最新某屠宰厂废水处理工程的初步设计资料.docx

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最新某屠宰厂废水处理工程的初步设计资料

1设计（论文）题目及专题：

某屠宰厂废水处理工程的初步设计

第一章前言

屠宰业是我国出口创汇和保障供给的支柱产业之一，屠宰废水来自牧畜、禽类、鱼类宰杀加工，是我国最大的有机污染源之一。

我国大部分城市已基本上实现了禽畜的定点集中屠宰，据调查，屠宰废水的排放量约占全国工业废水排放量的6%，随着经济的发展和人民生活水平的提高，肉类食品加工工业将会有更大的发展，屠宰废水的污染还有不断加剧的趋势。

而环保部门要求具有一定规模的屠宰场都必须建立专门的废水处理站。

屠宰废水主要来自猪禽类屠宰和加工环节，水量大、颜色深、有机物浓度高。

废水中含有大量血液、油脂、碎肉、粪便和毛发，并带有难闻的臭味，含有高浓度的有机质而不易降解，处理难度较大，环境污染严重。

一般屠宰废水的水质具有如下特点：

①屠宰废水一般呈红褐色，有难闻的腥臭味,其中含有大量的血污、油脂质、毛、肉屑、骨屑、内脏杂物、未消化的食物、粪便等污物，固体悬浮物含量高。

　②屠宰废水有机物含量高，可生化性好其中高浓度有机质不易降解，处理难度较大，宰废水中的营养物主要是氮、磷，其中氮主要以有机物或铵盐形式存在，而磷主要以磷酸盐的形式存在。

从国内外屠宰类废水的处理工艺方法及各自的优缺点入手,针对屠宰废水高含油量、高碳磷比和高碳氮比等特点,可以知道，屠宰废水最经济有效的方法应以生物法处理为主,辅助以必要的物理、化学等预处理方法.这样不仅达到预期处理效果和预防水体富营养化，而且还能产生清洁能源—沼气，节约能源。

所以厌氧法+好养处理高浓度有机废水是将来研究的重要方向。

第二章概论

第三章水质特性及水量

3.1废水来源及危害

废水来源于屠宰车间，主要包括

（1）屠宰前冲洗牲畜的废水；

（2）烫毛、清洗胴体废水；（3）清洗内脏废水；（4）冲洗车间地面、器具废水；（5）冲洗圈栏废水。

屠宰过程排放的废水中血污染最为严重，通常放出的血均回收利用，既减少处理负荷又增加收入。

屠宰过程中排放的废水含有大量的血污、油脂、毛。

内脏杂物、未消化的食物及粪便等污染物，并带有令人不适的血红色及血腥味，而且还含有大肠菌。

粪便链球菌等危害人体健康的致病菌。

这些废水具有浓度变化大，有机物含量高等特点，直接排入环境将严重污染水体。

3.2废物组成

屠宰废水中还含有大量的冲洗水和其它废水。

水中所含物质以可沉淀物居多，如猪尿粪、泥砂等。

污水组成如下表：

表3.1屠宰废水组成

污染物类别

污染物种类

处理简述

气相

固相

液相

臭气、沼气、二氧化碳等

肉渣、内脏、粪便等畜毛等难降解物，砂粒

可降解有机物，氮、磷等，油脂，其它悬浮物

水封、从下水道排放，水管排空

分离，厌氧分解，格栅分离，沉淀

生化分解，细菌利用，重力分离（隔油），过滤、吸附

3.2.1水质、水量

屠宰过程中废水往往集中在短时间内排放，水量波动较大。

废水进、出水质及排放标准如表3.3，处理后出水水质要求达到国家《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB13457-1992）一级标准。

表3.2肉类加工工业水污染物排放标准（GB13457-1992）

资料来源:

