肉类加工废水处理工艺设计上.docx

1、肉类加工废水处理工艺设计上1引言1.1研究的目的和意义自从1985年我国实施肉类食品经营放开政策后，肉类加工业的发展开始起飞。1986年，市场多渠道经营的模式不断扩大，竞争激烈，国有肉类加工企业开始加速技术更新，加快产品结构改革，扩大精加工、深加工，大搞综合利用，狠抓产品质量。目前，我国的肉类产量已居世界第一位1。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%2。我国日宰生猪500-5000头的肉联厂已不下600个，肉类加工生产中药排放大量的血污、油脂、油块、毛、肉屑、内

2、脏杂物、未消化的石料和粪便等，水呈红褐色并有明显的腥臭味，富含蛋白质、油脂，含盐量也较高。该类废水因受淡、旺季和生产的非连续性影响，排放量变化较大。废水的排放量逐年增加，废水中还含有大量与人体健康有关的微生物如果肉类加工废水不经处理直接排放的话，会对环境造成极大的危害。首先，肉类加工废水中有大量的有机物，直接排放入河流会消耗水中大量的溶解氧，造成大量水生物死亡；其次，这些有机物在水中进行厌氧分解，产生沼气之类的恶臭气体，危害环境。因此，必须对肉类加工废水进行处理，使之达到国家法律规定的排放标准。1.2肉类加工废水的来源想要清晰认识肉类加工废水，首先要了解什么是肉类加工，肉类加工就是猪、牛等家畜

3、或鸡、鸭等家禽屠宰加工。废水自然也就产生与其过程之中了，肉类加工废水主要产生于屠宰工序和预备工序。废水主要产自圈栏冲洗、宰前的淋洗和屠宰、放血、脱毛、解体、开膛劈片等工序，油脂提取、剔骨、切割以及副食品加工等工序也会排放一定量的废水。此外，在肉类加工厂还有来自冷冻机房的冷却水，车间卫生设备、洗衣房、办公楼等排放的生活污水也算入肉类加工废水之中3。1.3处理要求按照环保部门要求，本文按照污水按照水综合排放标准第二时间段二级标准COD150mg/L，BOD30mg/L，SS150mg/L，油脂20mg/L，pH=692处理工艺路线的确定2.1厌氧处理工艺的举例厌氧生物处理适用于高浓度有机废水的处理

4、，一般地, 厌氧生物处理CODC r浓度大于1000mg/L的中高浓度工业废水具有优势4 , 可回收生物能, 低能耗, 容积负荷率高, 对环境的要求低, 剩余污泥稳定, 产量为好氧系统的1 /10 1 /6; 投资费用低、管理简易, 具有广阔的应用潜力。其处理技术包括许多方法，如厌氧滤池、上流式厌氧污泥床（UASB），厌氧内循环反应器（IC）等。其中以UASB（Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket）技术最为成熟，它采用了滞留型厌氧生物处理技术，在底部有污泥床，依靠进水和污泥的高效接触提供高的去除率，利用顶部三相分离器，达到气、液、固三相分离的目的，使污泥停留

5、在污泥床防止其流失5。普通厌氧池处理屠宰废水在美国和澳大利亚得到了广泛的应用。厌氧消化池处理屠宰废水成本低，操作和维护简便，有机物去除率高；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摄氏度效率将降低，一旦低温而瘫痪就很难恢复，因此不适合土地紧张或常年低温的地方6。2.2好氧处理工艺的举例当废水经过厌氧处理后，其可生化性就会降低，再用厌氧处理就不合适，这时就得用好氧处理废水。好氧处理工艺一般有活性污泥法和生物膜法。处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池，废水进入曝气池后，与活性污泥(含大量好氧微生物)混合，在人工充氧的条件下，活性污泥吸附并氧化分解废水中的有机物，而污泥和水的分

6、离则由沉淀池来完成。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7 : 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。2.2.1SBR法SBR( Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)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8 :(1)流程简单

7、, 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2.2.2氧化沟法氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法。目前应用较为广泛的氧化沟类型包括帕斯韦尔(Pasveer)氧化沟卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟奥尔伯(Orbal)氧化沟T型氧化沟仨沟式氧化沟DE型氧化沟和一体化氧化沟这些氧化沟由于在结构和运行上存在差异,因此各具特点9。2.2.3AB法AB法是生物吸附活性污泥法的简称,A段

8、污泥负荷可高达, 对废水主要起生物吸附作用:而B 段负荷较低,不大于, 主要起生物氧化作用10 。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BOD5、CODcr、SS、P和NH3- N的去除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11。2.3组合工艺的举例2.3.1UASB+好氧工艺UASB+好氧技术：USAB+好氧处理工艺，其特点有：在UASB反应器中大部分有机物被去除，且COD去除率在70以上，BOD去除率在80以上，降低了直接进行好氧处理的能耗；厌氧过程有机负荷高，水力停留时间短，且污泥产率低，从而可降低污泥处

9、理费用；好氧池进一步降解UASB反应器出水中残余的有机物； UASB反应器占地面积小，可节省投资，整套工艺处理效率高，操作简单，运行稳定。UASB其后可以生物接触氧化、新型生物接触氧化、A/O工艺、氧化沟、SBR等12。2.3.2CAF涡凹气浮-SBR法CAF涡凹气浮-SBR法的特点14:（1）该工艺由机械格栅、沉淀、CAF混凝气浮、SBR好氧曝气、过滤组成，为气浮SBR组合工艺，整个流程连续性强，操作简便，运行费用低，工艺完善合理。（2）原水经过机械格栅去除大部分固体污染物，避免了大块固体颗粒影响气浮、曝气工艺，大大降低了后续工段的压力，再经机械过滤把关，保证了出水稳定达标。（3）CAF气浮

