กรณีศึกษา – โครงการบำบัดน้ำเสียสำหรับโรงงานแปรรูปอาหารทะเล – ตัวอย่างการใช้งานจริง
เชิงนามธรรม
กรณีศึกษานี้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับการออกแบบ การนำไปปฏิบัติ และผลการปฏิบัติงานของระบบบำบัดน้ำเสียโดยเฉพาะสำหรับโรงงานแปรรูปอาหารทะเลหมายเลข. 1 ของกลุ่มอาหารทะเลชั้นนำในมณฑลซานตง ประเทศจีน โรงงานแห่งนี้เชี่ยวชาญในการผลิตผลิตภัณฑ์อาหารทะเลแช่แข็ง โดยผลิตน้ำเสียจากการล้างวัตถุดิบเป็นหลัก น้ำเสียนี้มีความเข้มข้นสูงของสารประกอบที่ละลายน้ำได้- และของแข็งแขวนลอยละเอียดที่ได้มาจากเนื้อเยื่อปลา ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสารประกอบไนโตรเจนอินทรีย์ การปล่อยทิ้งที่ไม่ผ่านการบำบัดจะก่อให้เกิดมลพิษอย่างมีนัยสำคัญต่อแหล่งน้ำโดยรอบ โครงการประสบความสำเร็จในการดำเนินกระบวนการบำบัดทางกายภาพ-ทางเคมีและชีวภาพร่วมกันเพื่อให้เกิดการปลดปล่อยที่เป็นไปตามข้อกำหนด รายงานนี้ให้ภาพรวมที่ครอบคลุมของคุณลักษณะที่มีอิทธิพล เทคโนโลยีการรักษาที่เลือก การออกแบบหน่วยโดยละเอียด ข้อมูลประสิทธิภาพ และเศรษฐศาสตร์ของโครงการ
1. บทนำ: ความท้าทายของน้ำเสียจากการแปรรูปอาหารทะเล
อุตสาหกรรมแปรรูปอาหารทะเลสร้างน้ำทิ้งที่มีปริมาณอินทรีย์สูงจากโปรตีน ไขมัน และสารแขวนลอย สารปนเปื้อนเหล่านี้เกิดจากเลือด เครื่องใน เกล็ดปลา และน้ำล้าง ความท้าทายหลัก ได้แก่ :
- ความแข็งแรงอินทรีย์สูง: วัดเป็นความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี (BOD₅) และความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD) ซึ่งบ่งชี้ถึงศักยภาพในการลดออกซิเจนอย่างมีนัยสำคัญในการรับน้ำ
- ปริมาณสารอาหาร: สารประกอบไนโตรเจนจากโปรตีนในระดับสูง
- ไขมัน น้ำมัน และจาระบี (FOG): อาจทำให้เกิดปัญหาในการปฏิบัติงานและสร้างขยะบนพื้นผิวได้
- สารแขวนลอย (SS): รวมถึงอนุภาคอินทรีย์ละเอียด การปล่อยน้ำเสียโดยตรงดังกล่าวฝ่าฝืนกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม เป็นอันตรายต่อระบบนิเวศทางน้ำเนื่องจากภาวะยูโทรฟิเคชั่นและการสูญเสียออกซิเจน และก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านสาธารณสุข ดังนั้น ประสิทธิผลใน-การรักษาไซต์จึงไม่ได้เป็นเพียงข้อบังคับเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความรับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อมขององค์กรด้วย
2. ขอบเขตโครงการ: การกำหนดปัญหา
2.1 ปริมาณและคุณภาพน้ำเสีย
- อัตราการไหล: 200 ลบ.ม./วัน (25 ลบ.ม./ชั่วโมง การผลิตแบบกะเดียว-)
- ลักษณะที่มีอิทธิพล:
- ซีโอดี: 1,500 มก./ลิตร
