屠宰场废水处理毕业设计.docx
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摘要
近些年来，随着城乡生活水平的提高，人们对饮食消费结构也有所改变，禽类因具有丰富的营养价值，逐渐收到广大消费者的青睐，尤其是肉鸡、肉鸭。
以肉鸭为例，肉鸭的消费多了，自然带动的屠宰工业的发展，屠宰工业发展的同时，也产生了大量的屠宰废水，给环境造成了极大的影响。
本设计是郑州市某屠宰场的废水处理工艺设计，该废水处理厂的最大设计水量为5000m3/d。
废水的原水水质指标分别是：
CODcr浓度1400mg/L,BOD为800mg/L,SS为400mg/L,氨氮为30mg/L,pH=5.5,动植物油为50mg/L。
要求处理出水达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）中的二级排放标准，艮"CODcr<150mg/L,BOD<60mg/L,SS<200mg/L,氨氮W25mg/L,pH=6〜9,动植物油<20mg/Lo
经过上述污染物种类及含量的分析以及与排放标准的比较，有机物含量高，废水的可生化性好，采用生物处理法，在对多种处理工艺综合考察和比较的基础上，我选择序批式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess,简称SBR）的处理工艺，该工艺的具体流程可简化为：
废水一格栅一集水井一隔油沉淀池一SBR反应池一消毒池一出水。
Abstract
WiththerapidgrowthofmeatconsumptioninChina,somanyslaughterhouseshavebeenbuilt.Meanwhile,moreandmoreslaughterwastewaterisdischargedwhichwillbringaboutapotentialthreattotheenvironment.Slaughterhouewastewaterisakindoforganicwastewaterwithhighconcentrationsandeasytobebiodegraded,sobiologicalmethodischosentotreatbreweryprocessingwastewater.
Dailyinfluentofslaughterprocessingwastewaterplantsis3000m3/d,andthewaterqualityparametersareasfollows:
COD=1600mg/L,BOD=800mg/L,SS=600mg/LandpH=6.5,vegetableandanimaloil40mg/L,E.colilOOOOcells/L.Theslaughterprocessingwastewatermustbetreatedinordertomeet《thestandardofslaughterindustryXGB19821-2005）whichisCOD<150mg/L,BOD<60mg/L,SS<200mg/L,pH=6~9,vegetableandanimaloil<20mg/L,E.coli<1000cells/L.
Thispaperintroducesthequalityfeaturesandpollutionsourcesoftheslaughterwastewater,andexplorestheaerobicbiologicaltreatmentandanaerobicbiologicaltreatmentoftheslaughterwastewater.Onthebasisofthat,theapplicationofSequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess（SBR）tothetreatmentofslaughterwastewaterispresented.Thespecificproceduresare:
InfluentGrilledCollectionwell-^Greasedesilter^SBRreactionpool3Disinfectionpool3Effluent.
Comparedwiththetraditionalprocess,thisdesignislowcost,nosludgereturndevice;resistancetoloadingshock,noneedtosettheadjustmentpool;thedrivingforceofthereactorisbigenoughtopreventsludgebulkingeffectively.Hopethatthesecanprovidedguidancetodevelopthenew,highlyeffectiveandeconomictechnologyappliedtobrewerywastewater.
