1、齐齐哈尔大学毕业设计（论文） I 摘 要 本设计是黑龙江省某屠宰场废水处理工艺设计，采用 水解酸化 SBR 法处理，出水 水 质 达 到 国 家 一 级 排 放 标 准 ， 废 水 处 理 后 要 求 达 到 ： CODCr80mg/L, BOD530mg/L,SS60mg/L,pH=6.0-8.5,植物油 15mg/L,NH3-N15mg/L,大肠杆菌 5000个 /L。 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。而 我国 很 多 屠宰 厂尚没 设置废水处理装置或对排放的废水 进行综合利用，因而 污染物质尤其是 高浓度的有
2、机 物 给 水环境造成了极大的污染 ，屠宰 废水的污染已 不容忽视 。 本设计就是针对某屠宰废水设计了一套工艺，水解酸化 SBR 法，该工艺处理完的水完全达到国家一级排放标准，而且处理成本低廉，管理方便的特点。 关键字 ： 屠宰废水 ； SBR 反应器 ； 国家标准 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） II Abstract The design is a shambles wastewater treatment process design in Heilongjiang Province, acid hydrolysis SBR, effluent quality to a national
3、emission standards for the treatment of wastewater:CODCr80mg/L, BOD530mg/L, SS60m/L, pH=6.0-8.5. vegetable oil less than 15mg/L, NH3-N15mg/L, E coli5000. Slaughtering industry is guaranteed supply of foreign exchange and pillar in China.Wastewater from slaughtering livestock breeding, poultry, fish
4、slaughter processing, is the countrys largest sources of organic one. In China, many plants have not been slaughtered install a waste water treatment plant or wastewater discharge composite,Thus polluting substances is particularly high concentration of organic water caused severe environmental poll
5、ution. Slaughter house wastewater pollution has not to be ignored. The design is meant to address a slaughterhouse wastewater design a process, Acid hydrolysis SBR， End of the Process of water to achieve a national emission standards, but also with the low cost, easy management features. Key words:
6、Slaughterhouse wastewater； SBRpool； National Standards 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） I 目录 摘 要 . Abstract . 第 1 章 屠宰废水的现状、处理方法与工艺选择 .1 1.1 引 言 .1 1.2 屠宰废水的处理方法 .1 l.2.1 好氧生物处理 .1 1.2.2 厌氧生物处理 .2 第 2 章 工程概况、设计原则、工艺流程的确定 .5 2.1 本工程概况 .5 2.2 设计原则、范围与依据 .5 2.2.1 设计原则 .5 2.2.2 设计范围 .5 2.2.3 设计依据 .5 2.3 方案确定 .6 2.3.1 设计水
7、质水量 .6 2.3.2 废水处理方案的确定 .6 2.3.3 工艺流程的确定 .6 第 3 章 主要构筑物的设计计算 .8 3.1 格栅设计计算 .8 3.1.1 设计说明 .8 3.1.2 设计参数的选取 .8 3.1.3 格栅的间隙数 n .8 3.1.4 格栅宽度 B .9 3.1.5 栅前渐宽部分长度 L1 .9 3.1.6 栅后渐窄短长度 L2 .9 3.1.7 通过格栅水头损失 h1.9 3.1.8 栅后总高度 H .10 3.1.9 栅槽总长度 L .10 3.1.10 每日清渣量 W .10 3.2 调节池的计算 . 11 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） II 3.3 隔油沉砂
8、池 .12 3.3.1 长度 L .12 3.3.2 水流断面积 A .12 3.3.3 池总宽度 b .12 3.3.4 贮砂斗所需容积 V .12 3.3.5 贮砂斗各部分尺寸计算 .13 3.3.6 贮砂斗的高度 h3.13 3.3.7 池总高度 H .13 3.4 水解酸化池 .13 3.5 SBR 反应器 .14 3.5.1 设计参数 .14 3.5.2 反应池运行周期各工序计算 .14 3.5.3 反应器容积计算 .14 3.5.4 需氧量计算 .16 3.5.5 排泥系统计算 .18 3.6 消毒池 .19 3.7 污泥浓缩池 .19 3.7.1 浓缩池面积 A .19 3.7.
