2000吨/天水产养殖废水回用处理工艺设计开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

近年来,我国水产养殖业发展良好,据《中国渔业统计年鉴》的数据,2013年我国水产养殖产量就达到了4542万吨,到2016年更是增长到了5142万吨。2017年仍然保持持续增长,全国水产品总产量达到6445.33万吨,我国是名副其实的世界水产养殖第一大国,水产养殖业发展迅速并呈规模化,在快速发展的过程中满足了人们对水产产品的物质需求。

目前,我国的水产养殖普遍采用池塘式的高密度养殖方式,这种养殖方式虽然能够提高养殖物产量,但是会造成养殖废水及各类污染物的大量排放的同时污染邻近水域环境。主要表现为水产养殖业用水量大,水产养殖废水未经科学处理、排放不规范,水产品的大量排泄物以及食饵残渣造成水体的污染。

水产养殖废水主要含氨氮、亚硝酸盐氮、有机污染物质和残饵等污染物。水体中有机物含量过高时常造成水质恶化,导致鱼类生长缓慢,甚至死亡或泛池。水中的N、P等元素过高可造成水体恶化,亚硝酸盐的存在可抑制鱼类的载氧能力。养殖废水中包含鱼饲料、抗生素以及鱼类并未完全吸收的含有营养物质的粪便,这些营养物质在厌氧的环境中会被微生物等降解,从而产生类似硫化氢、氨等对水中生物产生危害的气体,从而对自然环境产生非常大的危害。

水产养殖废水相较于印染、电镀等工业废水而言,污染物种类较少,水质波动幅度及化学需氧量浓度均较低。目前国内外针对水产养殖废水的处理技术主要包括各种物理、化学法、生物法及若干种技术的集成处理工艺。

1.物理方法:

由于养殖废水中的残饵和养殖生物排泄物等大部分以悬浮态大颗粒形式存在,因此采用物理过滤技术去除是最为经济、快捷的方法。常用的过滤方法有栅栏、筛网、沉淀、气浮、过滤、曝气、吸附、紫外线照射等。

2.化学方法:

利用化学反应来处理水中的污染物或悬浮胶粒,包括絮凝、中和、络合、氧化还原、消毒等方法。在较早使用的化学方法中,包括硫酸铜、漂白粉、孔雀石绿等水质改良剂虽然也能对养殖后的废水进行一定的处理,但由于这些方法会对环境产生二次污染,并且有的方法还会对人体造成伤害,现在已被禁止使用。目前国内外工业化水产养殖中采用比较多的化学处理方法是氧化法、混凝法和电化学方法等。

3.生物处理方法:

生物处理技术主要针对水产养殖废水中的溶解态物质,如饵料及养殖产品新陈代谢排泄物形成的有机污染物、氨氮、总磷等,包括活性污泥法(如序批式活性污泥法SBR等)、生物膜法(如生物滤池、生物转盘、生物转筒、生物接触氧化、生物流化床等)、人工湿地法、藻类处理法等。

4.集成处理技术:

由于单一处理技术难以满足系统净化水质的要求,为提高水产养殖废水的循环利用率,有效降解废水中的无机污染物及有机污染物,综合上述所列的物理、化学法及生物法,开发及研究各种新型高效的组合集成处理工艺。

国内外前沿方法:

万红等采用塑料环及维纶丝的组合填料为载体,结合序批式活性污泥法SBR及生物接触氧化法(即序批式生物膜法)处理水产养殖模拟废水,对水产养殖模拟废水的有机物、氨氮、总氮、总磷的去除率分别达到91.1%、85.1%、75.8%及89.5%,出水达到回用水标准。

聂丽君等采用采用厌氧折流板反应器/磷酸铵镁沉淀/兼氧-好氧膜生物反应器(ABR-MAP-MBR)组合新工艺处理废水,各指标SS、COD、NH4-N、TN、PO43#8722;-P和TP的总去除率分别为98.6%、96.6%、96.0%、95.2%、92.1%和88.5%,

