课程设计(方案设计、设计说明书)：生猪屠宰废水处理工程

---生猪屠宰废水处理工程方案设计长沙**环保实业有限公司(国环设乙字第020029号)二○○七年二月屠宰废水处理工程方案设计第1页地址：长沙市韶山北路460号兴威名座26-2301电话：5527828传真5522328目录1.概述……………………………………………………………………22.设计依据………………………………………………………………23.水质水量………………………………………………………………24.设计原则………………………………………………………………35.设计水量及出水水质要求……………………………………………36.工艺选择………………………………………………………………47.工艺流程及说明………………………………………………………128.主要建构筑物工艺参数………………………………………………159.主要设备工艺参数……………………………………………………1710.工程投资估算………………………………………………………1911.运行成本分析………………………………………………………2012.处理效果及承诺……………………………………………………2213.问题及建议……………………………………………………………22附图：1.平面布置图2.工艺流程图屠宰废水处理工程方案设计第2页地址：长沙市韶山北路460号兴威名座26-2301电话：5527828传真55223281概况略2编制依据2.1《建设项目环境保护管理条例》；2.2《给水排水标准规范实施手册》；2.3《室外排水设计规范》（GBJ14-97）；2.4《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB13457-92）；2.52.6业主提供的基础资料。3水质水量牲猪屠宰加工主要分为待宰、屠宰、内脏处理及洗净等工序，屠宰废水主要来源有两部分；一部分是粪便污水，另一部分是血污水。粪便污水是指肠、肚清洗水，主要含未消化的饲料和粪便，废水中悬浮物（以纤维类物质为主）较高，还含有一些泥砂性物质。血污水包括屠宰时的猪血及清洗水、开膛后的内腔清洗水和场地冲洗水，占总废水量的50%以上，废水中含有大量血液、粪便、蛋白质、碎肉和油脂污染物。屠宰废水属高浓度有机物、高悬浮物的废水，水质、水量波动较大，废水中主要污染物为COD、BOD、SS、NH4—N等。根据《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB13457-92）规定，1992年7月1日起立项的建设项目排水量为6.5m3/t（活屠重），根据业主提出要求，本方案确定该项目屠宰废水排放量为1200m3/d。根据同类工程的水质资料，确定本工程水质如下表：表一：主要污染物浓度一览表mg/L（pH除外）PHSS（mg/l）BOD5（mg/l）CODCr(mg/l)氨氮(mg/l)总磷(mg/l)6～9≤2800≤1500≤3000≤80≤204设计原则4.1充分考虑屠宰行业的实际情况,采用实用、可靠、先进的工艺技术，并确保污水屠宰废水处理工程方案设计第3页地址：长沙市韶山北路460号兴威名座26-2301电话：5527828传真5522328处理系统投产后运行稳定，易于操作、管理和维护。4.2在确保污水经处理后达到国家允许的排放标准的前提下,因地制宜,合理确定设计参数,使工程投资省、运行管理费用少，经济合理。4.3优化总体设计，合理布局，污水处理建、构筑物采用半地下式设计，美观大方。5设计水量及出水水质要求根据业主的要求，本方案设计废水处理规模为1200m3/d。根据环保管理部门的要求，屠宰场污水经处理后水质必须达到《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB13457-92）中的1992年7月1日以后建成投产的企业污染物最高允许排放浓度的一级标准，即:pHSS（mg/l）BOD5（mg/l）CODCr(mg/l)动植物油（mg/l）NH3—N（mg/l）大肠杆菌(个/l)6-8.5603080151550006工艺选择根据我公司多个同类工程设计、施工及调试的实践经验，屠宰废水属高浓度有机废水，可生化性好，本着设计合理、工艺先进、投资省和运行费用低的原则，本方案设计主体工艺采用厌氧-好氧两段生物处理工艺。