Keywords:
Slaughterwastewater,SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess（SBR）,SludgeThickenin
目录
前言
第一章绪论
1.1屠宰工业现状
1.2基础数据及设计任务
⑴、企业所在地自然资料
郑州位于东经112°42'-114°13',北纬34。
16'-34。
58',东西宽166公里，南北长75公里，总面积约为7446.2平方公里，其中市区面积约1010.3平方公里，山地面积约2377平方公里，水面面积约11.4平方公里。
水面面积约11.4平方公里。
郑州北临黄河，西依嵩山，东南为广阔的黄淮平原，东面是七朝古都东京开封市，西面为十三朝古都洛阳市，南面是许昌市，北面为焦作市和新乡市。
郑州市横跨中国二、三级地貌台阶，西南部嵩山属第二级地貌台阶前缘，东部平原为第三级地貌台阶的组成部分，山地与平原之间是低山丘陵地带。
郑州最高点位于登封市的少室山，连天峰海拔约1512.4米；最低点位于中牟县韩寺镇胡辛庄，海拔73米。
郑州市属北温带大陆性季风气候，冷暖适中、四季分明，春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季晴朗日照长，冬季寒冷少雨。
郑州市冬季最长，夏季次之，春季较短。
统计资料表明郑州市的平原和丘陵地区春季开始的时间大致在3月27日，终止于5月20日，历时55天；夏季开始于5月21日，终止于9月7日，历时110天；秋季开始于9月8日，终止于11月9日，历时63天；11月10日至次年的3月26日为冬季，长达137天。
处于西部浅山丘陵区的荥阳、巩义、新密和登封四市,年平均气温在14-14.3°C之间。
郑州年平均降雨量640.9毫米，无霜期220天，全年日照时间约2400小时。
⑵、屠宰废水的来源、水质特点
随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，以猪肉为主的肉食品消费结构正在发生大的变化。
禽类因其具有极其丰富的营养价值，同时又为高蛋白、低脂肪的动物性食品，很受消费者青睐，肉鸭的消费量在不断增长。
据不完全统计，仅北京、上海、天津、深圳、济南等地，对鸭产品需求量就达1亿只，且产品供不应求。
随着我国经济的进一步发展，鸭产品的消费市场将从城市向广大的农村扩展，鸭产品的国际、国内市场十分广阔。
养鸭是保障城乡副食品供应，促进农村经济发展必不可少的产业之一。
肉鸭屠宰的工艺流程是：
健康活鸭在称重分捡后宰杀沥血，然后送入脱毛机脱毛。
经过脱腊、净小毛后，开膛净内脏得到鸭胴体。
鸭胴体经清洗后送入预冷间，预冷后送入分割间，按肉质不同进行分割修整，然后包装成半成品。
经过速冻、换装后，可作为成品出库。
在肉鸭加工过程种，会产生如下污染：
屠宰、净小毛、开膛净内脏、预冷等工序中会产生生产废水，使得COD、BOD、SS、氨氮等超标，污染因子为COD、BOD、SS等。
如果不对该废水进行适当处理而排入环境，会对人民生活造成严重的影响。
杀鸭废水典型的污水水质情况如表1
表1杀鸭废水典型水质指标
项目
平均指标值（mg/L）
CODcr
1400
BOD
800
SS
400
氨氮
30
pH
5.5
动植物油
50
三、 杀鸭废水的水量变化规律
每天工作16小时连续排放。
废水排放不均匀，平均日流量Q=4000m3/d,最大日平均流量为Qmax=5000m3/d,Kz=1.25。
四、 处理要求
1、污水排放标准
出水水质达到《污染物综合排放标准》GB8978T996中的二级排放标准。
2、技术要求：
① 要求工艺先进，技术可靠，经济优化的方案。
要求布局合理，占地面积较小。
② 污水站主体设施采用半地上式钢混结构。
第二章工艺的比较及确定
在肉鸭加工过程种，会产生如下污染：
屠宰、净小毛、开膛净内脏、预冷等工序中会产生生产废水，使得COD、BOD、SS、氨氮等超标，污染因子为COD、BOD、SS等，COD高达1000~2000mg/L,是一种典型的中高浓度有机废水，没有重金属及有毒化学物质，废水中富含蛋白质及油脂。
如果不对该废水进行适当处理而排入环境，会对人民生活造成严重的影响。
该厂产生的废水B0D/C0DR.5,属于易生化的污水。
废水经处理后达到《污水综合排放标准》GB8978—1996中的二级排放标准。
肉类加工废水处理，工艺的选择应根据废水的水质、排放标准及企业的具体情况进行综合分析对比后确定，通常包括三个组成部分：
一是预处理，目的是去除废水中的悬浮物和浮油，采用的方法以物化法为主，如筛网、沉淀、混凝沉淀、气浮等;而使生物处理，这是整个处理工艺的核心，通过微生物的新陈代谢作用，分解废水中溶解性有机物，常用的方法有活性污泥法，如SBR、生物接触氧氧化法、射流曝气、氧化沟、浅层曝气等。
厌氧生物处理法主要有水解酸化、UASB、厌氧滤池等。
近年来污水处理技术发展很快，低能耗、管理方便的新工艺或组合工艺不断得到应用，如AB法、酸化水解+好氧生物处理、UASB+好氧处理等。
2.1工艺的比较
2.1.1传统活性污泥法