9、2 浓缩池直径 D .20 3.7.3 浓缩池深度 H .20 3.8 污泥干化池 .21 第 4 章 平面布置及高程布置 .23 4.1 平面布置原则及说明 .23 4.2 高程布置 .23 4.2.1 高程布置原则 .23 4.2.2 沿程阻力损失计算及标高确定 .23 第 5 章 初步技术经济分析 .26 5.1 总投资 .26 5.2 运行成本估算 .26 5.2.1 人员编制 .26 5.2.2 成本分析 .26 第 6 章 运行中的问题和对策 .28 结论 .29 参考文献 .30 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） III 致谢 .31 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 1 页 1
10、 第 1 章 屠宰废水的现状、处理方法与工艺选择 1.1 引 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。据调查，屠宰废水的排放量约占全国工业废水排放量的 6，其污染还有不断加剧的趋势。屠宰废水呈红褐色，有腥味，含有大量血污、皮毛、碎骨肉、油脂和内脏杂物。 COD、 BOD、氨氮 、 SS 等指标均较高， 如COD 达到 600mg/L 6000mg/L、 BOD 为 5300mg/L 3000mg/L、 SS 为 400mg/L2700mg/L,可生化性优良，无毒性。屠宰废水受其生产过程的影响明显，其水质水量波动范围较大
11、。 我国 很 多 屠宰 厂尚没 设置废水处理装置或对排放的废水 进行综合利用，因而 污染物质尤其是 高浓度的有机 物 给水环境造成了极大的污染 ，屠宰 废水的污染已 不容忽视 1。 1.2 屠宰废水的处理方法 l.2.1 好氧生物处理 活性污泥法是当前污水处理领域应用最广泛的技术之一。普通活性污泥法处理屠 宰废水很难达到处理要求，普遍存在以下困难：屠宰场的水量变化大，难以满足连续流曝气池对水流稳定性的要求；易发生污泥膨胀；剩余污泥量大、处置费用高；难以满足脱氮要求。针对普通活性污泥法存在的问题，一些新的处理工艺开发并成功应用于屠宰废水的处理。 1.2.1.1 序批式活性污泥系统 (SBR) S
12、BR(Sequencing Batch Reactor)工艺适应当前好氧生化处理工艺的发展趋势，简易、高效、低耗，广泛地应用于屠宰废水的处理中。其主要优点有 : (1) 流程简单，无二沉池和污泥回流设备； (2) 比普通活性 污泥法可节省基建投资 30、运行费用 10 20； (3) 不易发生污泥膨胀，具有较强的脱氮除磷能力；剩余污泥性质稳定，便于浓缩和脱水； (4) 耐冲击负荷能力强。 SBR 间歇运行的特点很适合处理流量变化大的屠宰场废水，已在很多国家广泛应用于小型污水领域。此工艺处理屠宰废水 COD， BOD 的去除率分别达到 80， 90以上，氨氮去除率达 80， 90 。 J Kel
13、ler 等人在研究 SBR 处理屠宰废水脱氮的过程中发西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 2 页 2 现，通过控制溶解氧浓度可使约 50的氮通过同步硝化反硝化去除，而控制这种脱氮过程对减少处理费用， 提高出水水质有重要意义。 CASS 工艺是 SBR 的改进工艺，它在反应器前部增加了一个生物选择器，实现了连续进水，剩余污泥性质稳定，泥量只有传统活性污泥法的 60左右 2。 1.2.1.2 AB 法 AB 法 是 生 物 吸 附 活 性 污 泥 法 的 简 称 ,A 段 污 泥 负 荷 可 高 达 2 6kgBOD/(kgMLSS d)，对废水主要起生物吸附作用：而 B 段负荷较低，不大于0.