6.1厌氧生物处理技术具有高效率、高有机负荷和无能耗等特点，已广泛应用于高、中浓度的有机废水处理，特别适用于造纸、皮革、制糖、酒精、制药、肉类食品加工、合成脂肪酸等行业废水治理。在厌氧处理过程中，废水中的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。在此过程中，不同微生物的代谢过程相互影响，相互制约，形成复杂的生态系统。高浓度屠宰废水的厌氧降解过程可以分为四个阶段。①水解阶段：废水中蛋白质、碳水化合物和脂类等高分子有机物因相对分子量较大，不能透过细胞膜，不能被细菌直接利用。因此它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。如废水中的纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，蛋白质被屠宰废水处理工程方案设计第4页地址：长沙市韶山北路460号兴威名座26-2301电话：5527828传真5522328蛋白酶水解为短肽与氨基酸等，这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。②发酵阶段：在这一阶段，上述的小分子化合物在发酵细菌的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外，这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。与此同时，酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质。③产乙酸阶段：在此阶段，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。④产甲烷阶段：在这一阶段里，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。近二十多年来，发展了多种用于处理高浓度有机废水的高效厌氧工艺，有厌氧接触工艺、厌氧流化床反应器、上流式厌氧污泥床反应器、折板式厌氧反应器等。6.1.1厌氧接触工艺是在传统的完全混合反应器（CompleteStirredTankReactor，简写作CSTR）的基础上发展而来的，在一个厌氧的完全混合反应器后增加了污泥分离和回流装置，从而使污泥停留时间（SRT）大于水力停留时间（HRT），有效的增加了反应器中的污泥浓度。厌氧接触工艺用于高浓度有机废水时，为了强化有机物与池内厌氧污泥的充分接触，必须连续搅拌；同时为了提高处理效率，必须连续进水排水。但这样会造成厌氧污泥的大量流失，因此反应器后要串联沉淀池将厌氧污泥沉淀并回流至厌氧反应器。厌氧接触工艺存在以下缺点：①负荷较低，在沉淀池中的固液分离较为困难；②受污泥浓度的制约，在高的有机负荷下，厌氧接触工艺也会产生类似好氧活性污泥的污泥膨胀问题。③厌氧接触工艺系统较为复杂，反应器需要搅拌装置，运转设备多，管理比较复杂。6.1.2厌氧流化床反应器的内部填充着粒径很小（d=0.5mm左右）的挂膜介质，依屠宰废水处理工程方案设计第5页地址：长沙市韶山北路460号兴威名座26-2301电话：5527828传真5522328靠在惰性的填料颗粒表面形成的生物膜来保留厌氧污泥，废水与污泥的混合、物质的传递依靠使这些带有生物膜的颗粒形成流态来实现。流化床反应器的主要特点归纳如下：①流化态最大程度使厌氧污泥与被处理的废水接触；②由于颗粒与流体相对运动速度高，液膜扩散阻力小，且由于形成的生物膜较薄，传质作用强，因此生物化学过程进行较快，允许废水在反应器内有较短的水力停留时间；③高的反应器容积负荷可减少反应器容积，同时由于其高度与直径的比例大于其它厌氧反应器，因此可以减少占地面积。但是厌氧流化床反应器存在着几个尚未解决的问题：①为了实现良好的流态化并使污泥和填料不致从反应器中流失，必须使生物膜颗粒保持均匀的形状、大小和密度，但这几乎是难以做到的，因此稳定的流态化也难以保证。②为取得高的上流速度以保证流态化，流化床反应器需要大量的回流水，这样导致能耗加大，成本上升。③该反应器运行管理较为复杂。