当电流密度达到一定数值时其对COD去除率的影响才渐趋减弱。对于这两种截然相反的看法还有待于进一步验证电负荷与电流密度两者之问的关系。4.2.2 微电解电解法电凝聚法极板易积垢降低导电性。同时极化使电解电压上升，电流减小，处理效率下降而电耗上升，极板
30、使用寿命缩短林美强等提出了以微电解电解法克服单电凝聚法的不足。该法实质是在普通电解槽前增加微电解预处理柱(填充金属废料)。微电解预处理可有效去除部分污染物，改善废水导电性，减轻电解设备负荷，使其可在较低的电流密度和电压下运行，并取得较高的去除效率，减少能耗和极板材料的损耗2。4.2.3 脉冲电絮凝法 针对普通电絮凝法能耗高、极板易损耗等问题，当前主要的措施就是改进电源技术，研究新型电极材料及结构。新发展的电源技术主要是脉冲电源。脉冲电源时有时无有利于电解质扩散，减小极化，降低能耗。脉冲信号周期换向，两极极性经常变化，还可有效解决阳极易钝化的问题。林辉等11利用脉冲电絮凝法处理餐饮废水经过实验证
31、明，能有效防止铝电极的钝化。在相同条件下，可达到与直流电絮凝相同的去除率，而能耗可下降30。目前，对于如何调整脉冲波形，以充分利用阳极絮凝和阴极气浮的联合作用，以及克服非法拉第电流能耗的问题，还有待于进一步研究。4.3 生物法 生物法处理效率高，抗冲击负荷能力强，技术成熟，所以在包括餐饮废水在内的污水处理领域得到了广泛应用。应用在餐饮废水处理领域的生物法主要有SBR法、磁粉强化活性污泥法、接触氧化法、MBR法等。生物法虽具有处理效率高、抗冲击负荷能力强等优点，但其占地面积大和运行费用高因而在应用上有一定限制。4.3.1 SBR法SBR是序列间歇式活性污泥法(Sequencil1g Batch Reactor Activated Sl