14、3kgBOD/(kgMLSS d)，主要起生物氧化作用。 AB 法特别适用于屠宰废水悬浮有机物浓度高、水质水量变化大的特点，一般不设初沉池，对 BOD、 COD、 SS、 P 和 NH3-N的去处率一般高于常规活性污泥法，且可节省基建投资约 20，节省能耗 15左右 3 。 1.2.1.3 氧化沟 氧化沟对水质、水温、水量的变动有较强的适应性，污泥龄长，可以产生硝化反硝化反应，有脱氮功能。污泥产率低且稳定，勿需消化。表 1-1 给出了国外采用氧化沟工艺处理屠宰废水的参数与除污染效果。 表 1-1 氧化沟工艺处理屠宰废水的参数与效果 运行参数 项目 进水 (mg/l) 出水 (mg/l) 去除率
15、 (%) HRT/d 3.6 COD 2040 260 87.3 容积负荷/kgBOD5/(m3.d) 0.4 BOD5 1400 70 94.8 温度 / 17 TSS 724 142 80.4 MLSS/(mg/l) 1425 VSS 636 42 93.4 DO/(mg/l) 0.8 NH3-N 21 18.3 1.1 SVL/(ml/g) 382 油脂 420 21 93.9 1.2.1.4 水解酸化一好氧生物处理 针对屠宰废水高分子有机物浓度高的特点，研究者在好氧生物处理前加入酸化处理，开发出酸化一好氧生物处理工艺，酸化过程中动物性复杂大分子有机物降解成小分子溶解性有机物，为后续反应
16、 提供优质的底物，提高了好氧处理效果及整个系统的抗冲击能力和稳定性；同时类似于消化池的固体降解过程实现了污水酸化和污泥消化的集中处理，污泥产量低。 1.2.2 厌氧生物处理 一般地，厌氧生物处理 CODcr 浓度大于 1000mg/L 的中高浓度工业废水具有优势，可以回收生物能，低能耗，容积负荷率高，对环境的要求低，剩余污泥稳定，产量仅为好氧系统的 1/10 1/6；投资费用低、管理简易，有广阔的应用潜力。 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 3 页 3 （ 1） 普通厌氧消化池 普通厌氧消化池处理屠宰废水在美国和澳大利亚得到广泛应用。厌氧消化池处理屠宰废水 的成 本低，操作和维护简便，有机
17、物去除率高， 但反应速率慢，水力停留时间长，占地面积大，对温度要求高，低于 21效率将会大大下降，大型厌氧消化系统一旦由于低温而瘫痪就很难恢复 ，因而此工艺不适合用于土地紧张或常年温度偏低的地方。 （ 2） 厌氧序批式活性污泥系统 (ASBR) ASBR 较其他厌氧处理工艺具有不需要脱气和回流设备，有机物和 SS 去除率高的优势，因而被誉为屠宰废水处理中很有发展前途的工艺。消化产生的生物气可用于系统搅拌，或作为能源直接利用。 D I Masse 研究表明 ASBR 处理屠宰废水的适宜条件 是：间歇搅拌，温度 25 35 ，反应时间 24h ，污泥负荷0.2kg/(kgMLSSd) 0.5kg/
18、(kgMLSSd)，在此条件下 COD 和 SS 的去除率分别达到 98和 91。 （ 3） 高效厌氧反应器 近年来用高效厌氧生物反应器处理屠宰废水成为热点。通过强化传质和提高污泥浓度高效厌氧反应器可在短时间内得到良好的去除效果，较传统厌氧消化池其最大的优势是负荷能力高、水力停留时间短、占地小。国内外应用于屠宰废水的工艺主要有：上流式厌氧污泥床 (UASB)、厌氧滤池 (AF)、厌氧流化床 (AFB)、厌氧折流 床反应器 (ABR)、厌氧固定膜反应器 (AFFR)、内循环反应器 (IC)等。 UASB 反应器结构紧凑、简单、负荷能力高，因而广受青睐。 Ayoob Torkian 实验表明 UA
19、SB 处理屠宰废水 13kgCOD/m3d 30kgCOD/m3d 负荷下， COD 去除率为75% 90 。然而 UASB 也存在一些问题，如污泥易流失，颗粒污泥难于形成，系统难于启动等。针对这些问题，研究人员不断采用新的方案改进 UASB 的性能。 I Ruiz 和Rafael aod等人分别将 UASB 与 AF 串联使用处理屠宰废水，使反应器同时具有 UASB和 AF 的特点。利用 AF 保持生物量和耐冲击负荷的优点，减轻了对 UASB 三相分离器的性能要求，提高了系统抗负荷冲击的能力。随着系统附着生物量 0.5gVSS L 增至5gVSS L， COD 的去除率也升至 90.2% 9