给水排水设计手册（6）—工业排水

表3.3设计进、出水水质及排放标准

项目

CODcr（mg/L）

BOD（mg/L）

SS（含猪毛）（mg/L）

动植物油（mg/L）

PH

进水水质

出水水质

2300

≤80

1035

≤25

420

≤60

110

≤15

7.0

6.0～8.5

第四章屠宰废水处理工艺流程

4.1工艺比较分析及方案确定

化学法常用于处理屠宰废水的化学法主要有水解、混凝沉淀等，此法一般作为废水的预处理，也可作为废水的最终处理。

碱性水解和酶水解该法使用碱性物质或酶水解以减少废水中的脂肪颗粒，常作为屠宰废水的预处理。

通常采用石灰、NaOH、脂肪酶、细菌酶等，其中石灰经济实用但是会产生大量的废渣；用NaOH进行预处理时，控制NaOH的质量浓度在150～300mg／L范围内，可使平均脂肪颗粒降到处理前脂肪颗粒（Din）的73％±7％；用胰脂肪酶进行预处理效果最佳，胰脂肪酶PL-250可使脂肪颗粒粒径最大降到处理前废水中脂肪颗粒的60％±3％，而且胰脂肪酶更适用于水解牛刚S肪；用细菌酶处理，细菌酶的使用量较多时才能达到明显的水解效果。

但是用碱性水解处理屠宰废水会导致废水的pH值出现波动，难以控制，使后续生物氧化法等工艺不易正常运行。

混凝处理常用的混凝剂有铝盐、铁盐等，其中聚合硫酸铁混凝处理屠宰废水效果较好，为减少铝盐的使用量，也可用聚合氯化铝（PAC）和聚乙烯铵混合作为混凝剂。

在聚合硫酸铁的合成中，加入任意比例的铝盐和一定比例的硅酸盐，以及少量的聚丙烯酰胺生成一种新混凝剂CPFA-CS．此复合无机高分子混凝剂具有较宽的pH值和温度适用范围，用它作为混凝剂处理屠宰废水，CODcr，和色度去除串分别可达75％和95％以上，一次混凝处理即可达到或接近废水综合排放标准。

　　单纯的混凝处理存在一个明显的问题就是屠宰工序中产生的血水难以除去，并且同时产生大量的污泥和废渣。

所以如果在使用混凝剂处理前先对屠宰废水进行适当变性处理，再采用硫酸亚铁和氧化钙复合混凝剂处理，出水CODcr，的质量浓度可以降到197.4mg/L，有较好的处理效果,且此法简便、高效，有较好的环境效益，但是该法处理的废水限于CODcr，的质量浓度小于1000mg/L的废水。

混凝法处理废水处理成本低，低温下具有较好的处理效果，此法多用于处理浓度较低的废水,或作为高浓度废水预处理，以降低后续的生物处理的负荷。

生物法据屠宰废水水质特点知其具有较好的可生化性，且在有机物含量、有机元素种类和pH值等方面都较适合于采用生物法进行处理。

因此目前在屠宰废水处理技术的选择上．生物法是经济有效的处理方法。

好氧生物处理法传统的活性污泥法CODcr去除率一般为80%左右，BOD5为90％，处理后的废水一般难以达到废水综合排放标准，而采用序批间歇活性污泥法（简称SBR法）可大大突破这一界限。

SBR法用于宰鸡厂废水处理，CODcr去除率可达到95%以上。

屠宰厂的废水经预沉池、厌氧、SBR反应等工艺处理后，出水水质可优于（GB8978-1996）一级排放标准。

在SBR法的基础进行改造后出现了二段SBR法，其特点是系统设两段SBR池串联，分别培养出适宜于不同有机物的专性菌，从而使不同种类的有机物在不同的生化条件下都得到充分降解。

该法对水质水量的变化适应能力强，运行灵活，抗冲击能力强，出水的水质稳定，易实现自动化控制。

生物膜法序批式生物膜法具有良好的反硝化脱氮功能，水力条件好，抗冲击负荷强，生物浓度高，可适合世代时间较长的消化菌生长。

在相同运行条件下，生物膜系统处理效果优于活性污泥系统，其CODcr，BOD5和油脂去除率分别可达97%，99%和82％，出水水质可达废水综合排放二级标准。

达到相同的污染物去除率时，生物膜系统的运行管理更方便，且克服了活性污泥系统存在的一些问题，例如，该方法不会存在污泥流失问题，不需要设置搅拌装置即可达到脱氮效果，且不存在污泥上浮现象。

