【導(dǎo)讀】研究工作及取得的研究結(jié)果。據(jù)我查證，除了文中特別加以標(biāo)注。書而使用過的材料。我承諾，論文（設(shè)計(jì)）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、被查閱和借閱，學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容，濃度、高懸浮物濃度。本設(shè)計(jì)概述了屠宰廢水處理的設(shè)計(jì)原則及常用工藝流程，并對(duì)采用的污水。同時(shí)，還對(duì)污水重要指標(biāo)。BOD5、CODcr、SS和NH3-N的去除做詳細(xì)計(jì)算。設(shè)計(jì)的核心是UASB反應(yīng)器和射流曝氣CASS反應(yīng)。腸桿菌總數(shù)＝××105個(gè)/L；設(shè)計(jì)出水水質(zhì)：BOD5≤30mg/L，CODcr≤80mg/L，SS≤60mg/L，NH3-N≤15mg/L，大腸桿菌總數(shù)≤5000個(gè)/L。處理后的污水達(dá)到《肉類加工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》。中畜類屠宰加工一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。整個(gè)工藝具有總投資少，處理效果好，工。藝簡(jiǎn)單，占地面積省，運(yùn)行穩(wěn)定，能耗少，環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。

　　

【正文】 境功能及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和要求，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)選確定。結(jié)合國(guó)內(nèi)和我省屠宰企業(yè)目前采用的廢水治理方法，同時(shí)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、技術(shù)論證比選分析，本設(shè)計(jì)提出使用 UASB射流曝氣 CASS工藝治理屠宰廢水方案。 8 2 工 藝流程 UASB工藝簡(jiǎn)述 UASB（ Upflow Anaerobic Sludge Blanket） 是升流式厭氧污泥床反應(yīng)器廢水厭氧生物處理技術(shù)的簡(jiǎn)稱。該項(xiàng)處理工藝是由荷蘭瓦格寧根（ Wageningen）農(nóng)業(yè)大學(xué)拉丁格（ Lettinga）教授在 20世紀(jì) 70年代開發(fā)的。目前全世界已有 1000余座 UASB反應(yīng)器處理裝置在實(shí)際生產(chǎn)中使用。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在已有 150座（不包括容積在 100m3以下的）應(yīng)用于處理各類有機(jī)廢水的生產(chǎn)性 UASB反應(yīng)器工藝。 UASB的構(gòu)成 圖 4是 UASB反應(yīng)器的示意圖。 UAS B反應(yīng)器的主體部分主要分為兩個(gè)區(qū)域，即反應(yīng)區(qū)和三相分離區(qū)。其中反應(yīng)區(qū)為 UASB反應(yīng)器的工作主體。 圖 4 UASB反應(yīng)器示意圖 UASB工作原理 廢水引入 UASB 反應(yīng)器（見圖 4）的底部，污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床 。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水與污泥顆粒的接觸過程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣（只要是甲烷和二氧化碳）引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對(duì)于顆粒污泥的形成和維持有利。 在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒有附著的氣體向反應(yīng)器頂部上升。上升到表面的污泥碰擊三相分離器氣體發(fā)射板的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，產(chǎn)生的氣體被收集到反應(yīng)器頂部的集氣室。三相分離器擋板的作用為氣體反射器和防止沼氣氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)，以免引起沉淀區(qū)的紊動(dòng)，阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體經(jīng)過分離器縫隙 進(jìn)入沉淀區(qū)。 9 由于分離器的斜壁沉淀區(qū)的過流面積在接近水面時(shí)增加，因此上升流速在接近排放點(diǎn)降低。由于流速降低，污泥絮體在沉淀區(qū)可以絮凝和沉淀。累積在三相分離器上的污泥絮體在一定程度將超過其保持在斜壁上的摩擦力，其將滑回到反應(yīng)區(qū)，這部分污泥又可與進(jìn)水有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。 