- BOD₅: 800 มก./ลิตร (BOD₅/COD µ 0.53 ซึ่งบ่งชี้ถึงความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพได้ดี)
- น้ำมันจากสัตว์และพืช: 50 มก./ลิตร
- SS: 400 มก./ลิตร
2.2 มาตรฐานการปล่อย
น้ำทิ้งที่ได้รับการบำบัดจะต้องเป็นไปตามมาตรฐานเกรด II ของมาตรฐานการปล่อยน้ำเสียแบบบูรณาการของจีน (GB 8978-1996):
- COD น้อยกว่าหรือเท่ากับ 150 มก./ลิตร
- BOD₅ น้อยกว่าหรือเท่ากับ 30 มก./ลิตร
- น้ำมันจากสัตว์และพืช น้อยกว่าหรือเท่ากับ 15 มก./ลิตร
- SS น้อยกว่าหรือเท่ากับ 150 มก./ลิตร
3. แนวทางแก้ไข: กระบวนการบำบัดที่เสนอ
เมื่อพิจารณาถึงคุณลักษณะของน้ำเสีย-ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพที่ดีแต่ประกอบด้วยน้ำมัน ของแข็ง และปริมาณอินทรีย์/ไนโตรเจนสูง-เป็นลูกผสม "การแยกน้ำมัน/การตกตะกอน + แอนแอโรบิก (ไฮโดรไลซิส/การทำให้เป็นกรด) + แอโรบิก (การเติมอากาศและชีวภาพ-ออกซิเดชันแบบสัมผัส) + การลอยตัว" กระบวนการถูกเลือก แนวทาง-หลายขั้นตอนนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการบำบัดที่มีประสิทธิภาพโดยการจัดการกับสารมลพิษประเภทต่างๆ ตามลำดับ
แผนภาพผังกระบวนการมีภาพประกอบอยู่ในรูปที่ 1.
4. คำอธิบายกระบวนการโดยละเอียดและการออกแบบหน่วย
4.1 ก่อน-การรักษาและการรักษาเบื้องต้น
- ตะแกรงบาร์ (2 ยูนิต): วัตถุประสงค์: เพื่อสกัดกั้นของแข็งแขวนลอยและลอยตัวขนาดใหญ่ (เช่น เกล็ดปลา เศษซาก)
- ขนาด: 700 มม. (ยาว) x 500 มม. (กว้าง)
- ระยะห่างระหว่างแท่ง : 5 มม.
- วัสดุ: เหล็ก.
- ถังแยกน้ำมันและตกตะกอน: วัตถุประสงค์: เพื่อขจัดน้ำมัน/ไขมันที่ลอยอยู่ และทรายที่ตกตะกอนได้/สารแขวนลอยหนัก
- ปริมาตรใช้งานจริง: 40 ลบ.ม.
- ระยะเวลากักเก็บไฮดรอลิก (HRT): 1.5 ชม.
- การก่อสร้าง: คอนกรีตเสริมเหล็กใต้ดิน (RC)
4.2 การบำบัดทางชีวภาพ (กระบวนการหลัก)
- ถังไฮโดรไลซิส/กรด (แบบไม่ใช้ออกซิเจน): วัตถุประสงค์: เพื่อสลายโมเลกุลอินทรีย์ที่ทนไฟที่ซับซ้อน (โปรตีน ไขมัน) ให้เป็นสารประกอบที่ย่อยสลายทางชีวภาพได้ง่ายและพร้อม (กรดไขมันระเหย) ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการย่อยสลายทางชีวภาพโดยรวม (อัตราส่วน BOD/COD) การบำบัดก่อน-นี้ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของขั้นตอนแอโรบิกในเวลาต่อมาได้อย่างมาก
- ปริมาตร: 60 ลบ.ม.
- HRT: 2.4 ชม.
- การก่อสร้าง: RC กึ่ง-ใต้ดิน
- คุณลักษณะภายใน: เต็มไปด้วยสื่อไบโอฟิล์มโพลีเอทิลีนรวมเพื่อรองรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์
- ถังเติมอากาศ (ตะกอนเร่งแบบธรรมดา): วัตถุประสงค์: การบำบัดแบบใช้ออกซิเจนเบื้องต้นสำหรับการกำจัด BOD และ COD ที่ละลายน้ำได้จำนวนมาก
- ปริมาตร: 75 ลบ.ม.
