某肉联厂生产废水的处理工艺设计环境工程毕业设计Word下载.docx
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148~394
43.1~54.8
0~160000
处理后
6.77~7.48
40.5~82.5
10.7~26.8
28~55
3.02~3.61
430~460
DB4437-90标准
6~9
≤80
≤30
≤70
≤10
≤50
表2.2废水调节池水解酸化区及SBR反应池运行效果
项目
原废水浓度
调节池水解酸化区出水
SBR反应池出水
总去除率
%
浓度
去除率
620~1430
378~702
39.0~50.9
72~96
81.0~86.3
88.4~93.3
BOD5
262~878
246~483
32.0~45.0
28~34
88.6~93.0
92.3~96.1
NH4-N
37~71
43~86
4.1~6.7
90.5~92.5
88.9~90.9
该废水处理运行成本为：
0.59元/m3
2.2.2常熟市肉联厂采用厌氧-生物接触法处理屠宰废水
此工艺采用厌氧与好氧相结合，使得COD得到充分降解。
进水CODcr浓度在1000mg/L，处理工艺流程见下图。
采用本工艺处理屠宰废水，COD去除率为92.5%左右，出水COD可达60mg。
L左右，BOD5去除率为94%，色度降低20倍。
该处理工艺投资省，运转费用低，处理效果好，技术较成熟，既有推广和使用价值。
图2.2厌氧—接触氧化法出来流程
2.2.3厌氧-SBR生化法处理工艺
宁波奉化某公司屠宰废水排放量为50m3/d，混合废水的水质如下表：
表2.3宁波奉化某公司屠宰废水水质
6.9~9.1
1060~2760mg/L
590~1480mg/L
940～1300mg/L
油类
24~49mg/L
该废水的可生化性比较好，采用生化为主的处理工艺，处理工业流程如下图所示：
图2.3厌氧—SBR生化法处理工艺流程图
主要构筑物及参数如下：
1）初沉池有效容积60m³
（4.0m×
3.5m×
4.5m），停留时间为14h，经初沉后对减轻后处理负荷及防止填料堵塞起到关键作用
2）厌氧池有效容积480m³
（28.0m×
4.0m×
4.5m），内置生物填料，填料接触时间为4d。
3）SBR反应池有效容积200m³
（4.5m×
4.5m×
5.5m），内设射流曝气器进行曝气，每池设置4只射流器。
SBR反应池设置两座交替使用。
4）污泥池有效容积30m³
屠宰废水经初沉、厌氧水解、SBR生化处理后，处理前、后污水的检测结果见下表：
表2.4污水中的污染物指标检测结果（单位：
mg/L，PH值除外）
检测点
进水
最大值
7.1
2552
1338
982
41.8
最小值
6.9
1255
645
941
25.6
平均值
1095
992
961
33.7
出水
7.0
92
28
62
9.3
79
21
41
83
25
51
8.2
平均去除率/%
94.8
97.3
94.7
75.6
废水处理成本为1.55元/m3
实践证明，SBR法具有工艺简单，投资省，能耗低，处理效果好，操作简单，剩余污泥量上和不产生污泥膨胀等优点，是屠宰废水处理的理想工艺。
2.2.4完全混合式半深井射流曝气工艺
大连某食品集团公司采用完全混合半深井射流曝气工艺，能够有效地处理北方寒冷地区屠宰废水或食品加工等高浓度有机废水，处理效果明显。
其技术关键在于曝气池的设计和打破常规作法，设计成半深井射流曝气池，所以其处理效果受气温变化影响小。
图2.4完全混合式半深井射流曝气工艺流程图
该工艺处理屠宰废水进水COD浓度在1000mg/L左右，经处理后排放COD浓度为90mg/L。
COD的去除率为91.48%；
BOD去除率为91.07%；
色度去除率为94.20%；
悬浮物去除率为95.38%。
该工艺特点是曝气池地下埋深6m，当室外温度为-20C时，池内温度在10~13C之间。
池内溶解氧为4~7mg/L，污泥负荷为1.49kgBOD5/（kgMLSS·
d），曝气池氧利用率为95.38%。
该工程设计合理，处理效果好，出水无色清澈，各项指标符合要求。
2.2.5好氧法处理屠宰加工厂废水处理工艺
湖北某肉联合加工有限公司是以饲养、屠宰、副产品加工、食用油脂等为主的屠宰加工工厂。
屠宰车间为主要车间，每天生产废水排放量1089t。
生产废水主要来源于屠宰废水车间放血、退毛、解体等工序废水及饲养车间的清洗水。
生产废水含有大量的以固态或是溶解态存在的蛋白质、脂肪和碳水化合物等可降解的有机物质。
这些物质的存在，使肉类加工废水表现出很高的BOD5，COD，SS、油脂和色度等。
废水的COD为11001600mg/L，BOD为500~800mg/L，SS为600~750mg/L。