UASB工藝的主要優(yōu)點(diǎn) UASB工藝作為第二代厭氧反應(yīng)器的典型代表，不僅具有工藝結(jié)構(gòu)緊湊，有機(jī)負(fù)荷高，處理效果好以及占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)的厭氧反應(yīng)處理工藝相比，不僅實(shí)現(xiàn)了水力停留時(shí)間（ HRT）與污泥齡（ SRT）的分離，使反應(yīng)器中可 截留大量的生物量，使 HRT縮短；同時(shí)由于其獨(dú)特的水力特征，使反應(yīng)器中的的污泥以顆?；嬖?，由此極大地改善了污泥的沉降和分離性能，大大延長(zhǎng)了污泥在反應(yīng)器中的停留時(shí)間，顯著提高了其處理能力 [12]。 CASS工藝簡(jiǎn)述 CASS（ Cyc lic Activated Sludge System）工藝是間歇式活性污泥法 SBR的一 種 變革，是近年來國(guó)際公認(rèn)的生活污水及工業(yè)廢水處理的先進(jìn)工藝。 1978年 Goronszy教授利用活性污泥底物積累再生理論，根據(jù)底物去除與污泥負(fù)荷的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及活性污泥活性組成和污泥呼吸速 率之間的關(guān)系，將生物選擇器與 SBR工藝有機(jī)結(jié)合，成功地開發(fā)出 CASS工藝， 1984年和 1989年分別在美國(guó)和加拿大取得循環(huán)式活性污泥工藝（ CASS）的專利。 CASS工作原理 CASS 在 SBR 池內(nèi)進(jìn)水端增加了一個(gè)生物選擇器，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水（沉淀期、排水期仍連續(xù)進(jìn)水），間歇排水。設(shè)置生物選擇器的只要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細(xì)菌，其容積約占整個(gè)池子的 10%。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質(zhì)積累 — 再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷了一個(gè)高負(fù)荷的吸附階段（基質(zhì)積累），隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù) 荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個(gè)基質(zhì)降解的全過程和污泥再生。 CASS 工藝原理為： CASS 反應(yīng)器由三個(gè)區(qū)域組成：生物選擇區(qū)、兼氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。生物選擇區(qū)是設(shè)置在 CASS 前端的小容積區(qū)，通常在厭氧或兼氧條件下運(yùn)行。兼氧區(qū)不僅具有輔助厭氧和對(duì)進(jìn)水水質(zhì)水量變化的緩沖作用，同時(shí)還具有促進(jìn)磷的進(jìn)一步釋放和強(qiáng)化反硝化的作用。主反應(yīng)區(qū)則是最終去除有機(jī)物的場(chǎng)所。 CASS池分預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。在預(yù)反映區(qū)內(nèi)，微生物能夠通過酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶性有機(jī)物，經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過程，這對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量、 PH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，同時(shí)對(duì)絲狀菌的生長(zhǎng)起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過程。 CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水功能于一體，污染物的降解在時(shí)間上是一個(gè)推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從 10 而達(dá)到對(duì)污染物去除作用，同時(shí)還具有較好的脫氮、除磷功能。原理如圖 5所示，在反應(yīng)器的前部設(shè)置了生物選擇區(qū)，后部設(shè)置了可升降的自動(dòng)潷水裝置。其工作工程可分為曝氣、沉淀和排水三個(gè)階段，周期循環(huán)進(jìn)行。污水連續(xù)進(jìn)入預(yù)反應(yīng)區(qū)，經(jīng)過隔墻底部進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)，在保證供氧的 條件下，使有機(jī)物被池中的微生物降解。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)可對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。 圖 5所示為 CASS工藝的基本循環(huán)過程，具體依次為： （ 1）充水 曝氣階段，邊進(jìn)水邊曝氣，同時(shí)將主反應(yīng)區(qū)的污泥回流至生物選擇器，污泥回流量約為處理廢水量的 20%。 （ 2）充水 沉淀階段，停止曝氣，靜置沉淀以使泥水分離。在沉淀剛開始時(shí)，由于曝氣所提供的攪拌作用能使污泥發(fā)生絮凝，隨后污泥以區(qū)域沉降的形式下降，因而所形成的沉淀污泥濃度 圖 5 CASS工藝的循環(huán)操作過程 較高。