Jones等集成物理法及生物法,即采用自然沉淀 贝类过滤 藻类生物法综合处理水产养殖废水中的无机营养元素、悬浮颗粒物及细菌等污染物。该综合处理系统净化效率较高,悬浮颗粒物、总氮及总磷的去除效率分别可达88%、72%及86%。该系统在处理废水的同时,可通过水产品贝类及藻类的产出提高养殖效益,实现经济-环境-生态三位一体的协调平衡发展。

为了推动我国水产业的健康发展,必须加强水产养殖环境污染控制。因此对水产养殖废水进行合适处理,使其得到有效回用或达标排放,对于提高水产养殖的质量和推动养殖业的绿色发展,改善我国环境质量具有非常重要的意义。


2. 研究的基本内容与方案

基本内容:本设计内容主要包括水产养殖废水处理方法的综述、工艺流程的确定、主要构筑物尺寸设计与计算、主要设备选型、平面及高程设计、投资经济分析等方面。

设计目标:针对水产养殖废水的回用处理工艺设计,根据给出的水质和水量对废水处理站选择合适的工艺流程,设计污水处理方案,使处理出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级排放标准。

工艺的选择:

对于高浓度有机废水多采用厌氧消化技术进行处理,该方法处理负荷高,能耗低,可回收沼气作能源。废水中的氨氮宜采用A/O 工艺进行处理,该方法净化彻底,无二次污染。针对废水的水质特征,采用混凝沉淀 UASB A/O 生物接触氧化工艺对水产养殖废水进行处理。

1)预处理:废水经机械格栅拦截较大的漂浮物和悬浮物为后续构筑物的正常运行创造更好的条件,经格栅后的水进入调节池进行水质和水量的调节。混凝反应池中加入适量的絮凝剂对废水进行预处理,混凝反应池出水流入沉淀池,进行泥水分离。沉淀池出水进入中间水池,加入一定量碳源以提高水质的可生化性,使水质水量均匀稳定,有利于后续生化处理。

2)厌氧处理:厌氧处理采用升流式厌氧污泥床反应器(UASB),污水从厌氧污泥床底部流入与污泥进行混合接触,在UASB反应池内大部分的有机污染物被分解成二氧化碳、甲烷等,从而使废水得到净化。

3)好氧处理:废水进入A/O池,在A池中,反硝化细菌利用废水中的有机物将O池回流混合液中的NO2--N和NO3--N还原为氮气放出,达到脱氮的目的,在O池中,好氧微生物先将废水中的有机物分解为CO2和H2O,硝化细菌再将水中的氨氮氧化为NO2--N和NO3--N。A/O池出水后进入二沉池进行泥水分离。

4)深度处理:为了达到出水标准,废水需再经过深度处理,利用生物接触氧化池中微生物菌群较稳定的优势, 对废水中的有机物进行进一步的降解。出水经过沉淀去除老化生物膜和紫外消毒后出水,出水亦可以回用于养殖池。

5)污泥处理:混凝初沉池、二沉池和终沉池的污泥至进入污泥浓缩池以减少污泥的体积,沉淀池的上清液回流至调节池,经过污泥浓缩池处理后污泥含水率可小于85%,再经过污泥干燥处理使含水率可以降到50%以下,经干燥处理后的污泥进行卫生填埋处置。

废水的工艺流程如下:

进水→格栅→调节池→混凝沉淀池→中间集水池→UASB反应器→A/O池→二沉池→生物接触氧化池→终沉池→紫外消毒池→出水


3. 研究计划与安排

第3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,完成英文翻译;
第4-5周:查阅并收集与论文相关的资料,确定方案,完成开题报告;
第6-12周:完成设计,完成毕业论文初稿;
第13周:修改初稿、完成论文终稿;
第14周: 打印、装订并提交论文和电子版,准备论文答辩。


4. 参考文献(12篇以上)

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