20、3.4。 Claudia E T Caixeta 使用一种新型高效三相分离器也达到了提高 UASB 耐负荷冲击能力和处理效果的目的。 AF 处理屠宰废水的稳定性好，在有机负荷 20kgCOD/m3d 25kgCOD/m3d 时， CODcr 去除率可达 80% 90%，但是 AF 极易堵塞，必须定时冲洗。 R del Pozo 利用 AFFR 处理屠宰废水，对间歇运行的适应性优于 UASB。 IC 反应器也是近二十年来发展起来的高效厌氧反应器，邓良伟采用 IC 工艺处理屠宰废水总磷的去除率可达 53.8 4。 目前，国内对上述工艺的研究也比较深入，而水解酸化 SBR 法在屠宰废水中的应用是很成
21、熟的，优势很明显，实践证明，在保证处理效果的同时，总投资、占地面积和能耗比传统活性污泥工艺降低。如表 1-2 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 4 页 4 表 1-2 SBR 处理屠宰废水试验和工业装置全流程运行结果均值 类别 名称 进水 CODcr mg/L 出水 CODcr mg/ L CODcr 去除率(%) 进水 SS mg/ L 出水 SS mg/ L SS 去除率 (%) 统计天数(d) 酸化 实验 1150 698 39.3 525 95 81.9 10 工业应用 1200 700 41.6 500 125 75 30 SBR 实验 698 45 93.6 95 30 8.4
22、 10 工业应用 700 68 90.6 125 45 64.0 30 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 5 页 5 第 2 章 工程概况、设计原则、工艺流程的确定 2.1 本工程概况 该屠宰 厂位于 中国 黑龙江省 某 市郊 ，全年最高气温 35 ，最低 -30 ，年平均气温10左右 。夏季主导风向为东南风，冬季西北风为主 ,该 场 地形平均坡度为 0.5 ，地面平整。规划污水处理厂位于主厂区的南方，面积约 2000m2。地坪平均绝对标高为 4.80米 。屠宰 污水的时变化系数为 1.7。 2.2 设计原则、范围与依据 2.2.1 设计原则 (1) 根据 屠宰废水 的特点，选择成熟的工艺
23、路线，既要做到技术可靠确保处理后出水达标排放，出水稳定，还要设备简单、操作方便、易于维护检修 ， 日常运行维护费用低 。 (2) 在保证处理 效果前提下，充分考虑城市寸土寸金的现实，尽量减少占地面积，降低基建投资。平面布置和工程设计时，布局力求合理、通畅、美观，合乎工程建设标准。 (3) 具有一定的自动控制水平，在确定自控程度时兼顾经济合理性。 (4) 整个处理系统建设时 施工方便 ， 工期短 ， 运行时 能耗低。 2.2.2 设计范围 根据 对 屠宰 废水特点 的分析 和处理出水水质要求 进行初步设计 ， 经论证 选择 技术上可行、经济上合理的处理方案，然后确定具体的、符合实际的 工艺流程。对所选 流程 中的 主要构筑物进行 工艺计算， 主要设备进行选型 。 根据任务书要求，进行合理的平面布置 。确定 自动控制及监测 方案，进行初步的技术经济分析，包括 工程投资和人员编制、成本分析 等，附必要的图纸。 2.2.3 设计依据 1.肉类加工业污染物排放标准 (GB13457 1992)中的一级标准 ，废水处理后要求达到： CODCr 80 mg/L, BOD5 30 mg/L,SS 60mg/L， pH=6.0-8.5，植物油15mg/L,NH3-N 15mg/L,大肠杆菌 5000 个 /L5. 2.毕业设计任务书 及其他相关规范 要求。