该公司采用完全混合活性污泥处理肉类加工废水，技术特点是以完全曝气池为主体，以斜板沉淀池为补充，作为整个系统的重要装置。
为适应肉类加工生产的季节性，废水流量的波动性，以及非连续生产的特点，设计中将曝气池一分为二，既能适应不同时期水量的污水处理，有能节省污水处理的运行费用。
两组一体组成的曝气池，运行时可根据需要按生物吸附再生、普通活性污泥法或阶段曝气方式进行操作，工艺见下表：
图2.5完全混合活性污泥法工艺流程图
表2.5各设备运行效果
脱脂槽废水
水解调节池出水
曝气、二沉池出水
总去
除率
1105
773.5
30
465.3
40
94~120
74~80
89.1~91.5
BID5
542
379.4
50
87
90
741
518
155.4
70
90~120
23~42
79~83
运行成本为0.71元/t。
2.3工艺简单比较
1）厌氧-SBR生化法处理工艺
优点：
工艺简单，投资省，能耗低，处理效果好，操作简单，剩余污泥量少和不产生污泥膨胀等优点，是肉联厂废水处理的理想工艺。
缺点：
设备运行成本较高
2）水解酸化—序批式活性污泥法处理工艺
优点：
运转费用低，处理效果好，去除率高，特别是氨氮去除率高
缺点：
工艺流程较复杂，建设成本较高
3）厌氧-生物接触法处理屠宰废水
此工艺采用厌氧与好氧相结合，使得CODcr得到充分降解。
投资省，运转费用低，处理效果好，技术较成熟
耐冲击能力较差
4）完全混合式半深井射流曝气工艺
受气温变化影响小
成本高
5）好氧法处理屠宰加工厂废水处理工艺
去除率高，工艺成熟，运行稳定，抗冲击能力强
中小型处理设置基建投资大
本人设计题目为350吨肉联厂废水处理工艺设计，根据肉类加工废水的水质和出水要求，综合以上各种可行的处理工艺的分析和对比，初步选择厌氧-SBR法。
该方法工艺简单，投资省，能耗低，处理效果好，操作简单，剩余污泥量少和不产生污泥膨胀等优点，而且抗冲击能力强，除氨氮效果好。
肉类加工废水是间歇式排放的污水，其排放过程都是集中在某一时间段，很适合SBR工艺的特性。
该流程中的厌氧部分采用水解酸化法，但简化水解酸化-SBR法的复杂过程，以达到节约成本的目的。
第三章工艺设计及计算
3.1肉联厂废水的工艺比较
3.1.1水质、水量分析
肉类加工工业废水有机物含量高，废水COD高，SS高，污水可能带病体或病毒。
该毕业设计的肉联厂废水水质情况如下表：
表3.1肉联厂废水的水质
CODcr（mg/l）
BOD5（mg/l）
SS（mg/l）
PH
原水
800-900
400-600
600-800
6-7
水质特点：
1）废水水量变化大。
2）水中的有机物含量高，而且含动植物油比较多，水质变化大。
3）由于肉类加工废水含有大量牲畜的血液，肠胃内容物质等东西，所以可能带有病菌和病毒。
设计处理量为：
350t/d污水厂24小时运行
出水水质应达到以下指标：
表3.2肉联厂废水出水水质要求
排放水
100
7
处理后的污水经过消毒后可以直接回用或者排放到自然水体内或者回用。
3.1.2工艺流程的选择
肉联厂废水属于工业生产废水，根据上节水质、水量状况确定其处理工艺流程时候遵循以下几个原则。
1）应选择占地面积小的工艺流程，从而减少污水厂的投资。
2）由于污水的水量、水质变化大，所以应该选择一个对该特点废水能比较稳定运行的流程。
3）肉联厂比较缺少技术人员，选择工艺上尽量选择简单，容易管理和维护的工艺流程。
4）采用的机械设备尽量的少，使运行简单。
5）采用目前先进的肉联厂废水技术，使出水达到严格国家一级标准，降低对环境的危害。
6）处理投资省，运行成本低。
根据以上的原则，本设计采用水解酸化—SBR法处理。
水解酸化工艺的特点：
1）不需要密闭的池，不需要搅拌器，不需要水、气、固三相分离器降低了造价和便于维护。
根据这一特点可以设计出适应大、中、小型污水厂所需要的构筑物。
2）水解、产酸阶段的产物主要是小分子的有机物，可生化性一般较好，故水解池可以改变原污水的可生化性，从而减少反应时间和处理的能耗。
3）由于反应控制在第二阶段完成前，出水无厌氧发酵的不良气味，改善了处理厂的环境。
4）由于第一、二阶段反应迅速，故水解池体积小，与初次沉淀池基本相当，节省基建投资，于水解池对固体有机物的降解，减少污泥量，具有消化池的功能。
5）工艺仅产生很少的剩余活性污泥，实现了污水、污泥一次处理、不需要中温消化池。
SBR是序列间歇式活性污泥法的简称，其有以下特点：
1）理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。
2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。
3）耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。