活性污泥法工艺是一种广泛应用而行之有效的传统污水生物处理法，也是一项极具发展前景的污水处理技术，这体现在它对水质水量的广泛适应性，灵活多样的运行方式，良好的可控制性，以及通过厌氧或缺氧区的设置使之具有生物脱氮、除磷的效能等方面。
活性污泥法处理流程包括曝气池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系统等
基本组成部分，见图2-1。
图2-1活性污泥法基本流程
活性污泥法处理流程包括曝气池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系统等基本组成部分。
污水和回流的而活性污泥一起进入曝气反应器，通过曝气设备充入空气，空气中的氧气溶入污水使活性污泥混合液产生好氧代谢反应。
曝气设备不仅传递氧气进入混合液，同时起搅拌作用而使混合液呈悬浮状态（某些曝气场合另外增设有搅拌设备）。
这样，污水中的有机物、氧气与微生物能充分进行传质和反应。
随后混合液流入沉淀池，混合液中的悬浮固体在沉淀池中进行固液分离，流出沉淀池的就会净化水。
沉淀池中的污泥大部分回流至曝气池，称为污泥回流，回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度，也就是保持一定的微生物浓度。
曝气池中的生化反应导致微生物的增值，增值的微生物通常从沉淀池的底泥中排除，以维持活性污泥系统的稳定运行，从系统中排除的污泥叫剩余污泥。
剩余污泥中含有大量的微生物，排放到环境前应进行有效处理和处置，防止污染环境。
传统的活性污泥法是最早的应用于污水处理的工艺，它处理流程简单，操作容易，能较好的去除废水中的BOD和部分氨氮，但是它还存在污泥上浮及污泥膨胀等问题，随着出水水质标准的提高，单独使用传统的活性污泥法已经达不到要求。
在传统活性污泥法的基础上，改进曝气方式产生以下几种工艺:
2.1.1.1推流式曝气池
推流式曝气池从1920年出现至今，一直得以普遍应用。
其工艺流程如图2-2所示。
污水及回流污泥一般从池体一端进入，水流呈推流型，理论上在曝气池推流横断面上各点浓度均匀一致，纵向不存在掺混，底物浓度在进口端最高，沿池长逐渐降低，至池出口端最低。
推流式曝气池有以下特点：
沿曝气池的长度方向上微生物的生活环境不断发生变化；在废水入流端和流出端氧的利用率差别显著;对水质、水量的变化适应性强；水质、水量比较稳定时，处理出水的效果好。
但实际上，真正的理想推流式并不存在。
图2-2推流式曝气池工艺流程
2.1.1.2完全混合曝气池
完全混合曝气池可以是圆形，也可以是方形或矩形，曝气设备可采用表面曝气机或鼓风曝气方式。
污水一进入曝气反应池，在曝气搅拌的作用下立即和全池混合，曝气池内各点的底物浓度、微生物浓度、需氧速率完全一致，如图2-3所示，不像推流式那样前后段有明显的区别，当入流出现冲击负荷时，因为瞬时完全混合，曝气池混合液的组成变化较小，故完全混合法耐冲击负荷能力较大。
该种曝气方式有以下特点：
整个曝气池的环境条件一定，可有效进行废水处理；整个曝气池氧利用速度一定，氧利用率高；对水质、水量、浓度的变化有较强的缓冲能力；和推流式曝气池相比，易发生短路，池子不宜太大。
图2-3完全混合曝气池工艺流程
2.1.2吸附一生物降解工艺（AB法）
图2-4吸附一生物降解工艺流程图
从工艺流程图来看，AB法处理工艺的主要特征是：
（1） 整个污水处理系统共分为预处理段，A级、B级三个阶段，在预处理段只设置格栅、沉砂等处理设备，不设初沉池；
（2） A级由吸附池和中间沉淀池组成，B级由曝气池及二沉池组成；
（3） A级与B级各自拥有独立的污泥回流系统，每级能够培育出各自独特的、适合本级水质特征的微生物种群。
该工艺处理效果稳定，具有抗冲击负荷能力，在欧洲广泛应用。
该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。
例如，可先建A级，利用有限的资金投入，去除尽可能多的污染物质，达到优于一级处理的效果；等条件成熟，再建B级以满足更高的处理要求⑵。
2.1.3序批式活性污泥法（SBR法）
序批式活性污泥法出现的较早，但由于当时运行管理条件限制而被连续流系
统所取代。
随着自动控制水平的提高，SBR法又引起人们的重视，并对它进行了更加深入的研究与改进。
SBRI艺在国内已经广发应用于屠宰、缓丝、含酚、啤
酒、化工、鱼类加工、
制药等工业废水和生活污水的处理。
SBR工艺操作过程参
见下图2-5o
SBRI艺有以下优点:
①工艺系统组成简单，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；②耐冲
击负荷，在一般情况下（包括工业废水处理）无需设置调节池；③反应推动力大,
易于得到优于连续流系统的出水的效果；④运行操作灵活，通过适当调节各阶段
操作状态可达到脱氮除磷的效果；⑤活性污泥在一个运行周期内，经过不同的运
行环境条件，污泥沉降性能好，SVI值较低，能有效地预防丝状菌膨胀；⑥该工
艺可通过计算机进行自动控制，易于维护管理⑶。
2.1.4A?
