1 前言饮料工业是我国食品工业发展最快的行业之一。

品种也由单一的汽水发展成为包括碳酸饮料、果汁与果汁饮料、蔬菜汁与蔬菜汁饮料、含乳饮料、植物蛋白饮料、瓶装饮用水、固体饮料、茶饮料和特殊用途饮料等在的十大类。

在饮料工业上规模上档次的同时，由此而产生的废水与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，给废水的处理带来一定的困难。

在软饮料的生产中，碳酸饮料的产量最大，约占50%。

碳酸饮料是由糖浆和碳酸水定量配制而成，其生产过程可分为三个基本工序，即：糖浆的配制、碳酸水的制备、洗瓶灌装封口等，废水主要来自灌装区的洗瓶水、冲洗水、碎瓶饮料和糖浆缸冲洗水以与设备和地面的冲洗水；其中设备和地面冲洗水水量最大，有机物浓度较低且水量较均匀，其排放量占总废水量的70%。

混合废水的特点是：有机物的含量高，水质水量极不均匀，尤其是废水量随季节的波动大，pH值不稳定[1]。

随着人类文明的进步和社会经济的发展，人类已经逐步认识到环境保护对社会和经济持续、稳定、协调发展的重要意义。

为防治某饮料厂产生的污水对周边环境的污染，需将饮料厂的污水经过处理后再排放。

本论文的主要容是某饮料厂污水处理工艺的设计。

1 / 422 设计说明书2.1 概述2.1.1 设计依据（1）《毕业设计任务书》（2）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）2.1.2 污水来源该饮料厂的全部工业废水和生活污水。

2.1.3 处理规模平均流量为100m3/h，时变化系数为1.35。

2.1.4 污水处理系统要求工艺先进，水处理可靠，运行设施高效化，占地小型化。

设施具有较强的抗冲击负荷能力，单位面积有较高的水处理负荷。

2.2 污水水质与处理程度2.2.1 设计进水水质本厂的设计进水水质见表2-1。

表2-1 进水水质(mg/L)Table2-1 Influent quality (mg/L)COD BOD5SS NH3-N p H1500 750 240 35 4.5-72.2.2 设计出水水质本厂的进水水质见表2-2。

3 / 42表2-2出水水质(mg/L)Table 2-2Effluent quality (mg / L)CODBOD SS NH 3-N pH 100 30 70 15 6-9该厂原水经处理后，该厂污水处理站出水水质达到GB8978-1996中的一级标准。

其不仅要求BOD 达标，还要求N 和P 在处理后达到排放标准。

根据原水水质情况，考虑要求达到的处理标准，综合其他方面的因素，选择其处理工艺流程。

2.2.3 处理程度(1) COD 去除率 η=15001001500-×100%=93.33% (2) BOD5去除率 η=75030750-×100%=96% (3) SS 去除率 η=24070240-×100%=70.83% （4）NH 3-N 去除率 η=351535-×100%=57.14% 根据确定的设计进水水质和出水水质，要求的处理程度见表2-3。

表2-3 处理效果Table 2-3Treatment effect项目COD BOD 5 SS NH 3-N pH 进水水质（mg/L ）1500 750 240 35 4.5-7 出水水质（mg/L ）100 30 70 15 6-9 处理程度（℅） ≥93.3 ≥96 ≥70.8 ≥57.12.3 工程设计2.3.1 工程设计原则（1）贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规与标准。

（2）根据设计出水水质和出厂水水质，所选污水处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理，确保污水处理效果，减少工程投资与日常运行费用。

（3）妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染。

（4）为确保工程的可靠性与有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件，本工程的设备采用国优质产品。

（5）为保证污谁处理系统正常运转，供电系统需较高的可靠性，采用双回路电源，且水厂运行设备有足够的备用率。

（6）在污水厂的征地围，厂区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地。

2.3.2 工艺方案的选择2.3.2.1 工艺方案的比较从表2-4中可以看出厌氧—好氧联合处理在饮料废水处理方面有较大优点，结合以上对故果汁废水厌氧—好氧处理技术是最好的选择。

以下对厌氧—好氧处理技术的集中组合做分析比较：① 厌氧 + 酸化水解 + 接触氧化 + 接触过滤工艺高浓度废水若直接进入水解———好氧系统, 将大大增加该系统的有机负荷。

因此, 先经厌氧消化, 将大部分的有机物在UASB 中降解。

接触氧化兼有活性污泥法与生物滤池的特点, 既避免活性污泥法易发生污泥膨胀(特别是啤酒废水夏季水温偏高, 更易发生膨胀) ,同时又避免生物滤池中存在的接触不良的缺陷。

采用接触沉淀滤池, 由于表面水力负荷选取较低, 绝大部分悬浮物先沉降在泥斗中, 剩下的悬浮物经过特殊空心滤料, 凝聚成为较大的絮状体而沉降; 同时空心滤料上可形成生物膜, 将絮体与悬浮物进一步分解, 保证出水水质。