10、系统操作弹性大，抗负荷冲击能力强，出水稳定，对于污染物浓度较小的原水，仅采用CAF系统即可满足排放水质要求，可在一定时间内停运SBR塔，节省运行费用。2.3.3水解酸化+ 两段SBR 工艺水解酸化+两段SBR工艺处理屠宰废水，具有工艺简单、处理流程短、操作方便、投资省和运行费用低等优点，适合于肉类加工厂屠宰废水处理。本工艺对废水的水量及有机负荷的冲击有较好的缓冲能力，按设计的处理程序运行，无污泥膨胀现象发生，系统工作稳定可靠。运行期间活性污泥性能良好，没有发生污泥膨胀现象。水解酸化+两段SBR 工艺的操作运行稳定、方便，对水量、水质负荷有较强的抗冲击能力，对于处理水质、水量变化较大的屠宰废水厂

11、来说，是一种理想的选择15。2.4基本处理工艺路线的确定根据以上的分析，可以得知肉类加工废水既有血污、油脂、蛋白等高BOD、COD的有机物颗粒，也有碎骨、泥沙、毛等大颗粒的可生化性差的物质。所以我们可以首先去除大颗粒的物质和悬浮物，使废水先通过格栅，去除大颗粒物质，然后再通过调节池去除大部分SS，物理处理部分完成。再接着就是生化处理部分，肉类及加工废水BOD、COD比较高，非常有利于生化处理。根据废水水质的不同，可采用厌氧与好氧相结合的方法3。本文采用UASB+SBR的方法处理废水，该方法有以下优点：(1)在进水明渠上设格栅，添加调节沉淀池，可以防止肉类加工废水的杂物造成泵和管道的堵塞,影响U

12、ASB池的处理效果。保证了系统正常运行。(2)在该设计中，上部排泥口兼作循环泵的吸水口，实现废水循环。废水循环可稀释高浓度的废水、改善废水和污泥的混合。(3)好氧工艺处理肉类加工废水会产生大量剩余污泥。该设计中,SBR池产生的剩余污泥可由污泥泵送入UASB池进行厌氧消化,整个系统产生的污泥由UASB池定期排入集泥井,污泥经过浓缩脱水可作肥料(4)UASB+SBR工艺中绝大部分有机物由厌氧分解,能耗低2.5肉类废水处理工艺流程该厂废水处理工艺流程如图 曝气 废水 排放 污泥 泥饼外运 图2.5 废水处理工艺流程3废水处理工程设计计算3.1格栅的设计3.1.1设计说明 格栅安装在废水渠道的进口处，

13、用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护主用。另外，可以减轻后续构筑物的处理负荷。由于处理水量不是很大，栅渣可用人工清除。设计参数：取中格栅；栅条间隙e=10mm；栅前水深h=0.4；过栅流速v=0.6m/s；安装倾角=45。设计流量：3.1.2设计计算 图3.1 格栅设计计算草图(1)栅条间隙数（n） (式3.1) 取n=18条。(2)栅槽有效宽度（B）设计采用圆钢为栅条，即S=0.02m (式3.2) (3)进水渠道渐宽部分长度 设进水渠道内的流速为0.5m/s，进水渠道宽取B1=0.175，渐宽部分展开角=20。 (式3.3) (4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 (式3.4)

14、 (5)过栅水头损失 k=3 v=0.6m/s (式3.5) (6)栅槽总高度（H） 取栅前渠道超高，栅前槽高 H=h+h1+ h2=0.4+0.176+0.3=0.876m (7)栅槽总长度（L） (8)每日栅渣 取 (式3.6)（可采用人工清渣） 式中：Q设计流量，m3/s； 栅渣量，取 0.10.01，粗格栅取小值，细格栅取大值，中格栅取中值。 3.2集水井3.2.1设计说明 由于工业废水排放的不连续性，为了避免地基处理的难度，调节沉淀池的设在地上，所以在调节沉淀池之前和格栅之后设一集水井，其大小主要取决于提升水泵的能力，目的是防止水泵频繁启动。以延长水泵的使用寿命。具体设计时要选取适当

15、的设计参数及合适的水泵型号，已达到要求。3.2.2设计计算（1）参数选取 水力停留时间HRT=2h；集水井的有效水深h=4.5m；水面超高取0.5m（2）计算集水井的有效容积 (式3.7) 集水井的高度 集水井的面积 (式3.8) 集水井的尺寸为 （3）提升泵的选取 提升流量Q=358 m3/h 扬程H=15m 选150WQ200-15-22型潜水排污泵3.3调节沉淀池3.3.1设计说明 工业废水的水量和水质随时间的变化幅度较大。为了保证后续构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节。由于废水中的悬浮物（SS）浓度较高，此调节池也具有沉淀池的作用。该池设计有沉淀池的污泥斗，有足够的水

16、力停留时间保证后续构筑物能连续运行。其均质主要靠池侧的沿程进水，使同时进入池的废水转变为前后进水，以达到与不同时序的废水相混合的目的。3.3.2.设计计算图3.2 调节池沉淀池设计计算草图（1）参数选取水力停留时间T=8h；设计流量表3.1调节沉淀池进出水状况CODBODSS油脂进水水质（mg/L）1300600800240去除率% 10106068出水水质（mg/L）117054034082（2）设计计算池子尺寸池有效容积 取池总高，其中超高0.5m，有效水深；则池面积 池长取，池宽取；池子的总尺寸为理论上每日的污泥量 (式3.9) 污泥斗尺寸取斗底尺寸为400，污泥斗倾角取50；则污泥斗的高度()为：每个污泥斗的容积 (式3.10) 设计3个污泥斗，则污泥斗总容积 故符合设计要求。（3）进水布置 进水起端两侧设进水堰，堰长为池长2/3.