/。
工艺
该工艺在一个处理系统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区，能够同时做到脱氮除磷和
有机物的降解，其工艺流程如图2-6。
图2-6A?
/。
生物脱氮、除磷工艺流程
污水进入厌氧反应区，同时进入的还有从二沉池回流的活性污泥，聚磷菌在厌氧的环境条件下释磷，同时转化易降解COD、VFA为PHB,部分含氮有机物进行氨化。
污水经过第一个厌氧反应器后进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是进行脱氮。
硝态的氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来，通常内回流量为2~4倍原污水流量，部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除。
混合液从缺氧反应区进入好氧反应区，混合液中的COD浓度已基本接近排放标准，在好氧反应区除进一步降解有机物外，主要进行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中硝态氮回流至缺氧反应区，污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除。
该工艺流程简单，污泥在厌氧、缺氧、好氧环境中交替运行，丝状菌不能大量繁殖，污泥沉降性能好。
该处理系统出水磷浓度基本可达到lmg/L以下，氨氮也可达到8mg/L以下。
该法需要注意的问题是，进入沉淀池的混合液通常需要保持一定的溶解氧浓度，以防止沉淀池中反硝化和污泥厌氧释磷，但这会导致回流污泥和回流混合液中存在一定的溶解氧，回流污泥中存在的硝酸盐对厌氧释磷过程也存在一定影响,同时，系统所排出的剩余污泥中，仅有一部分污泥是经历了完整的厌氧和好氧的过程，影响了污泥的充分吸磷。
系统污泥泥龄因为兼顾硝化菌的生长而不可能太短，导致除磷效果难于进一步提高。
2.1.5改进型A?
/。
工艺
该法具有明显的节能和提高除磷效果等优点，在我国一些大、中型城镇污水
处理厂的建设和改造工程中得到较为广泛的应用。
图2-7倒置A2/0生物脱氮除磷工艺流程
该工艺的特点是：
采用较短时间的初沉池，使进水中的细小有机悬浮固体有相当一部分进入生物反应器，以满足反硝化菌和聚磷菌对碳源的需要，并使生物反应器中的污泥能达到较高的浓度；整个系统中的活性污泥都完整地经历过厌氧和好氧的过程，因此排放的剩余污泥中都能充分地吸收磷；避免了回流污泥中的硝酸盐对厌氧释磷的影响；由于反应器中活性污泥浓度较高，从而促进了好氧反应器中的同步硝化、反硝化，因此可以用较少的总回流量（污泥回流和混合液回流）达到较好的总氮处理效果
2.1.6生物接触氧化法
生物接触氧化法又称浸没式曝气生物滤池，是在生物滤池的基础上发展演变而来的。
生物接触氧化池内设置填料，填料淹没在污水中，填料上长满生物膜，污水与生物膜接触过程中，水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。
从填料上脱落的生物膜，随水流到二沉池后被去除，污水得到净化。
空气通过设在池底的布气装置进入水流，随气泡上升时向微生物提供氧气。
生物接触氧化法是介于活性污泥法和生物滤池二者之间的污水处理技术，兼有活性污泥法和生物膜法的特点，具有下列有点：
（1）由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好。
生物接触氧化池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池的及生物滤池。
因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷。
（2）生物接触氧化法不需要污泥回流，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。
（3） 由于生物固体量多，水流又属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力。
（4） 生物接触氧化池有机容积负荷较高时，其F/M保持在较低水平，污泥产率低。
2.2屠宰废水处理工艺的确定
屠宰场废水中含有大量的血污、鸭毛、油脂油块、肉屑、内脏杂物、未消化的饲料和粪便等污染物，有腥臭味。
该厂废水进水指标显示COD、BOD以及SS的含量很高，出水满足《污水综合排放标准》GB8978—1996中的二级标准，因此COD的去除率为89.3%,BOD的去除率是92.5%,SS的去除率为50.0%,氨氮去除率为16.7%,动植物油的去除率为60.0%。