據(jù)報(bào)道，當(dāng)混合液的污泥濃度為 3500mg/L時(shí)，經(jīng)沉淀后污泥的濃度 可達(dá)到 10000mg/L以上 [13]。 11 與傳統(tǒng) SBR工藝不同的是， CASS工藝在沉淀階段不僅不停止進(jìn)水，而且污泥回流也不停止。 CASS工藝在沉淀期間不停止進(jìn)水卻可獲得良好沉淀效果的原因除上述外，還由于在此期間反應(yīng)器不出水，在合理的設(shè)計(jì)條件下，反應(yīng)器猶如豎流式沉淀池，而其表面負(fù)荷則要比豎流式沉淀池低得多。 （ 3）表面潷水階段，處于潷水階段的 CASS 反應(yīng)器需停止進(jìn)水，根據(jù)處理系統(tǒng)中 CASS 反應(yīng)器個(gè)數(shù)的不同，或者將原水引入其它 CASS 反應(yīng)器（兩個(gè)或兩個(gè)以上 CASS 反應(yīng)器），或者將原水引入 CASS 反應(yīng)器之前的集水井（ 單個(gè) CASS 反應(yīng)器）。潷水期間，污泥回流系統(tǒng)照常工作，污泥回流的目的是提高缺氧區(qū)的污泥濃度，使回流污泥中的硝態(tài)氮進(jìn)行反硝化，并進(jìn)行磷的釋放而促進(jìn)在好氧區(qū)內(nèi)對(duì)磷的吸收。由于 CASS 反應(yīng)器在運(yùn)行過程中的最高水位和潷水時(shí)的最低水位是確定的，因而在潷水期間進(jìn)行污泥回流不會(huì)影響出水水質(zhì)。 （ 4）閑置階段，實(shí)際運(yùn)行過程中，由于潷水時(shí)間往往要比設(shè)計(jì)潷水時(shí)間短，其剩余時(shí)間通常用于反應(yīng)器內(nèi)污泥的閑置以恢復(fù)污泥的吸附能力。閑置期間污泥回流系統(tǒng)照常工作。完成上述四個(gè)階段即為 CASS工藝的一個(gè)運(yùn)行周期。 CASS工藝 的主要優(yōu)點(diǎn) CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水于一體，每一個(gè)工作周期微生物處于好氧 — 缺氧周期性變化之中。因此， CASS工藝比普通活性污泥法建設(shè)費(fèi)用低，占地面積省；不需設(shè)專人管理，自動(dòng)化程度高，只需由電工兼顧管理即可；除氮、脫磷不需要另加藥劑；污泥活性高，靜止出水，出水水質(zhì)好；運(yùn)行可靠，耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，可隨時(shí)調(diào)節(jié)充氧量及排放周期，便于設(shè)備檢修，并且不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象；在一個(gè)周期內(nèi)厭氧、兼氧、好氧交替變化，便于除磷、脫氮；污泥量極少，由于池容積較大，污泥負(fù)荷低，池內(nèi)長(zhǎng)期處于內(nèi)源呼吸階段，不但除去了水中的污染物，而 且還氧化了合成的細(xì)胞質(zhì)，實(shí)際是污水處理和污泥耗氧處理的綜合構(gòu)筑物，此法剩余污泥接近于零 [14]。 UASB射流曝氣 CASS工藝簡(jiǎn)述 UASB射流曝氣 CASS 工藝，也屬于目 前應(yīng)用較廣的組合工藝，與其他的組合工藝相比具有下列優(yōu)勢(shì)： （ 1） 由于采用了先進(jìn)的射流曝氣系統(tǒng)，其耐沖擊的負(fù)荷能力大為提高（包括稀釋作用、濃度梯度、溶解氧量大）； （ 2） 其獨(dú)特的布?xì)狻⒉妓夹g(shù)確保反應(yīng)高效進(jìn)行； （ 3） 對(duì)于高濃度、難降解及部分含毒廢水，運(yùn)用生物酶代用品技術(shù)及移動(dòng)生物載體技術(shù)，其價(jià)格僅為國(guó)外的 1/5，且效率更高； （ 4） 射流曝氣系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，氧利用高，對(duì)于處理規(guī)模小于 3000t/d 的中、低濃度有機(jī)廢水同其它曝氣方式相比，具有很高性能價(jià)格比，對(duì)空氣無過濾要求，不易堵塞，便于維修管理。 12 其用于曝氣裝置投資是常規(guī)鼓風(fēng)曝氣裝置的一半，而且噪聲小，工作環(huán)境好，對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng)； （ 5） 根據(jù)生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理，采用多池串聯(lián)運(yùn)行，使廢水在反應(yīng)器的流動(dòng)呈現(xiàn)出整體推流而在不同區(qū)域內(nèi)為完全混合的復(fù)雜流態(tài)，不僅保證了穩(wěn)定的處理效果，而且提高了容積利用率 [15]。從經(jīng)濟(jì)技術(shù)上看使用此法是合理可行的。 通過上述比選， UASB射流曝氣 CASS法在費(fèi)用投資、操作運(yùn)行等方面都有比其他工藝有明顯的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合該企業(yè)生產(chǎn)工藝外排廢水的特點(diǎn)，本項(xiàng)目選用擁有連續(xù)三次榮獲國(guó)家環(huán)保局最佳實(shí)用技術(shù)的 UASB射流曝氣 CASS處理工藝治理該廠屠宰廢水。 UASB射流曝氣 CASS處理工藝流程說明 圖 6 UASB射流曝氣 CASS處理工藝流程圖 UASB射流曝氣 CASS 處理工藝流程如圖 6 所示。 根據(jù)水質(zhì)情況，屠宰廢水中含有大量的毛、內(nèi)臟殘屑和事物殘?jiān)龋瑧腋∥锖扛?