- HRT: 3 ชั่วโมง
- การก่อสร้าง: RC กึ่ง-ใต้ดิน
- การเติมอากาศ: การเติมอากาศแบบฟองละเอียด-โดยใช้เครื่องเป่าลม
- เครื่องปฏิกรณ์ SHT (การออกซิเดชันแบบสัมผัสชีวภาพ-): วัตถุประสงค์: เวทีแอโรบิกประสิทธิภาพสูง- นอกจากนี้ยังย่อยสลายสารอินทรีย์ที่เหลืออยู่และดำเนินการไนตริฟิเคชั่น โดยเปลี่ยนแอมโมเนียที่เป็นพิษ-ไนโตรเจนเป็นไนเตรต-ไนโตรเจน สื่อชีวฟิล์มแบบคงที่ให้ชีวมวลเกาะที่มีความเข้มข้นสูง ทำให้ระบบมีความเสถียรมากขึ้นและทนทานต่อแรงกระแทก
- ปริมาตร: 180 ลบ.ม.
- HRT: 7 ชั่วโมง
- การก่อสร้าง: โครงสร้างเหล็ก
- คุณลักษณะภายใน: บรรจุด้วยสื่อชีวฟิล์มกึ่ง-อ่อน
- การเติมอากาศ: การเติมอากาศแบบกระจายฟองละเอียด-
- อุปกรณ์เติมอากาศ: โบลเวอร์แบบรากสองตัว (รุ่น SSR125) จ่ายอากาศให้กับทั้งถังเติมอากาศและเครื่องปฏิกรณ์ SHT
- องค์ประกอบ: หนึ่งหน้าที่ หนึ่งสแตนด์บาย
- อัตราการไหล: 10.17 ลบ.ม./นาที
- ความดัน: 49 กิโลปาสคาล
- กำลังไฟฟ้า: 11 กิโลวัตต์ต่อตัว
4.3 การบำบัดระดับตติยภูมิ/การขัดเงา
- หน่วยการลอยตัวของอากาศที่ละลายน้ำ (DAF): วัตถุประสงค์: เพื่อกำจัดของแข็งแขวนลอยละเอียด อนุภาคคอลลอยด์ และน้ำมัน/ไขมันที่ตกค้างซึ่งหลุดรอดจากการบำบัดทางชีวภาพ สารตกตะกอน (โพลีอลูมิเนียมคลอไรด์ - PAC) และสารตกตะกอน (โพลีอะคริลาไมด์ - PAM) ได้รับการจ่ายให้กับอนุภาคที่จับตัวเป็นก้อน ซึ่งจากนั้นจะถูกกำจัดออกโดยการเกาะติดกับฟองอากาศขนาดเล็ก-
- รุ่น: JHF-30.
- ความจุ: 30-35 ลบ.ม./ชม.
- โครงสร้าง: เหล็กป้องกันการกัดกร่อน-
- กำลังรวม: 8.12 kW (สำหรับปั๊ม เครื่องขูด ฯลฯ)
4.4 ระบบการจัดการตะกอน
- ตะกอนข้น: วัตถุประสงค์: เพื่อรวมตะกอนจากไม้ตกตะกอนหลักและหน่วย DAF เพื่อลดปริมาตรสำหรับการแยกน้ำออกในภายหลัง
- ปริมาตร: 15 ลบ.ม.
- การก่อสร้าง: เหนือ- RC พื้น
- การบำบัดน้ำเสียจากตะกอน: เครื่องกรองแบบกดใช้สำหรับการแยกน้ำออกขั้นสุดท้าย ทำให้เกิดเค้กแข็งสำหรับการกำจัด
- อุปกรณ์ : Plate & Frame Filter Press (Model: BM103/1000)
- กำลังไฟฟ้า: รวม 7.0 กิโลวัตต์
- ปั๊มป้อน: ปั๊มโพรงแบบโปรเกรสซีฟ (รุ่น: I-1B-2), อัตราการไหล 5.4 ลบ.ม./ชม., แรงดันน้ำ 80 ม., กำลัง 3 kW (หนึ่งยูนิต)
5. ประสิทธิภาพและผลลัพธ์การรักษา
สรุปประสิทธิภาพของหน่วยบำบัดแต่ละหน่วย ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการกำจัดมลพิษอย่างต่อเนื่องโต๊ะ1.ระบบบรรลุมาตรฐานการปล่อยเป้าหมายอย่างต่อเนื่อง
ความสำเร็จที่สำคัญ:
- การกำจัด COD โดยรวม: >90% (ตั้งแต่ 1,500 มก./ลิตร ถึง<150 mg/L).