4）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。
5）处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。
6）反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。
7）SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。
8）脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。
9）工艺流程简单、造价低。
主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
SBR系统的适用范围
1）中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。
2）需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。
3）水资源紧缺的地方。
SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。
4）用地紧张的地方。
5）对已建连续流污水处理厂的改造等。
6）非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。
工艺流程图：
3.1.3处理工艺流程说明
肉联厂废水经过各个生产线收集后，由格栅阻隔杂物，而后自流进调节池。
在调节池内有潜水泵提升至水解酸化池。
水解酸化池进行厌氧处理，污泥由水解酸化池的中上部分排出，而处理后的清水则由上面的溢流堰流出，收集后经阀门控制自流进SBR反应池内。
经过SBR池的处理后上清液经阀门排到清水池中消毒，底部剩余污泥经排泥管泵到污泥泵房等待处理。
消毒后的废水直接回用或者排入自然水体。
污泥由板框式压滤机压滤后外运。
1）格栅
污水中含有大量的粗大杂物（如猪内脏屑、漂浮油脂等），严重影响了后续处理。
设置格栅可以将这些杂物与废水分离，防止堵塞水泵和管道。
格栅由一组相平行排列的金属栅条和诓架组成，倾斜置于废水流经的渠内，以拦截污水中粗大的悬浮物质，保证后续处理设施能正常运行。
2）隔油池
肉联厂废水中除浮油外，还有乳化油。
低温时油脂以粘附在管壁上，增大水流阻力。
此外，如果油脂过多的进入处理系统，将影响处理效果。
废水在隔油池内静置一定时间，油粒会由于浮力上升到水面，而从废水中分离出去。
分离出来的油脂可以作为工业用油或饲料添加物。
3）细格栅
为了保证处理的水质少含杂质,增设一细格栅,进一步去除悬浮物，可保证后续处理设施的正常运行和减少后续处理设施的工作量。
4）调节池
由于肉类加工工业废水的水质、水量的波动很大，这种波动对污水处理设施的正常运行和管理不利，严重影响处理效率。
所以在进行污水处理前设置调节池，均化水质和调节水量，以使后续处理系统能在良好的环境下运行。
5）水解酸化池
由于肉类加工工业废水的有机物浓度很高，含SS也比较多。
所以进行SBR反应前先进行水解酸化反应。
经过水解酸化，可以将大量的悬浮物水解成可溶性物质，大分子降解为小分子。
提高了污水的可生化性。
COD去除率可达35%，BOD去除率可达20%。
6）SBR反应池
SBR池内预先培养驯化一定量的活性污泥微生物（活性污泥），当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢，将有机污染物转化为CO2和水等无机物，同时微生物细胞繁殖，最后将微生物细胞物质（活性污泥）与水沉淀分离，废水得到处理。
7）清水池（消毒池）
由于肉类加工工业废水里含有有害细菌和病毒，所以出水前得经过加氯消毒处理。
使出水达到细菌学指标。
减少对人体的危害。
8）污泥脱水间
由于肉联厂废水也会产生不少污泥，所以产生的污泥先进行压滤，以减少占地面积和方便外运填埋。
3.2水解酸化池的设计要点
3.2.1水解酸化池的构造
水解酸化池的构造与竖流沉淀池有相似之处，也可由普通沉淀池改造而成，水解酸化池的布水系统至关重要，因为池内的布水死区容易引起污泥腐败上浮而影响处理效果。
水解酸化沉淀池一般表面负荷取0.8~1.5m³
/（m²
·
h），停留时间为4~5小时，采用底部均匀布水。
1）进水装置位于池底部，采用竖管布水或者穿孔管布水，布水系统的均匀性是关系到水解酸化池能否运行的关键。
每个布水口的服务面积为0.5-2m²
，每个孔口的流向不同，流速采用0.4-1.5m/s，并且尽量避免孔口堵塞和短流。
2）出水装置采用池顶部平行出水堰汇集出水，出水堰的间距为2-3m，堰山采用可移动的三角形锯齿出水堰，以便调节水平，保证出水均匀性。
