Fallstudie zur Abwasserbehandlung bei der Verarbeitung von Meeresfrüchten – Design und Ergebnisse|Shandong-Werk

Fallstudie – Abwasseraufbereitungsprojekt für eine Fischverarbeitungsanlage – Ein praktisches Anwendungsbeispiel

Abstrakt

In dieser Fallstudie werden das Design, die Implementierung und die Betriebsergebnisse eines speziellen Abwasserbehandlungssystems für die No. 1 Seafood Processing Plant eines führenden Meeresfrüchtekonzerns in der Provinz Shandong, China, detailliert beschrieben. Das Werk ist auf die Herstellung gefrorener Meeresfrüchteprodukte spezialisiert und erzeugt Abwasser, das hauptsächlich beim Waschen der Rohstoffe anfällt. Dieses Abwasser enthält hohe Konzentrationen wasserlöslicher Verbindungen und feiner Schwebstoffe aus Fischgewebe, hauptsächlich organische stickstoffhaltige Verbindungen. Eine unbehandelte Einleitung würde zu einer erheblichen Verschmutzung der umliegenden Gewässer führen. Das Projekt implementierte erfolgreich einen kombinierten physikalisch-chemischen und biologischen Behandlungsprozess, um eine konforme Entladung zu erreichen. Dieser Bericht bietet einen umfassenden Überblick über die einflussreichen Eigenschaften, ausgewählte Behandlungstechnologie, detailliertes Anlagendesign, Leistungsdaten und Projektökonomie.

1. Einleitung: Die Herausforderung des Abwassers aus der Verarbeitung von Meeresfrüchten

Die Meeresfrüchte verarbeitende Industrie erzeugt Abwässer, die durch eine hohe organische Belastung aus Proteinen, Fetten und Schwebstoffen gekennzeichnet sind. Diese Verunreinigungen stammen aus Blut, Eingeweiden, Fischschuppen und Waschwasser. Zu den primären Herausforderungen gehören:

• Hohe organische Stärke: Gemessen als biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB₅) und chemischer Sauerstoffbedarf (CSB), was auf ein erhebliches Sauerstoffabbaupotenzial in den aufnehmenden Gewässern hinweist.
• Nährstoffgehalt: Hoher Gehalt an stickstoffhaltigen Verbindungen aus Proteinen.
• Fette, Öle und Fette (FOG): Kann Betriebsprobleme verursachen und Oberflächenschaum bilden.
• Schwebstoffe (SS): Enthält feine organische Partikel. Die direkte Einleitung solcher Abwässer verstößt gegen Umweltvorschriften, schädigt aquatische Ökosysteme durch Eutrophierung und Sauerstoffmangel und birgt Risiken für die öffentliche Gesundheit. Daher ist eine wirksame -Vor-Ort-Behandlung nicht nur eine behördliche Verpflichtung, sondern auch eine Verantwortung des Unternehmens für die Umwelt.

2. Projektumfang: Definition des Problems

2.1 Abwassermenge und -qualität

• Durchflussrate: 200 m³/Tag (25 m³/Stunde, Einschichtproduktion).
• Einflussreiche Eigenschaften:

1. CSB: 1.500 mg/L
2. BSB₅: 800 mg/L (BSB₅/CSB ≈ 0,53, was auf eine gute biologische Abbaubarkeit hinweist)
3. Tierisches und pflanzliches Öl: 50 mg/L
4. SS: 400 mg/L

2.2 Entladungsstandards

Das behandelte Abwasser musste die Anforderungen erfüllenStandards der Stufe II des chinesischen Standards für integrierte Abwasserentsorgung (GB 8978-1996):

• CSB Weniger als oder gleich 150 mg/L
• BSB₅ Weniger als oder gleich 30 mg/L
• Tierische und pflanzliche Öle Weniger als oder gleich 15 mg/L
• SS Weniger als oder gleich 150 mg/L

3. Die Lösung: Vorgeschlagener Behandlungsprozess

Angesichts der Eigenschaften des Abwassers-gute biologische Abbaubarkeit, aber mit Ölen, Feststoffen und hoher organischer/Stickstoffbelastung-ein Hybrid „Ölabscheidung/Sedimentation + Anaerob (Hydrolyse/Säuerung) + Aerob (Belüftung und Biokontaktoxidation) + Flotation" Der Prozess wurde ausgewählt. Dieser mehrstufige Ansatz gewährleistet eine robuste Behandlung, indem verschiedene Schadstofftypen nacheinander angegangen werden.

Das Prozessablaufdiagramm ist in dargestelltAbbildung 1.

4. Detaillierte Prozessbeschreibung und Einheitendesign

4.1 Vor-Behandlung und Erstbehandlung

• Balkensieb (2 Einheiten): Zweck: Zum Auffangen großer schwebender und schwebender Feststoffe (z. B. Fischschuppen, Schmutz).

1. Abmessungen: 700 mm (L) x 500 mm (B).
2. Stababstand: 5 mm.
3. Material: Stahl.

• Öltrenn- und Sedimentationstank: Zweck: Zum Entfernen schwimmender Öle/Fette und absetzbarer Sande/schwerer Schwebstoffe.

1. Nutzvolumen: 40 m³.
2. Hydraulische Retentionszeit (HRT): 1,5 Stunden.
3. Bauweise: Unterirdischer Stahlbeton (RC).

4.2 Biologische Behandlung (Kernprozess)

• Hydrolyse-/Säuerungstank (anaerob): Zweck: Aufspaltung komplexer, feuerfester organischer Moleküle (Proteine, Fette) in einfachere, leicht biologisch abbaubare Verbindungen (flüchtige Fettsäuren), wodurch die biologische Gesamtabbaubarkeit (BSB/CSB-Verhältnis) verbessert wird. Durch diese Vorbehandlung wird die Effizienz nachfolgender aerober Phasen deutlich verbessert.

1. Volumen: 60 m³.
2. HRT: 2,4 Stunden.
3. Konstruktion: Halb-unterirdisches RC.
4. Internes Merkmal: Gefüllt mit kombiniertem Polyethylen-Biofilmmedium zur Unterstützung des mikrobiellen Wachstums.

• Belebungsbecken (konventioneller Belebtschlamm): Zweck: Primäre aerobe Behandlung zur Massenentfernung von löslichem BSB und CSB.

1. Volumen: 75 m³.
2. HRT: 3 Stunden.
3. Konstruktion: Halb-unterirdisches RC.
4. Belüftung: Feinblasige, diffuse Belüftung mit Gebläsen.

• SHT-Reaktor (Bio-Kontaktoxidation): Zweck: Eine sekundäre, hocheffiziente aerobe Stufe. Es baut verbleibende organische Stoffe weiter ab und führt eine Nitrifikation durch, wobei giftiger Ammoniak-Stickstoff in Nitrat-Stickstoff umgewandelt wird. Das fixierte Biofilmmedium sorgt für eine hohe Konzentration an anhaftender Biomasse, wodurch das System stabiler und widerstandsfähiger gegen Stoßbelastungen wird.

1. Volumen: 180 m³.
2. HRT: 7 Stunden.
3. Konstruktion: Stahlkonstruktion.
4. Interne Funktion: Vollgepackt mit halb-weichen Biofilmmedien.
5. Belüftung: Feinblasige, diffuse Belüftung.

• Belüftungsausrüstung: Zwei Roots-Gebläse (Modell SSR125) versorgen sowohl den Belüftungstank als auch den SHT-Reaktor mit Luft.

1. Konfiguration: Ein Dienst, ein Standby.
2. Durchfluss: 10,17 m³/min.
3. Druck: 49 kPa.
4. Leistung: jeweils 11 kW.

4.3 Tertiär-/Polierbehandlung

• Dissolved Air Flotation (DAF)-Einheit: Zweck: Entfernung feiner suspendierter Feststoffe, kolloidaler Partikel und aller Rückstände von Ölen/Fetten, die der biologischen Behandlung entgangen sind. Ein Koagulationsmittel (Polyaluminiumchlorid - PAC) und ein Flockungsmittel (Polyacrylamid - PAM) werden dosiert, um Partikel zu agglomerieren, die dann durch Anhaften an Mikro--Luftblasen entfernt werden.

1. Modell: JHF-30.
2. Kapazität: 30-35 m³/h.
3. Konstruktion: Korrosionsbeständiger Stahl.
4. Gesamtleistung: 8,12 kW (für Pumpe, Schaber usw.).

4.4 Schlammhandhabungssystem

• Schlammverdicker: Zweck: Konzentration des Schlamms aus der Vorkläranlage und der DAF-Einheit, Reduzierung des Volumens für die anschließende Entwässerung.

1. Volumen: 15 m³.
2. Konstruktion: Ober-RC.

• Schlammentwässerung: Zur abschließenden Entwässerung wird eine Filterpresse eingesetzt, die einen festen Kuchen zur Entsorgung erzeugt.

1. Ausrüstung: Platten- und Rahmenfilterpresse (Modell: BM103/1000).
2. Leistung: 7,0 kW insgesamt.
3. Förderpumpe: Exzenterschneckenpumpe (Modell: I-1B-2), 5,4 m³/h Durchfluss, 80 m Förderhöhe, 3 kW Leistung (Einzelleistungseinheit).

5. Behandlungsleistung und Ergebnisse

Die Leistung jeder Behandlungseinheit, die die fortschreitende Entfernung von Schadstoffen zeigt, ist in zusammengefasstTisch1.Das System erreichte durchweg die angestrebten Entladungsstandards.

Wichtigste Erfolge:

• Gesamte CSB-Entfernung: >90 % (von 1.500 mg/L bis<150 mg/L).
• Gesamte BSB₅-Entfernung: >96 % (von 800 mg/L bis<30 mg/L).
• Öl- und Fettentfernung: >70 % (von 50 mg/L bis<15 mg/L).
• SS-Entfernung: >85 % (von 400 mg/L bis<150 mg/L).
• Effektive Nitrifikation: Der SHT-Reaktor oxidierte erfolgreich Ammoniak, ein kritischer Schritt angesichts des hohen Stickstoffgehalts des Abwassers.

6. Projektökonomie

Die Gesamtinvestition des Projekts betrug817.600 chinesische Yuan (RMB), aufgeteilt wie folgt:

• Lieferung und Installation der Ausrüstung
• Bauarbeiten (Tanks, Bauwerke)
• Prozessdesign und -technik

• Inbetriebnahme- und Startup-Services

Durch diese Investition erhielt der Kunde eine zuverlässige, konforme und betrieblich beherrschbare Abwasseraufbereitungslösung, die Umweltrisiken mindert und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften gewährleistet.

7. Schlussfolgerung und gewonnene Erkenntnisse

Dieses Abwasserbehandlungsprojekt für die Verarbeitung von Meeresfrüchten ist ein erfolgreiches Beispiel für die Anwendung eines maßgeschneiderten, mehrstufigen Prozesses zur Lösung eines spezifischen Industrieabwasserproblems. Der Schlüssel zum Erfolg war dieKombination von Technologien:

1. Effektive Vor-Behandlung(Siebung, Ölabscheidung) geschützte nachgeschaltete biologische Einheiten.
2. Anaerobe HydrolyseDas Abwasser wird vorkonditioniert, wodurch die aerobe Aufbereitbarkeit verbessert wird.
3. Zwei-Aerobic-Behandlung(Belebtschlamm + Bio-Kontaktoxidation) sorgte für eine robuste und stabile Entfernung organischer Stoffe und Stickstoffs.
4. Endpolieren mit chemischem DAFgarantiert die konsequente Einhaltung strenger SS- und Restschadstoffgrenzwerte.

Das System demonstriert Robustheit, betriebliche Einfachheit und Kosten-effizienz für mittelgroße-Lebensmittelverarbeitungsbetriebe. Diese Fallstudie dient als wertvolle Referenz für Ingenieure und Anlagenmanager, die Aufbereitungssysteme für ähnlich hoch-haltige organische Abwässer aus der Lebensmittel- und Getränkeindustrie entwerfen oder betreiben.