但是UASB具备水解酸化的功能，所以可以不设水解酸化池。

由于该废水悬浮物浓度较高，故采用接触氧化法易堵塞生物膜，增加了设备维修的难度。

所以此工艺不适合该饮料废水的处理[1]。

②格栅+ 气浮+ UASB + A/O+二沉池工艺UASB在处理有机废水方面已进行了实际的推广应用。

兼具酸化水解和去除COD、BOD的功能。

满足饮料废水处理要求。

厌氧池出水进入A/O系统，A/O系统由缺氧段和好氧段组成，具有生物脱氮功能。

缺氧池是在缺氧条件下，通过混合液回流，将原废水中的有机物作为反硝化细菌的碳源，使废水中的NO2-、NO3-还原成N达到脱氮的作用，这样在去除有机物的同时氨氮得到有效的降解。

缺2氧池出水自流到好氧池进行硝化反应，大量有机物在此得到去除。

经A/O池处理后废水进入二沉池，在二沉池进行自然沉淀，去除废水中的悬浮物等。

并作为混凝反应池。

A/O系统由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；若要提高脱氮效率，必须加大循环比，因而加大运行费用。

此外，循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90％。

结合该饮料厂的废水水质情况可以看出，该厂废水中悬浮物浓度不是很高无需设气浮池。

并且A/O 池占地面积较大，增加了基建成本[2]。

③调节池 + UASB + SBR工艺与其他类型的废水厌氧生物处理装置相比，UASB反应器具有以下特点：a.废水由下向上流过反应器；b.污泥无需特殊的搅拌设备；c.反应器顶部有特殊的三相（固、液、气）分离器。

因此，UASB反应器突出的优点是处理能力大，处理效果好，运行性能稳定，构造比较简单，在处理高浓度有机废水方面应用最为广泛[3]。

5 / 422-4 不同处理方法的技术、经济特点比较Table 2-4 The comparision of characteristics in processing methodsand the economy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膨胀现象；但需要填料过大，不便于运输和装填，且污泥排放量大。

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。

UASB-SBR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，由一定收益；操作要求严。

从表2-4中可以看出厌氧—好氧联合处理在饮料废水处理方面有较大优点，结合对几种厌氧—好氧联合处理的比较可以得出UASB—SBR处理技术是处理饮料废水的最好方法。

具体工艺见图2-1的工艺流程图。

2.3.2.2 工艺流程本设计采用UASB—SBR相结合的处理工艺，流程图见图2-1。

火炬燃烧沼气细格栅污水提升泵调节池 UASB池 SBR池出水集泥井带式压滤机干污泥外运图2-1饮料污水处理工艺流程图Figure 2-1 The flow chart of the sewage treatment2.3.2.3 工艺流程说明该饮料废水处理工艺由调节水质、厌氧生物处理、好氧生物和污泥处理处理四部分组成。

生产车间的废水首先流过细格栅，先去除大的悬浮物，然后进入调节池，调节池可调节进入处理系统的水量大小，使处理系统运行稳定，同时向其投入适量的氢氧化钠调节水质。

厌氧生物处理采用UASB技术，调节沉淀池废水用泵压入UASB进行厌氧生物处理，大部分有机物在UASB反应器中降解，反应过程中产生的沼气经水封罐和气水分离器最后用火炬点燃进行燃烧处理，由于产生的沼气量较少所以对环境没有污染。

UASB出水自流进入预曝沉淀池，预曝沉淀池是厌氧处理单元和好氧处理单元之间的重要构筑物，其功能主要是S等有害气体，增加水中的溶解氧，为好氧处理创造去除厌氧出水的悬浮物和H2有利的条件。

好氧生物处理采用SBR技术，预曝沉淀池的出水自流进入SBR进行好氧生物处理，以进一步降解水中的有机物。

调节沉淀池、UASB、预曝沉淀池、SBR等处理单元产生的污泥排入集泥井，集泥井中的污泥泵提升至污泥浓缩池，污泥经浓缩后进入污泥脱水间用带式压滤机进行机械脱水，产生的泥饼作为有机农肥外运。

污泥浓缩池的上清液和污泥脱水间的压滤液排入集水井进行再处理。

7 / 422.4 污水处理部分2.4.1格栅因为排入污水处理厂的污水中含有一定量较大的悬浮物或漂浮物，所以在处理系统之前设置格栅，以截留这些较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞后续处理系统的管理、孔口和损坏辅助设施。

格栅可以根据格栅条的净间隙不同而分为粗格栅、中格栅以与细格栅，分别用于截留不同粒径的杂物而设计，也可以根据栅渣量的大小二选择不同的清渣方式，可采用人工清渣或机械清渣[2]。

本设计由于废渣较少，采用中格栅进行隔渣，设置在污水泵房前,以去除的废渣，采用人工清渣方式。

格栅采用FO-WS-100（Ⅰ）栅距：25mm；材质：不锈钢SUS304L×B=2100×300 mm。

2.4.2 调节沉淀池2.4.2.1 作用均质调节池对悬浮物(SS)或可沉淀污染物达到部分去除后, 可大大减轻后续处理负荷, 降低处理成本可使均质调节池具有部分初次沉淀池的功能,因部分污染物颗粒沉淀可节约后续化学处理药剂消耗或污泥处理耗能。