综合考虑水质水量、去除效率、施工运行、维修管理和经济等多种因素，确
定该屠宰场废水处理工艺为图2-8
图2-8屠宰厂废水处理工艺流程
第三章屠宰废水处理构筑物的设计计算
3.1格栅
格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属栅网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气池、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，防止后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。
3.1.1设计数据
（1） 水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。
（2） 污水处理系统前格栅栅条净间隙，应符合下列要求：
1） 人工清渣：
25~100mmo
2） 机械清渣：
16~100mmo
3） 最大间隙：
100mm。
污水处理厂可设置中、细两道格栅，大型污水处理厂亦可设置粗、中、细三道格栅。
（3） 栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。
在无当地运行资料时，可采用下列数据：
1） 格栅间隙16~25mm：
0.10-0.05m3栅渣/103m3污水。
2） 格栅间隙3O~5Omm：
0.03-0.0Im3栅渣/103m3污水。
栅渣的含水率一般在80%,密度约为960kg/m3。
（4） 在大型污水处理厂或者泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3）,-«采用机械清渣。
小型污水处理厂也可采用机械清渣。
（5） 机械格栅不宜少于2台。
（6） 过栅流速一般采用0.6-1.Om/s,最大流量时可高到1.2~1.4m/so
（7） 格栅的渠道应使水流保持适当的速度，格栅前渠道内的水流速度，通常采用0.4~0.9m/So
（8） 格栅倾角，一般采用45°~75°。
人工清渣的格栅倾角小时，较省力，但占地多。
（9） 通过格栅的水头损失，一般采用0.08~0.15mo
（10） 格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m。
工作台上应有安全和冲洗设施。
（11） 格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。
工作台正面过道宽度：
1） 人工清渣：
不应小于1.2m。
2） 机械清渣：
不应小于1.5m。
（12） 机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护设备的措施。
（13） 设计格栅装置的构筑物，必须考虑有良好的通风设施。
（14） 格栅间应安设吊运设备，以进行格栅和其他设备的检修、栅渣的日常清理。
（15） 格栅的栅条断面有正方形、圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩形和迎水、背水面均为半圆形的矩形。
3.1.2计算公式（中格栅）
由于进水量不是很大，故格栅直接安置于进水渠道中。
其设计计算草图如图
3-1所示：
3-1格栅水力计算简图
3.1.2.1栅槽总宽度B
过栅流速v=0.8m/s
栅前水深一般取0.3~0.5m,取h=0.15m
格栅倾角a=60°
最大设计流量Qmax=5000m3/d=0.058m3/s
栅条间隙b=0.02m
〃=如标 （3-1）
bhv
式中：
n一栅条间隙数。
QmaxJsin。
0.058XJsin60°ccLA
n= = =20.5®21个
bhv0.02x0.15x0.8
B=S（n-l）+bn （3-2）
式中：
B一栅槽总宽度（m）。
S一栅条宽度（m）取S=0.01m。
B=S（〃—1）+Zw=0.01x（21—1）+0.02x21=0.62〃？
3.1.2.2通过格栅的水头损失
ho=&——sintz （3-3）
2g
hi=hok （3-4）
式中：
ho—计算水头损失（m）。
g一重力加速度（m/s2）o
k一系数，格栅受污染物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3。
阻力系数，其值与栅条断形状有关。
该设计栅条断面形状为锐边矩形&=^（-）3其中B=2.42。
b
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