，因此在預(yù)處理階段采用了強(qiáng)化措施保證后續(xù)生物處理階段的穩(wěn)定運(yùn)行。污水首先通過粗格柵去 除粗大的懸浮物（如豬內(nèi)臟屑、漂浮油脂等），再進(jìn)入集水池中，經(jīng)過潛污提升泵提升，利用細(xì)格柵進(jìn)一步除去廢水中攜帶的畜毛及其它細(xì)小固體懸浮雜質(zhì)，進(jìn)入合建的初沉池和調(diào)節(jié)池，污水中的細(xì)小分散的油脂和懸浮物通過初沉池撇渣去除，同時(shí)污水水質(zhì)也得到均化，水量得到調(diào)節(jié)，為后續(xù)生物反應(yīng)器做好準(zhǔn)備。經(jīng)調(diào)節(jié)后的污水進(jìn)入 UASB厭氧池，進(jìn)一步穩(wěn)定污泥，更易脫水，同時(shí)使廢水起到酸化分解的作用，把復(fù)雜的有機(jī)物分解成簡(jiǎn)單的有機(jī)物，增加了廢水的可生化性，使廢水中的污染物降低。接著廢水進(jìn)入 CASS曝氣池，污染物得到最終降解，經(jīng)過消毒后廢水達(dá)一 級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)外排。調(diào)節(jié)沉淀池、 UASB厭氧池及 CASS池的剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮池濃縮后加入絮凝劑，在 13 污泥脫水車間用帶式壓濾機(jī)脫水，干污泥外運(yùn)處置或用作農(nóng)肥。污泥濃縮池上清液、帶式壓濾機(jī)濾網(wǎng)沖洗水和壓濾液回流進(jìn)行再處理。 水質(zhì)水量及處理要求 根據(jù)調(diào)查了解數(shù)據(jù)和相關(guān)資料，該廠的污水水量及水質(zhì)如下： 設(shè)計(jì)最大進(jìn)水量： 2400m3/d； 小時(shí)平均水量： 100m3/h； 根據(jù)相關(guān)要求，處理后的廢水需達(dá)到《肉類加工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB1345792）中畜類屠宰加工的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的排放要求 [16]。 表 1 進(jìn)出 水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) pH CODcr（ mg/L） BOD5 （ mg/L） SS （ mg/L） NH3N（ mg/L） 大腸桿菌 （個(gè) /L） 進(jìn)水 出水 2400 80 1100 30 600 60 65 15 105 5000 14 3 粗格柵、集水池及提升泵房的設(shè)計(jì) 粗格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算 粗格柵 設(shè)計(jì)說明及參數(shù)確定 格柵是污水處理廠第一道預(yù)處理設(shè)施，可去除大尺寸的漂浮物或懸浮物，以保護(hù)進(jìn)水泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并盡量去掉 那些不利于后續(xù)處理過程的雜物。本設(shè)計(jì)擬用 GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)（見圖 7）， 回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)采用懸掛式雙擊渦輪桿減速機(jī)，使傳動(dòng)鏈輪與傳動(dòng)鏈條的嚙合調(diào)整保持良好狀態(tài)。整機(jī)水上部分采用鋁合金型材、板材；水下部分為優(yōu)質(zhì)不銹鋼。清污耙固定在兩根牽引鏈條之間，可隨鏈條回轉(zhuǎn)。每個(gè)耙齒都插入柵隙內(nèi)一定深度。當(dāng)耙齒轉(zhuǎn)到柵體頂部牽引鏈條換向時(shí)，齒耙也隨之反轉(zhuǎn)，污物脫落 [17]。 設(shè)計(jì)參數(shù)： 設(shè)計(jì)進(jìn)水最大流量 332 4 0 0 / 0 .0 2 8 /Q m d m s?? 柵條間隙 ? 柵前水深 ? 過柵流速 /v m s? 安裝傾角 60?? 柵 條間隙個(gè)數(shù) 柵條間隙個(gè)數(shù) n ： max sinQn bhv ?? 式中： maxQ — 最大設(shè)計(jì)流量， 3/ms ? — 格柵傾角，（ ），取 60?? b — 柵條間隙， m ，取 ? n — 柵條間隙個(gè)數(shù)，個(gè) h — 柵前水深， m ，取 ? v — 過柵流速， /ms，取 /v m s? 格柵設(shè)兩組，按兩組同時(shí)工作設(shè)計(jì)，一格使用，一格工作校核。 則： 0 .0 2 8 s i n 6 0 110 .0 1 0 0 .4 0 .6n ???? （ 個(gè) ） 15 圖 7 GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機(jī) 柵槽寬度計(jì)算 柵槽寬度一般比格柵寬 ～ ，取 設(shè)柵條寬度： 30 ( 3 )S mm m? 則柵槽寬度： ( 1 ) 0 . 2 0 . 0 3 ( 1 1 1 ) 0 . 0 1 0 1 1 0 . 2B S n b n? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ( )m? 格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算