Fallstudie – Reningsprojekt för avloppsvatten för en bearbetningsanläggning för skaldjur – Ett praktiskt tillämpningsexempel
Abstrakt
Denna fallstudie beskriver design, implementering och driftresultat av ett dedikerat avloppsvattenreningssystem för No. 1 Seafood Processing Plant i en ledande skaldjursgrupp i Shandong-provinsen, Kina. Anläggningen är specialiserad på att producera frysta skaldjursprodukter, som genererar avloppsvatten främst från tvätt av råvaror. Detta avloppsvatten innehåller höga koncentrationer av vatten-lösliga föreningar och fina suspenderade ämnen som härrör från fiskvävnad, främst organiska kväveföreningar. Orenat utsläpp skulle orsaka betydande föroreningar av de omgivande vattendragen. Projektet implementerade framgångsrikt en kombinerad fysikalisk-kemisk och biologisk behandlingsprocess för att uppnå överensstämmelse med utsläpp. Denna rapport ger en omfattande översikt över inflytande egenskaper, utvald behandlingsteknik, detaljerad enhetsdesign, prestandadata och projektekonomi.
1. Inledning: Utmaningen med att bearbeta avloppsvatten från skaldjur
Fisk och skaldjursindustrin genererar avloppsvatten som kännetecknas av höga organiska belastningar från proteiner, fetter och suspenderade ämnen. Dessa föroreningar härrör från blod, inälvor, fiskfjäll och tvättvatten. De primära utmaningarna inkluderar:
- Hög organisk styrka: Mäts som biokemiskt syrebehov (BOD₅) och kemiskt syrebehov (COD), vilket indikerar betydande syrebristpotential i mottagande vatten.
- Näringsinnehåll: Höga halter av kvävehaltiga föreningar från proteiner.
- Fetter, oljor och fett (FOG): Kan orsaka driftsproblem och bilda ytavskum.
- Suspenderade fasta ämnen (SS): Inkluderar fina organiska partiklar. Direkt utsläpp av sådant avloppsvatten bryter mot miljöbestämmelser, skadar akvatiska ekosystem genom övergödning och syrebrist och utgör risker för folkhälsan. Effektiv behandling på plats-är därför inte bara ett regulatoriskt uppdrag utan också ett företags miljöansvar.
2. Projektets omfattning: Definiera problemet
2.1 Kvantitet och kvalitet avloppsvatten
- Flödeshastighet: 200 m³/dag (25 m³/timme, enkel-skiftsproduktion).
- Inflytande egenskaper:
- COD: 1 500 mg/L
- BOD₅: 800 mg/L (BOD₅/COD ≈ 0,53, vilket indikerar god biologisk nedbrytbarhet)
- Animalisk & vegetabilisk olja: 50 mg/L
- SS: 400 mg/L
2.2 Utsläppsnormer
Det behandlade avloppsvattnet krävdes för att uppfyllaGrad II-standarder för Kinas Integrated Wastewater Discharge Standard (GB 8978-1996):
- COD Mindre än eller lika med 150 mg/L
- BOD₅ Mindre än eller lika med 30 mg/L
- Animalisk och vegetabilisk olja Mindre än eller lika med 15 mg/L
- SS Mindre än eller lika med 150 mg/L
3. Lösningen: Föreslagen behandlingsprocess
Med tanke på avloppsvattnets egenskaper -god biologisk nedbrytbarhet men som innehåller oljor, fasta ämnen och höga organiska/kvävebelastningar-en hybrid "Oljeseparation/sedimentering + anaerob (hydrolys/försurning) + aerob (luftning och bio-kontaktoxidation) + flotation"-processen valdes. Denna flerstegsmetod säkerställer robust behandling genom att ta itu med olika föroreningstyper sekventiellt.
Processflödesdiagrammet illustreras iBild 1.
4. Detaljerad processbeskrivning och enhetsdesign
4.1 För-förbehandling och primärbehandling
- Bar Screen (2 enheter): Syfte: Att fånga upp stora svävande och flytande fasta ämnen (t.ex. fiskfjäll, skräp).
- Mått: 700 mm (L) x 500 mm (B).
- Stångavstånd: 5 mm.
- Material: Stål.
- Tank för oljeavskiljning och sedimentering: Syfte: Att ta bort flytande oljor/fetter och sedimenterande sand/tungt suspenderat material.
- Effektiv volym: 40 m³.
- Hydraulisk retentionstid (HRT): 1,5 timmar.
- Konstruktion: Underjordisk armerad betong (RC).
4.2 Biologisk behandling (kärnprocess)
- Hydrolys/försurningstank (anaerob): Syfte: Att bryta ner komplexa, eldfasta organiska molekyler (proteiner, fetter) till enklare, lättnedbrytbara föreningar (flyktiga fettsyror), och därigenom förbättra den totala biologiska nedbrytbarheten (BOD/COD-förhållandet). Denna för-förbehandling förbättrar avsevärt effektiviteten i efterföljande aeroba etapper.
- Volym: 60 m³.
- HRT: 2,4 timmar.
- Konstruktion: Halv-underjordisk RC.
- Intern funktion: Fylld med kombinerad polyetenbiofilm för att stödja mikrobiell tillväxt.