出水堰设置挡渣板，以截留含有气泡的浮渣，这部分浮渣大部分是水解活性污泥，当气泡在水面释放后会重新陈入池内。
3）排泥装置位于池中部，由于水解酸化池的底部保留了高活性的浓污泥，而中、上层是较稀的絮状污泥。
当水解酸化反应池内水解污泥整加到一定高度后，会随出水一起冲出沉淀池。
因此，当水解池内的污泥达到一定高度时，应进行排泥，从池的中部将剩余污泥排走。
3.2.2计算公式
水解酸化池的计算公式见下表
表3.3水解酸化池计算公式
名称
公式
符号说明
池表面积
A—池表面积（m²
）
Qmax—最大设计流量（m³
/h）
q—表面负荷m³
h）
有效水深
h—有效水深（m）
t—停留时间（h）
有效容积
V—有效容积（m³
布水管根数
－1
n—布水管根数（个）
L—池长（m）
N—布水管间距（m）
3.3SBR池设计要点
3.3.1现在流行方法
1）负荷法
该法与连续式曝气池容的设计相仿。
已知SBR反应池的容积负荷或污泥负荷、进水量及进水中BOD5浓度，即可由下式迅速求得SBR池容：
容积负荷法 V=nQ0C0／Nv
（1）
Vmin=［SVI·
MLSS／106]·
V
污泥负荷法 Vmin=nQ0C0·
SVI／Ns
（2）
V=Vmin+Q0
2）曝气时间内负荷法
鉴于SBR法属间歇曝气，一个周期内有效曝气时间为ta，则一日内总曝气时间为nta，以此建立如下计算式：
容积负荷法 V=nQ0C0tc／Nv·
ta （3）
污泥负荷法 V=24QC0／nta·
MLSS·
NS （4）
3）动力学设计法
由于SBR的运行操作方式不同，其有效容积的计算也不尽相同。
根据动力学原理演算（过程略），SBR反应池容计算公式可分为下列三种情况：
限制曝气 V=NQ（C０-Ce）tf／[MLSS·
Ns·
ta] （5）
非限制曝气 V=nQ（C０-Ce）tf／[MLSS·
Ns（ta+tf）] （6）
半限制曝气 V=nQ（C0-Ce）tf／[LSS·
Ns（ta+tf-t0）] （7）
3.3.2总污泥量综合设计法
该法是以提供SBR反应池一定的活性污泥量为前提，并满足适合的SVI条件，保证在沉降阶段历时和排水阶段历时内的沉降距离和沉淀面积，据此推算出最低水深下的最小污泥沉降所需的体积，然后根据最大周期进水量求算贮水容积，两者之和即为所求SBR池容。
并由此验算曝气时间内的活性污泥浓度及最低水深下的污泥浓度，以判别计算结果的合理性。
其计算公式为：
TS=naQ0（C0-Cr）tT·
S （8）
Vmin=AHmin≥TS·
SVI·
10-3 （9）
Hmin=Hmax-ΔH （10）
V=Vmin+ΔV （11）
式中TS——单个SBR池内干污泥总量，kg
tT·
S——总污泥龄，d
A——SBR池几何平面积，m2
Hmax、Hmin——分别为曝气时最高水位和沉淀终了时最低水位，m
ΔH——最高水位与最低水位差，m
Cr——出水BOD5浓度与出水悬浮物浓度中溶解性BOD5浓度之差。
其值为：
Cr=Ce-Z·
Cse·
1.42（1-ek1t） （12）
式中Cse——出水中悬浮物浓度，kg/m3
k1——耗氧速率，d-1
t——BOD实验时间，d
Z——活性污泥中异养菌所占比例，其值为：
Z=B-（B2-8.33Ｎs·
1.072（15-T））0.5 （13）
B=0.555+4.167（1+TS0/BOD5）Ns·
1.072（15-T） （14）
Ns=1/a·
tT·
S （15）
式中a——产泥系数，即单位BOD5所产生的剩余污泥量，kgMLSS/kgBOD5，其值为：
a=0.6（TS0/BOD5+1）-0.6×
0.072×
1.072（T-15）1/[tT·
S+0.08×
1.072（T-15）（16）
式中TS、BOD5——分别为进水中悬浮固体浓度及BOD5浓度，kg/m3
T——污水水温，℃
由式（9）计算之Vmin系为同时满足活性污泥沉降几何面积以及既定沉淀历时条件下的沉降距离，此值将大于现行方法中所推算的Vmin。
必须指出的是，实际的污泥沉降距离应考虑排水历时内的沉降作用，该作用距离称之为保护高度Hb。
同时，SBR池内混合液从完全动态混合变为静止沉淀的初始5~10min内污泥仍处于紊动状态，之后才逐渐变为压缩沉降直至排水历时结束。
它们之间的关系可由下式表示：
vs（ts+td-10/60）=ΔH+Hb （17）
vs=650/MLSSmax·
SVI （18）
由式（18）代入式（17）并作相应变换改写为：
［650·
A·
Hmax／TS·
SVI］（ts+td-10/60）=ΔＶ/Ａ+Hb （19）
式中vs——污泥沉降速度，m/h
MLSSmax——当水深为Hmax时的MLSS，kg/m3
ts、t
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