- การกำจัด BOD₅ โดยรวม: >96% (ตั้งแต่ 800 มก./ลิตร ถึง<30 mg/L).
- การกำจัดน้ำมันและไขมัน: >70% (ตั้งแต่ 50 มก./ลิตร ถึง<15 mg/L).
- การกำจัดเอสเอส: >85% (ตั้งแต่ 400 มก./ลิตร ถึง<150 mg/L).
- ไนตริฟิเคชันที่มีประสิทธิภาพ: เครื่องปฏิกรณ์ SHT ออกซิไดซ์แอมโมเนียได้สำเร็จ ซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญเนื่องจากมีปริมาณไนโตรเจนสูงในน้ำเสีย
6. เศรษฐศาสตร์โครงการ
เงินลงทุนโครงการทั้งหมดอยู่ที่817,600 หยวนจีน (RMB), แบ่งได้ดังนี้:
- การจัดหาและติดตั้งอุปกรณ์
- งานโยธา (ถัง, โครงสร้าง)
- การออกแบบกระบวนการและวิศวกรรม
- การว่าจ้างและบริการเริ่มต้น
การลงทุนครั้งนี้ทำให้ลูกค้าได้รับโซลูชันบำบัดน้ำเสียที่เชื่อถือได้ เป็นไปตามข้อกำหนด และบริหารจัดการได้จริง ช่วยลดความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อม และรับประกันการปฏิบัติตามกฎระเบียบ
7. บทสรุปและบทเรียนที่ได้รับ
โครงการบำบัดน้ำเสียจากการแปรรูปอาหารทะเลนี้เป็นตัวอย่างที่ประสบความสำเร็จของการประยุกต์ใช้กระบวนการหลายขั้นตอนที่ปรับแต่งมาโดยเฉพาะเพื่อแก้ไขปัญหาน้ำทิ้งทางอุตสาหกรรมโดยเฉพาะ กุญแจสู่ความสำเร็จคือการรวมกันของเทคโนโลยี:
- ก่อนการรักษาอย่างมีประสิทธิผล-(การคัดกรอง, การแยกน้ำมัน) ป้องกันหน่วยชีวภาพปลายน้ำ
- การไฮโดรไลซิสแบบไม่ใช้ออกซิเจนปรับสภาพน้ำเสียล่วงหน้า เพิ่มความสามารถในการบำบัดแบบแอโรบิก
- การบำบัดแบบแอโรบิกสอง-(ตะกอนเร่ง + ชีวภาพ-ออกซิเดชันสัมผัส) ช่วยให้มั่นใจในการกำจัดอินทรีย์และไนโตรเจนที่แข็งแกร่งและเสถียร
- การขัดขั้นสุดท้ายด้วยสารเคมี DAFรับประกันการปฏิบัติตามข้อกำหนด SS ที่เข้มงวดและขีดจำกัดมลพิษตกค้าง
ระบบแสดงให้เห็นถึงความแข็งแกร่ง ความเรียบง่ายในการดำเนินงาน และ-ความคุ้มค่าสำหรับโรงงานแปรรูปอาหารขนาดกลาง- กรณีศึกษานี้ทำหน้าที่เป็นข้อมูลอ้างอิงที่มีคุณค่าสำหรับวิศวกรและผู้จัดการโรงงานที่ออกแบบหรือใช้งานระบบบำบัดน้ำเสียอินทรีย์ที่มีความแข็งแรงสูง-ที่คล้ายกันจากอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม