【文章內(nèi)容簡介】 藝， 水解酸化池內(nèi)，大分子有機物被氧化分解為小分子有機物 ，為后續(xù)反應提供優(yōu)質(zhì)的底物 和可生化性 ， 不僅降低了一部分有機污染物，還 提高了好氧處理效果 和整個系統(tǒng)的抗沖擊能力和穩(wěn)定性。水解酸化對于屠宰廢水有機物預處理顯得十分必要。 厭氧生物處理 厭氧生物處理 在現(xiàn)今得到了重視和廣泛應用，處理高濃度工業(yè)廢水取得不錯收益 ，厭氧消化具有下列 特 點：無需攪拌和供氧， 能量 消耗少；能產(chǎn)生大量含甲烷的 沼氣 ，是很好的能源物質(zhì)， 產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益 ；可高濃度進水， 維持 高 污泥濃度 ；初次啟動時間長； 溫度 控制 要求較高；對毒物影響較敏感；遭破壞后，恢復 周期 較長 ； 剩余污泥穩(wěn)定；投資費用低、管理簡易，有廣闊的應用前景 。 桂林理工大學本科畢業(yè)設計論文 8 圖 3 厭氧接觸法處理工藝 （ 1） 普通厭氧消化池 普通厭氧消化池又稱傳統(tǒng)消化池，多用于大型 污水場脫水后的剩余污泥厭氧處理，也可用以處理高濃度有機廢水、懸浮固體含量高和大顆粒 的有機廢水、含 有難降解有機物的工業(yè)廢水。 普通消化池 體積較大， 且 負荷較低，其根本原因在于固體停留時間 直接 等于水力停留時間。為 了保證厭氧微生物于 厭氧反應器內(nèi)得以生長繁殖， 污泥齡應該是甲烷菌世代時間的 2～ 3 倍， 為此 普通消化池在中溫條件下的停留時間 應 為 20～ 30d，如果消 化池內(nèi)不進行攪拌或 加熱，停留時間甚至 可以 長達 30～ 90d。 但受限于溫度控制，在中低溫條件下，處理效率會大打折扣，因此不太適用于溫度差別過大和土地要求占地高的區(qū)域。 （ 2） 厭氧序批式活性污泥系統(tǒng) (ASBR) ASBR 是一種以序批間歇運行操作為主要特征的廢水厭氧生物處理工藝 ， 完整的運行周期與 SBR 工藝相似， 被譽為屠宰廢水處理中很有發(fā)展前景 的工藝。 ASBR 工藝的主要優(yōu)點有：構造簡單，投資小；生物絮凝和固液分離效果 好；水頭損失小，動力費用低；生化反應推動力大；可形成以甲烷把疊球菌為主體的球狀顆粒污泥；對堿度需求量小，降低了運行費用 。 （ 3） 高效厭氧反應器 近年來， 高效厭氧生物反應器 成為 研究 處理屠宰廢水 的主要 方向 。通過強化傳質(zhì)和提高污泥濃度 后， 高效厭氧反應器可在短時間內(nèi) 達到良好的處理效果，相比 傳統(tǒng)厭氧消化池 ， 高效厭氧反應器 最大的優(yōu)點 是 抗 負荷能力高、水力停留時間短、占地 面積 小。 目前用于 屠宰廢水的工藝主要有：上流式厭氧污泥床 (UASB)、 厭氧折流床反應器 (ABR)、厭氧流化床 (AFB)、 厭氧濾池 (AF)、厭氧固定膜反應 器 (AFFR)、內(nèi)循環(huán)反應器 (IC)等。 桂林理工大學本科畢業(yè)設計論文 9 其中 UASB 反應器結構緊湊、簡單、負荷能力高， 水解大分子有機物效率， 因而廣受青睞。 其反應原理為： 廢水被 均勻的引入反應器的底部，污水向上通過 含有 顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過程 中，所 產(chǎn)生的沼氣 (主要是甲烷和二氧化碳 )于 內(nèi)部的循環(huán)， 維持 顆粒污泥的形成 。在污泥層形成的 氣體附著在污泥顆粒上， 被 附著和沒有附著的氣體 升向反應器頂部 。上升到表面的污泥 通過 撞擊三相反應器氣體發(fā)射器底部，引起附著氣泡污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒 會 沉淀到污泥床的表面 ， 被 附著和沒有附著的氣體被收集到反應器頂部的三相分離器 集氣室內(nèi) 。置于 單元縫隙之下 氣體發(fā)射器 的 擋板作用 是 防止沼氣氣泡進入沉淀區(qū)， 以免 引起沉淀區(qū)的絮動，阻礙顆粒沉淀。包含 部分 剩余固體和污泥顆粒 液體經(jīng)過分離器縫隙進入沉淀區(qū)。 由于分離器的斜壁沉淀區(qū) 過流面積在 越 接近水面 會 增加，因此上升流速 在 接近排放點 時 降低。流速降低污泥絮體 可以 在沉淀 區(qū) 絮凝和沉淀 ， 累積在三相分離器上的污泥絮體一定程度上超過 維持 在斜壁上的摩擦力， 將會 滑回反應區(qū)，這部分污泥又 與進水有機物發(fā)生反應。 圖四 UASB 反應器示意圖 生物好氧反應 工藝流程 目前， 研究屠宰廢水處理的工藝很多，也被廣泛運用于實踐中。 而水解酸化 + SBR法 的生物處理法在屠宰廢水中的應用也是 成熟的， 水解酸化制造一個厭氧條件 ， 一高廢水進入 SBR 池的可生化性 。因此，本設計 擬 采用 水解酸化 + SBR 反應池的生物處理工藝 。 桂林理工大學本科畢業(yè)設計論文 10 第 2 章 工程概況、設計 規(guī)范 、工藝流程 本工程概況 城市現(xiàn)狀 壽光六和屠宰廠生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的屠宰廢水有機物以及 氨 氮含量較高 ， 如不經(jīng)處理直接排放，將 對附近 水體 造成嚴重污染 。 為此， 作為該項目投產(chǎn)的配套設施，須新 建一 屠宰廢水處理設施 。該廠以 畜 類屠宰加工 為主， 經(jīng)處理后廢水水質(zhì)須達到 《 肉類加工工業(yè)水污染物排放標準 》（ GB 1345792） 中表 2新建企業(yè)水污染物一級標準排放限值所要求 。 自然條件資料 氣象資料： 氣候溫和，年平均氣溫 ℃ ，最高月平均氣溫為 26℃ ，極端最高氣溫為 41℃ ，最低 ℃ 。常年主導風向為 南 風，夏季平均風速為 3m/s， 冬季平均風速為 。 水文資料： 廢水經(jīng)處理后排入附近的河流，河流的歷史最高洪水位為 （黃海標高，下同）， 20 年一遇的洪水位為 ， 95%保證率的枯水位為 ，常水位；多年平均流量 ；平均流速 ；平均水溫 25℃ 。 地質(zhì)資料： 廢水處理廠地面標高經(jīng)平整后標高為 ；地基承載力為 300400KPa；地下水位在地面以下 57m；地震烈度小于 5度。 設計 原則 、范圍與 規(guī)范 設計原則 (1) 根據(jù) 屠宰廢水 特點，選擇 較合適、成熟的 工藝路線， 既要求 做到技術可靠 保證出水達標排放，出水穩(wěn)定， 又需 設備簡單、操作 簡便 、易于 日常維護管理，能耗盡可能低 。 (2) 在保證處理 后出水達標的 前提下，充分考慮 土地需求 ，盡量 的 減少占地面積，減輕 基建投資 壓力 。 設計 平面布置 圖紙 時，布局力求合理、 順 暢、美觀， 符合 工程建設標準。 (3) 具 備 一定的自動 化控制 水平， 同時 兼顧經(jīng)濟 平衡 合理性。 (4) 建設 整個 工藝 系統(tǒng)時 ，做到 施工方便 ， 工期 盡量 短。 桂林理工大學本科畢業(yè)設計論文 11 設計范圍 根據(jù) 對 屠宰 廢水特點 的分析 和處理出水水質(zhì)要求 進行初步設計 ， 經(jīng)論證 選擇 技術上可行、經(jīng)濟上合理的處理方案，然后確定具體的、符合實際的 工藝流程。對所選 流程 中的 主要構筑物進行 工藝計算， 主要設備進行選型 。 根據(jù)任務書要求，進行合理的平面布置。確定 自動控制及監(jiān)測 方案，進行初步的技術經(jīng)濟分析 ，包括 工程投資和人員編制、成本分析 等，附必要的圖紙。 設計 參考規(guī)范 1.《肉類加工業(yè)污染物排放標準》 (GB13457－ 1992)中的一級 排放 標準 2.《環(huán)境保護法》和《水污染防治法》 3.《室外排水設計規(guī)范》（ GBJ1487） 4.《給水排水手冊》 5.《環(huán)境噪聲標準》（ GB509693） 方案確定 設計水質(zhì)水量 根據(jù)所給 設計任務書中給定流量 Q = 2020 m3/d，處理 出水 水質(zhì)執(zhí)行《 肉類加工業(yè)污染物 排放標準》 (GB13457－ 1992)中一類標準。 表 2 進水水 質(zhì)及排放標準 水質(zhì)指標 COD (mg∕L ） BOD （ mg∕L ） SS （ mg∕L ） 動植物油 （ mg∕L ） NH3N （ mg /L） pH 值 進水水質(zhì) 15002020 8001200 8001500 4060 100120 6～ 9 出水水質(zhì) ≤ 100 ≤ 30 ≤ 70 ≤ 20 ≤ 15 6～ 9 廢水處理 方案 的確定 屠宰 廢水中的 BOD， COD 值較高， 且 廢水中的 BOD/COD = ＞ ， 可生化性良好，有利于進行生物處理。 同時介于較高的 SS 濃度，需要在在 生物 之前進行 物化處理，化學處理工藝成熟，處理效率 也 高。同時，運行費用、 處理成本低。 由于屠宰牲豬量的不可預見性，導致屠宰廢水水量污染物的波動較大；屠宰廢水為間歇產(chǎn)生廢水；要求污水處理設備占地小，運行管理成本有限性等因素，經(jīng)過各種工藝比較選擇，本設計選定處理工藝為 SBR 工藝。 該工藝符合條件要求，且 處理效率高，占桂林理工大學本科畢業(yè)設計論文 12 地 少 ， 投資省， 運行靈活，污泥 性能良好，出水水質(zhì)可達標。 最主要的 是 SBR 法 具備 脫氮 功能 ， 完全可以滿足 該工藝 脫 氮的 需求 。 水解酸化 — SBR 工藝處理屠宰廢水，具有工藝簡易、處理流程短、操作簡便、投資省、 運行費用低 等 特 點，適合于小型 企業(yè)屠宰廢水處理。本工藝對廢水水量及有機負荷沖擊均具備 較好的緩沖能力， 依據(jù)設計 處理程序運行， 基本 無污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生，系統(tǒng)工作穩(wěn)定。 綜上所述 ， 本 設計 針對屠宰廢水 處理 ，工藝選擇為 水解酸化 — SBR（厭氧 — 好氧相結合）工藝， 既能滿足出水水質(zhì)達標，又盡可能的減少了 投資， 降低 運行費用。 工藝流程的確定 主 要 工藝為水解酸化 — SBR 工藝 。具體設計工藝為：一級處理取用粗格柵，原污水經(jīng)粗 格柵處理后 只是格擋了大體積的漂浮物 ， 之后經(jīng)過提升泵房提升至細格柵，進一步阻隔大體積懸浮物；一級半處理采用平 流沉砂池，初步去除大顆粒懸浮有機污染物，且平流沉砂池也起到調(diào)節(jié)水量的作用，為后續(xù)處理提供了穩(wěn)定性 。在實際運行過程中，廢水中 可能會產(chǎn)生 大量浮渣， 需要設置表面刮渣機定期刮渣收集 ， 沉淀的污泥中也含油大量有機物，需要進行分選；之后設置氣浮池，采用加壓溶氣氣浮法 進行清除廢水中的 SS，SS 需要達到出水水質(zhì)要求，氣浮池的去油能力也優(yōu)于一般隔油池，經(jīng)氣浮池出水動植物油達標。 SBR 反應池主要用于降解有機物， 出水要求 BOD 和 COD 達標，是整個處理工藝的核心。 SBR 運行方式靈活， 通過調(diào)整，可以降解 掉 部分難降解有機物，是處理屠宰 肉類加工廢水 的常規(guī) 工藝， 由于該設計進水氨氮濃度較高，需要脫氮處理，好氧、缺氧回流。SBR 法 是在一個反應池內(nèi)完成進水、生物降解、硝化和 反硝化脫氮、重力沉淀分離 、出水等過程， 基本工序分五步完成，即進水、反應、沉淀、排水和閑置 5。每個 SBR 池需要設置曝氣系統(tǒng)、潷水系統(tǒng)和剩余污泥排出系統(tǒng)。 按 實際處理最大水量 設計 2座 SBR 反應池交替運行。 據(jù) SBR 脫氮要求的模擬實驗，強化脫氮措施，確定了屠宰加工 廢水生物脫氮的最佳運營模式：進水 — 曝氣（ 8 h） 厭氧攪拌（ 1 h）（添加碳源） 后段微曝氣（ h）沉淀（ 1 h） 出水（ h） 閑置，總運行周期為 11 小時。進水階段采用限制或班限制性曝氣方式。 COD 需達標，前段曝氣 4 小時即可，而氨氮需要在曝氣 6小時后出水才能達標，為了讓反硝化進行的更為徹底，曝氣時間提高到 8 小時。厭氧攪拌，使反硝化進程較快，外加碳源對反硝化處理結果有影響，宜采用甲醇。 實際運行周期 根據(jù)水質(zhì)情況反應時間可靈活調(diào)整， 在保證脫氮前提下，適當 減少曝桂林理工大學本科畢業(yè)設計論文 13 氣 時間， 可以 降低運行成本。曝氣系統(tǒng)采用羅茨鼓風機，潷 水系統(tǒng)選 用旋轉(zhuǎn)式潷 水器，剩余污泥排放至污泥濃縮池。 消毒池采用 二氧化氯 消毒 試 劑， 經(jīng)濟環(huán)保。 二氧化氯 消毒劑具有強氧化性、脫色、除臭和 殺菌消毒 作用 ，對 屠宰廢水 有機污染物有一定的氧化作用。 藥劑 投加量 約為 2 mg/L～ 3 mg/L。 SBR 反應池 和 水解酸化池污泥定期排向 污泥濃縮池， 污泥濃縮池采用間歇式重力濃縮池， 濃縮 后的污泥運往脫水車間進行污泥脫水后外運 。沉砂池浮渣 進行分選洗砂后與氣浮池浮渣一同運往污泥干化車間 ，在設計中， 盡量不使用或少用提升設備，多采用重力流向，降低能耗 。 具體工藝流程圖見圖 ： 圖 5 工藝流程圖 流程說明： 屠宰廢水 首先經(jīng) 過 粗 格柵， 初步阻隔 水中大量的豬毛，內(nèi)臟碎塊等大塊雜物，如不及時清除 去除 會造成后續(xù) 狗處理工藝 的堵塞。 粗格柵之后經(jīng)過提升泵房提升至細格柵處理區(qū)，再次攔截大體積漂浮物，定期清渣。 廢水經(jīng)過 細 格柵，進入 平流沉砂池 ， 通過重力沉淀去除部分懸浮物 ， 同時起到調(diào)節(jié)水量的作用。之后通向氣浮池 ，主要去除廢水中的 油脂和懸浮物 ， 經(jīng)過氣浮池后油脂和 SS 均需達標 。 之后進入水 解酸化池，利用 產(chǎn)酸菌 和 水解 的反應，將難降解 的大分子 有機物 ， 如血紅素分解成小分子可降解 有機物 ， 去除部分有機物后并 提高可生化性，降低了后續(xù)好氧 工藝 的土建造價和能耗。水解酸化 池出水 直接進入 SBR 反應池 ， 周期反應為 進水、反應、沉淀、排水 、閑置 依次在同一 池里進行 ， 兩個 SBR 反應池交替運行。 SBR 池中脫除 BOD 和 COD，同時兼顧脫氮 ， 出水達標桂林理工大學本科畢業(yè)設計論文 14 流入 消毒池，投加 二氧化氯 消毒劑，約停留 30min，之后 排放。