但序批式生物膜法对油脂、SS、色度的去除有限，故要设除油脂池和滤柱。

厌氧生物处理与好氧法相比，厌氧法在获得同样高的BOD5去除率条件下具有成本低，产生的淤泥少、稳定、易脱水，占地面积小，操作方便，且产生的甲烷可作为燃料再利用的优点。

但常用的UASB，AF，ASBR等高效厌氧反应器受废水中悬浮固体及其油脂、脂肪浓度的影响较大。

如果废水中含有的氨氮浓度较高，或者厌氧分解有机物过程产生的氨氮较多，使得水质达不到排放标准，就必须采用如下叙述的组合工艺。

为了既获得更好的处理效果，又可以降低处理成本，屠宰废水的处理往往采用多种方法相结合的工艺。

下面叙述几种典型的组合工艺。

①加压生物接触氧化一混凝沉淀组合工艺，该工艺适合处理中浓度的屠宰废水，试验结果表明，生物反应器压力平均为300kPa，进水P（CODcr）约为1100～1700mg/L，P（BOD5）约为600～900mg/L，BOD容积负荷（以BOD5计）平均7．6kg/（m3．d）。

出水先经过加压生物接触氧化处理后，提高废水中的溶解氧和有机物的降解速率，再经混凝沉淀后可达到现有企业的二级排放标准。

该工艺处理中浓度废水效率较高，但处理成本高，难于维护与管理。

a.二段高速上流式厌氧污泥床（UASB）法和溶解空气浮选一升流式厌氧污泥床（DAF—UASB）法是在单个UASB法上的改进工艺，适合处理含高浓度悬浮固体、脂肪颗粒和油脂的屠宰废水。

二段高速上流式厌氧污泥床（UASB）法的第一阶段为使用絮凝剂淤泥的UASB反应器，可以去除脂肪颗粒、油脂等不溶解的CODcr，第二阶段为使用粒状淤泥的UASB反应器，去除溶解性的COD此法CODcr去除率可达90%以上。

b.水解酸化一生物吸附再生一接触氧化工艺，该工艺特别适合于处理高浓度、水质水量变化较大的废水。

在进水COD为1500～4000mg/L的条件下，COD去除率可达95％以上，该法采用AB两段组合工艺，A段负荷高．污泥絮体具有较强的吸附能力和良好的沉降性能．抗冲击负荷能力很强，对有毒物质的影响具有很大的缓冲作用．但是污泥量较高，需采取相应的污泥处理措施．B段二沉池出水中的少量难沉降的脱落生物膜通过气浮处理进一步去除，以提高出水水质。

c.升流式厌氧污泥床过滤器（UASBAF）一序批式活性污泥法（SBR）工艺，该工艺是适用于水质波动较大、蛋白质含量高的废水处理。

其中升流式厌氧污泥过滤器是将升流式厌氧污泥床（UASB）和厌氧滤池（AF）组合为一体的反应器，适应于间歇进水的屠宰废水，容积负荷（以COD计）为0．114～0．346kg/（m3·d）；而SBR为序批式活性污泥法，在同一池内按进水、反应、沉淀、排水分阶段周期进行，耐水量水质冲击负荷。

SBR非常适应于屠宰废水每天有规律地间歇排放的特点。

有机物先经过UASBAF厌氧消化后，分解生成的氨氮经过SBR后去除率达68．6%。

该工艺具有工艺流程简单、耐冲击负荷、运行管理简便、工程造价省和运行费用低等特点，适合于小型肉类加工厂的屠宰废水处理工程。

考虑屠宰废水水质特点，对比各种处理方法的优缺点，得出目前屠宰废水最经济有效的处理技术为：

以生物法为主，辅助必要的物理、化学等方法作预处理。

例如以采用生物处理法为主体的二级SBR法工艺路线处理效果较好。

厌氧生物处理成本低，但不能较好地去除氨氮，故对于出水水质要求较高的情况下，通常经过厌氧处理（UASB法）后，还需进行好氧处理或采用化学法去除氨氮才能达到水质排放要求。

好氧法不仅可以获得很高的CODcr去除率，而且还可以去除氮、磷，但成本很高，所以对于高浓度屠宰废水，通常首先经厌氧生物法处理，然后使用好氧法处理，综合使用厌氧和好氧生物法的优点，可以获得高CODcr去除率，同时去除氮、磷，还降低成本。

4.2处理工艺流程

屠宰废水中的有机物主要为蛋白质和脂肪，该类物质属大分子长链有机物，难以被一般的好氧菌直接利用，在其生物降解过程中，一般先通过酶的作用分解成氨基酸、碳水化合物等小分子有机物后方可被好氧菌直接利用，因此可采用上流式厌氧污泥反应床法。

工艺流程采用预处理—厌氧—好氧生化工艺。

屠宰废水的预处理是整个系统能否有效运行的关键。

屠宰废水中固体悬浮物（SS），该类悬浮物属易腐化的有机物，必须及时拦截，一方面可防止后续管道设备的堵塞，另一方面即时清理可避免悬浮固体有机质腐化溶入废水中而成为溶解性有机质，导致废水CODCr、BOD5浓度提高。

屠宰废水包括含有大量猪粪、未消化饲料的圈栏冲洗水和一般屠宰废水两大类预处理段采用人工格栅、机械格栅、气浮除油池的方式，好氧段采用目前国际领先的、适用于屠宰废水的一种低投资、节能、运转费低、去除率高的UASB反应池和SBR反应池。

本设计采用UASB+SBR反应工艺流程，出水水质可达到相关规定的标准。

屠宰废水处理工艺流程图如下：

沼气鼓风机

进水出水

泥饼外运

图3.1屠宰废水处理工艺流程

4.3各工序BOD去除率分析表

表4.1各工序BOD去除率分析表

序号

工序名称

进水BOD浓度（mg/L）

出水BOD浓度（mg/L）

去除率（%）

1

2

3

4

粗格栅、细转筛

气浮除油池

UASB反应池

SBR反应池

1035

879.8

528

184.8

879.8

528

184.8

23

15

40

65

90

4.4工艺设计说明

废水经粗格栅后去除较大悬浮固体和毛发等杂质后直接进入集水井，然后经细筛网去除较细颗粒物和悬浮物等。

含高脂油污水进入气浮除油池除去浮于表面或悬浮的油，下层污水流入厌氧水解池（UASB），在厌氧菌胞外酶的作用下，将大分子有机物水解酸化变成小分子，将大部分不溶性有机物降解为溶解性物质。

然后泵入SBR反应池，SBR反应池水位到设定液位后进行射流曝气，使废水与活性污泥充分混合，曝气结束待泥沉下后，上清液排放，2只SBR反应池，交替运行。

污泥积存到一定水位时，将泥排至污泥池。

SBR生物反应器采用分步控制生化处理过程。

以进气、曝气反应、沉降、出水和静置等5个阶段为一个运行周期，给系列化处理提供最佳条件。

SBR生化系统具有完全混合特点的推流式反应器，又是一个理想状态的二沉池，此外，SBR系统污泥沉降性能较好，污泥增殖和产泥量均较小。

特别适用于生化性好且水量不大的废水，从SBR出来的水可达标排放。

第五章主要设备计算与选型

5.1粗格栅设计计算

5.1.1设计说明

屠宰废水的预处理是整个系统能否有效运行的关键。

屠宰废水中固体悬浮物（SS）含量较高，该类悬浮物属易腐化的有机物，必须及时拦截，一方面可防止后续管道设备的堵塞，另一方面即时清理可避免悬浮固体有机质腐化溶入废水中而成为溶解性有机质，导致废水CODCr、BOD5浓度提高。

屠宰废水包括含有大量猪粪、未消化饲料的圈栏冲洗水和一般屠宰废水两大类。

圈栏冲洗水经一化粪池预处理后再与一般屠宰废水废水合并后进入废水处理站，化粪池内沉积的猪粪和未消化饲料通过挤压式固液分离机抽提并干燥后（含水率可达70%以下）作为鱼类饲料。

一般屠宰废水预处理的两种主要方法：

气浮和筛滤（过滤孔径1～5mm），其中气浮主要应用于废水量较小的处理站，其缺点主要是设备复杂、不易管理、运行成本高、卫生条件差；筛滤则主要应用于废水量较大的屠宰废水的预处理，管理方便，运行稳定。

另外在筛滤机前需依次设置粗格网（25mm）保护措施。

5.2集水井

。

5.3筛滤机

5.3.1设备选型

经过粗格栅后，污水进一步初处理，采用网间隙较小的筛网去处相对小的杂物。

根据实际，可选GTL型滚筒式筛滤机。

表5.1GTL型滚筒式筛滤机主要技术参数

名称

型号

GTL-50

GTL-100

GTL-200

处理水量/

设备长/mm

设备宽/mm

设备高/mm

进水

管径/mm出水

反洗

电机功率/KW

50

3300

820

1665

DN125

DN150

DN25

0.75

50～150

3960

1340

2310

DN200

DN250

DN25

0.75

150～250

4483

1844

2950

DN250

DN300

DN25

1.5

从上表中可以看出，选GTL-100型号的过滤机符合本设计工程，筛网格间隙取5mm。

要经过泵把废水抽到此装置，然后再处理。

5.4气浮除油池

5.4.1设计说明

屠宰废水中含有很高的油、油脂，所以在进行后续厌氧和好氧出来步骤之前要进行除油（脂）。

废水中的油类存在形式不同，处理程度不同，采用的处理方法和装置也不同。

除油设备可分为油水分离设备、撇油器、污油脱水设备。

本工程采用气浮除油法去除废水中的油，用气浮法还可以去除废水中的猪毛和格栅没有去除的漂浮物。

气浮是一种去除油（脂）的常用方法。

废水或一部分沉淀池出水用压缩空气加压到0.34～4.8MPa（3.4～4.8atm），使溶气达到饱和。

当此别被压缩过的气液混合物被置于正常大气压下的气浮设备中时，微小的气泡即从溶液中释放出来。

油珠即可在这些小气泡作用下上浮，结果使这些物质附着在或包裹在絮状物中。

气-固混合物上升到池表面，即被撇出。

澄清的液体从气浮池的底部流出，其中一部分要循环流回至加压室。

气浮处理前可先投加混凝剂，然后再与压缩气体混合。

竖流式气浮池的基本草图如下：

原水

排渣

出水

图5.1竖流式气浮池结构草图

5.5UASB反应器设计

5.5.1设计说明

UASB系统的原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮体的基础上，并结合在反应器内设置污泥沉淀系统，使气相、液相和固相三相得到分离。

形成和保持沉淀性能良好的污泥（可以是絮状污泥或颗粒型污泥）是UASB系统良好的运行的根本点。

其特点有：

UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器；它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小；设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。

本工程中，对污水进行厌氧处理采用UASB反应器，其构造原理简图如下：

图5.2UASB反应器构造原理草图

UASB反应器最重要的设备是三相分离器，这一设备安装在反应器的顶部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。

为了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮体/颗粒的满意的沉淀效果，三相分离器第一个主要的目的就是尽可能有效地分离从污泥床/层中产生的沼气，特别是在高负荷的情况下。

UASB反应器内部可以分为三个区：

污泥床区、悬浮区和沉淀区。

在反应器底部是浓度极高且具有良好沉降性能的颗粒污泥，形成污泥床。

待处理污水从反应器底部进入污泥床，并在向上流的过程中与颗粒污泥混合。

颗粒污泥中的微生物分解污水中的有机物并转化为沼气。

沼气以微气泡的形式附着在颗粒污泥上，带动着颗粒污泥上升，从而在污泥床上方形成浓度沿反应器高度上升而下降的颗粒污泥悬浮层。

带有气泡的颗粒污泥一部分在向上运动过程中相互碰撞和气泡分离而下沉，另一部分气泡则上升到沉淀区。

沉淀区设有固、液、气三相分离器，上升到沉淀区的污泥和三相分离器的下沿反射板碰撞后和气泡分离而下沉，气泡则被收集在气室，由导气管排出，固、气分离后的污水由沉淀区上部溢出。

由UASB的原理可知，虽然UASB内部没有设置填料，也无须污泥回流和搅拌，但由于设有三相分离器并且形成了颗粒污泥，避免了污泥流失，使反应器中保持极高的污泥浓度，据报道UASB底部的污泥浓度可以达到60-80g/L，高污泥浓度使得UASB的处理效率极高，可以达到30-50kgCOD/m3.d。

5.6SBR反应器的设计

5.6.1设计说明

SBR活性污泥法是在单一的反应器内，按时间顺序进行进水、反应（曝气）、沉淀、排水、待机（闲置）等基本操作，从污水的流入开始到待机时间结束为一个周期操作，这种周期周而复始，从而达到污水处理的目的。

SBR工艺操作流程图如下：

图5.5SBR工艺操作流程图

进水期指从反应器开始进水直到反应器最大达容积时的一段时间。

在此期间可分为3种进水方式：

曝气（好氧反应）、搅拌（厌氧反应）及静置。

在曝气的情况下有机物在进水过程中已经开始被大量氧化，在搅拌过程的情况下则抑制好氧反应。

运行时可根据不同微生物的生长特点、废水的特性、要达到的处理目标和设计要求，分别采用非限制曝气、半限制曝气和限制曝气的方式进水。

反应器反应的目的是在反应器内最大水量的情况下完成进水期已开始的反应。

根据反应的目的的决定进行曝气或搅拌，即进行好氧反应或厌氧反应。

在反应阶段通过改变反应条件，不仅可以达到有机物降解的目的，而且可以达到脱氮、除磷的效果。

沉淀期沉淀的目的是固液分离，本工序相当于二沉池，停止曝气和搅拌，沉淀絮体和上清液分离。

沉淀过程一般是由时间控制的，沉淀时间在0.5～1.0h之间，甚至可能达到2h，以便于下一个排水工序。

污泥层要求保持在排水设备的下面，并且在排放完成之前不上升超过排水设备。

排水期排水的目的是排除曝气池沉淀后的上清液，留下活性污泥，作为下一个周期的菌种。

上清液恢复到循环开始时的最低水位，该水位离污泥层还有一定的保护高度。

SBR排水一般采用滗水器，滗水所用的时间由滗水能力来决定，一般不会影响下面的污泥层。

待机期沉淀之后到下个周期开始的期间称为待机工序。

曝气池处于空闲状态，等待下一个周期的开始。

在待机期间根据工艺和处理目的，可以进行曝气、混合、去除剩余污泥。

待机期的长短由原水流量决定。

SBR运行中另一个重要步骤是排放剩余污泥，在一个SBR运行过程中，排放剩余污泥通常在沉淀期或闲置期。

SBR反应池设计运行水位如下图所示：

警报，溢流水位

高峰水位

基准水位

排水结束水位

H

污泥界面

图5.6SBR反应池设计运行水位草图

．SBR反应器进出水水质指标如下：

表5.3SBR反应器进出水质情况

水质指标

COD

BOD

SS

进水水质（mg/l）

去除率（%）

出水水质（mg/l）

460

83

78

184．8

85

28

150

65

53

5.7污泥部分各处理构筑物设计与计算

5.7.3污泥浓缩池

设计说明为方便污泥的后续处理机械脱水，减小机械脱水中污泥的混凝剂用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的含水率。

本设计采用间歇式重力浓缩池，运行时，应先排除浓缩池中的上清液，腾出池容，再投入待浓缩的污泥，为此应在浓缩池深度方向的不同高度上设上清液排除管。

设计计算草图见下图：

图5.7污泥浓缩池计算草图

5.7.4机械脱水间

设计说明污泥经浓缩后，尚有96%的含水率，体积仍很大，为了综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理。

拟采用带式压滤机使污泥脱水，它有如下脱水特点：

（1）滤带能够回转，脱水效率

高；

（2）噪声小，能源节省；（3）附属设备少，维修方便，但必须正确使用有机高分子混凝剂，形成大而强度高的絮凝。

带式过滤脱水工艺流程见下图：

图5.8带式过滤脱水工艺图

5.7.5污水提升泵房

设计说明污水泵房用于提升污水厂的污水，以保证污水能在后续处理构筑物内畅通的流动，它由机器间、集水池、格栅、辅助间等组成，机器间内设置水泵机组和有关的附属设备，格栅和吸水管安装在集水池内，集水池还可以在一定程