由于以上原因，流化床反应器至今没有生产规模的设施运行。6.1.3上流式厌氧污泥床反应器（UASB）是一种高效的生物处理装置。在反应器底部装有厌氧污泥，废水从反应器底部进入，在穿过污泥层时进行有机物与微生物的接触。产生的生物气附着在污泥颗粒上，使其悬浮于废水中，形成下密上疏的悬浮污泥层。气泡聚集变大脱离污泥颗粒而上升，能起一定的搅拌作用。有些污泥颗粒被附着的气泡带到上层，撞在三相分离器上使气泡脱离，污泥固体又沉降到污泥层，部分进入澄清区的微小悬浮固体也由于静沉作用而被截留下来，滑落到反应器内。UASB反应器运行的三个重要前提是：①反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥；②由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用；③设计合理的三相分离器，使沉降性能良好的污泥能保留在反应器内。屠宰废水处理工程方案设计第6页地址：长沙市韶山北路460号兴威名座26-2301电话：5527828传真5522328UASB反应器存在以下问题：①需要性能优良的气、液、固三相分离器保证其出水水质，由此也造成构造的复杂化，并占去了一定的容积。②UASB反应器抗冲击负荷能力低，当进水的浓度低或SS高时会导致污泥大量流失，影响出水水质。6.1.5折板式厌氧反应器采用生物固定化技术，使污泥在反应器内的停留时间（SRT）极大的延长，可以大大缩短废水的水力停留时间（HRT），从而减少反应器容积，这种采用生物固定化延长SRT，并把SRT和HRT分别对待的思想推动了新一代高速厌氧反应器的发展。在厌氧生物滤池内，由于填料是固定的，废水进入反应器内，逐渐被细菌水解酸化、转化为乙酸和甲烷，废水组成在不同反应器高度逐渐变化。反应器内厌氧污泥的保留由两种方式完成：其一是细菌在反应器内固定的填料表面（也包括反应器内壁）形成生物膜；其二是在填料之间细菌形成聚合体。高浓度厌氧污泥在反应器内的积累是厌氧生物滤池具有高速反应性能的生物学基础，使厌氧生物滤池具有容积负荷率高、抗冲击负荷能力强、运行稳定、出水水质好的显著优点。同时该反应器内形成的厌氧污泥密度大、沉降性能好，出水中的剩余污泥不存在分离困难的问题。本公司在原反应器的结构形式上进行了一些改进，并已成功应用于多个屠宰废水治理工程，均取得了良好的处理效果。改进后的折板式厌氧反应器内置ABT型弹性填料，最大优点是可以保持稳定的污泥量，泥龄长，抗冲击负荷能力强，COD去除率高，无搅拌和脱气装置，构造简单，运营管理方便。出水设置污泥回流，消除反应器内部各部分污泥浓度差别，中和进水有机物的浓度，有效消除了滤池底部的堵塞问题。6.1.5几种厌氧生物处理工艺及装置的比较（见表三）表三：厌氧生物处理系统比较表屠宰废水处理工程方案设计第7页地址：长沙市韶山北路460号兴威名座26-2301电话：5527828传真5522328序号工艺或技术厌氧接触工艺厌氧流化床反应器上流式厌氧污泥床反应器折板式厌氧反应器1容积负荷较高高高高2抗冲击负荷较好一般较差好3出水悬浮物较多较多较少少4剩余污泥产量较少较少少少5占地面积大小小较小6运行控制复杂复杂复杂简单7设备维修复杂复杂一般一般8运营费用高低低低通过以上分析，折板式厌氧反应器具有容积负荷高、抗冲击负荷能力强、出水水质好、剩余污泥产量低、运行控制简单、设备维修方便的显著特点，工程实践证明，该工艺适合屠宰废水的厌氧处理。6.2选择好的好氧处理工艺也很关键，实际上所有的好氧生物处理方法都对进水浓度有限制，常规的活性污泥法要求进水CODcr在1000mg/L左右，本设计的处理废水经复合式厌氧滤池处理后出水CODcr浓度可达到1000mg/L以下，能够被好氧处理工艺所接受。6.2.1普通活性污泥法普通活性污泥法又称普曝法，是采用普通曝气池为主体构筑物，对污水进行生化处理的方法。废水及回流污泥从曝气池首端进入，沿池长方向推流式前进，需氧量首端高，末端低，利用好氧微生物对废水中有机物进行降解，达到净化废水的目的。其工艺比较简单，运行经验成熟，此工艺对COD、BOD、SS的去除率均可达到预期效果。但该工艺BOD负荷低，抗冲击负荷的能力较弱，普通曝气池构筑物一般采用地上式建构筑物，且占地面积大。6.2.2氧化沟工艺氧化