- Luftningstank (konventionellt aktiverat slam): Syfte: Primär aerob behandling för bulkborttagning av löslig BOD och COD.
- Volym: 75 m³.
- HRT: 3 timmar.
- Konstruktion: Halv-underjordisk RC.
- Luftning: Fin-bubbladiffuserad luftning med hjälp av fläktar.
- SHT-reaktor (Bio-kontaktoxidation): Syfte: Ett sekundärt,-högeffektivt aerobt stadium. Det bryter ytterligare ned kvarvarande organiska ämnen och utför nitrifikation och omvandlar giftigt ammoniak-kväve till nitrat-kväve. Det fasta biofilmsmediet ger en hög koncentration av bifogad biomassa, vilket gör systemet mer stabilt och motståndskraftigt mot stötbelastningar.
- Volym: 180 m³.
- HRT: 7 timmar.
- Konstruktion: Stålkonstruktion.
- Intern funktion: Fullpackad med halv-mjuk biofilm.
- Luftning: Fin-bubbladiffuserad luftning.
- Luftningsutrustning: Two Roots fläktar (modell SSR125) tillför luft till både luftningstanken och SHT-reaktorn.
- Konfiguration: En tjänst, en standby.
- Flöde: 10,17 m³/min.
- Tryck: 49 kPa.
- Effekt: 11 kW styck.
4.3 Tertiär/polerande behandling
- Enhet för upplöst luftflotation (DAF): Syfte: Att ta bort fina suspenderade partiklar, kolloidala partiklar och eventuella kvarvarande oljor/fetter som undkommit biologisk behandling. Ett koaguleringsmedel (polyaluminiumklorid - PAC) och ett flockningsmedel (polyakrylamid - PAM) doseras för att agglomerera partiklar, som sedan avlägsnas genom att vidhäfta mikro-luftbubblor.
- Modell: JHF-30.
- Kapacitet: 30-35 m³/h.
- Konstruktion: Anti-korrosivt stål.
- Total effekt: 8,12 kW (för pump, skrapa, etc.).
4.4 Slamhanteringssystem
- Slamförtjockare: Syfte: Att koncentrera slam från den primära sedimenteringsenheten och DAF-enheten, vilket minskar volymen för efterföljande avvattning.
- Volym: 15 m³.
- Konstruktion: Ovan- RC.
- Slamavvattning: En filterpress används för slutlig avvattning, vilket ger en fast kaka för kassering.
- Utrustning: Plåt- och ramfilterpress (Modell: BM103/1000).
- Effekt: 7,0 kW totalt.
- Matarpump: Progressive Cavity Pump (modell: I-1B-2), 5,4 m³/h flöde, 80 m lyfthöjd, 3 kW effekt (en arbetsenhet).
5. Behandlingsprestanda och resultat
Prestanda för varje behandlingsenhet, som visar det progressiva avlägsnandet av föroreningar, sammanfattas iTabell1.Systemet uppnådde konsekvent målstandarderna för utsläpp.
Nyckelprestationer:
- Övergripande COD-borttagning: >90 % (från 1 500 mg/L till<150 mg/L).
- Total BOD₅-borttagning: >96 % (från 800 mg/L till<30 mg/L).
- Borttagning av olja och fett: >70 % (från 50 mg/L till<15 mg/L).
- SS-borttagning: >85 % (från 400 mg/L till<150 mg/L).
- Effektiv nitrifikation: SHT-reaktorn oxiderade framgångsrikt ammoniak, ett kritiskt steg med tanke på den höga kvävehalten i avloppsvattnet.
6. Projektekonomi
Den totala projektinvesteringen var817 600 kinesiska yuan (RMB), uppdelad enligt följande:
- Utrustning Leverans & Installation
- Anläggningsarbeten (tankar, strukturer)
- Process Design & Engineering
- Driftsättning & Startup Services
Denna investering gav kunden en pålitlig, överensstämmande och operativt hanterbar lösning för avloppsvattenrening, som minskade miljörisker och säkerställde efterlevnad av regelverk.
7. Slutsats och lärdomar
Detta projekt för rening av avloppsvatten från skaldjursbearbetning är ett framgångsrikt exempel på att tillämpa en skräddarsydd process i flera-steg för att lösa ett specifikt industriellt avloppsproblem. Nyckeln till framgång varkombination av teknologier:
- Effektiv för-förbehandling(siktning, oljeseparering) skyddade nedströms biologiska enheter.
- Anaerob hydrolysförkonditionerade avloppsvattnet, vilket förbättrade den aerobiska behandlingsförmågan.
- Aerob behandling i två-steg(aktiverat slam + bio-kontaktoxidation) säkerställde robust och stabil borttagning av organiskt och kväve.
- Slutlig polering via kemisk DAFgaranterade konsekvent överensstämmelse med strikta SS- och restföroreningsgränser.
Systemet visar robusthet, enkel drift och kostnads-effektivitet för medelstora-livsmedelsbearbetningsanläggningar. Den här fallstudien fungerar som en värdefull referens för ingenjörer och anläggningschefer som designar eller driver reningssystem för liknande hög-organiskt avloppsvatten från livsmedels- och dryckesindustrin.