屠宰厂废水处理工程技术方案

屠宰厂废水处理工程技术方案

20m3/d屠宰厂废水处理工程设计方案设计单位：二0一二年三月十二日10n目录1工程概况12设计任务及依据12.1设计范围12.2设计依据12.3设计要求13水量及水质24处理工艺的确定24.1废水水质分析24.2废水的预处理24.3二级处理工艺的选择34.4氮的去除44.5消毒工艺的选择54.6工艺流程54.7工艺流程说明55主要设备、设施65.1预处理设备、设施65.2二级处理工艺76主要构筑物及设备参数87机电设备的控制及系统运行98.运行费用核算108.1电费。108.2药剂费108.3吨水运行费用1010n1工程概况本项目废水水量为20m3/d，废水主要来自屠宰后清洗、解体冲洗、内脏清洗和地面冲洗以及牲畜粪便废水等废水。废水中含有大量的有机物质，主要成分有：动物粪便、血液、动物内脏杂物、畜毛、碎皮肉和油脂等有机物，属于高浓度有机废水。废水呈褐红色，具有较强的腥臭味。这些废水中的脂肪、蛋白质等物质不经过处理，直接排入水体，将对其周围水体造成严重富营养化，严重破坏水体的自尽能力。2设计任务及依据2.1设计范围包括污水处理工艺、各构筑物的设计计算、设备选型、平面布置、电气控制等2.2设计依据（1）《中华人民共和国环境保护法》（2）《水污染防治法》（3）《污水综合排放标准GB8978－1996》（4）《肉类加工工业水污染物排放标准GB13457-1992》（5）《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）（6）同类行业有关屠宰废水的水质资料2.3设计要求（1）必须确保污水处理站出水达到排放要求；（2）污水处理站采用的各项设计参数必须可靠。在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。（3）污水处理站设计必须符合经济的要求；（4）污水处理站设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用成熟稳定的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠；（5）布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。（6）降低工程投资和运行成本，减少占地，选用合理可靠设备，减少日常维修费用。10n3水量及水质根据业主提供数据资料，每天污水排放量为20m3/d，则小时排放量为8.4m3/h，考虑到企业的发展，设计处理水量按24m3/h计算。废水进、出水质及排放标准如表，出水水质处理后需达到《肉类加工工业水污染物排放标准GB13457-1992》表3中一级标准。污水处理站进、出水水质指标项目进水指标出水指标PH6.0-9.56.0～9.0CODcr1000～2200mg/L80mg/LBOD5500～1000mg/L30mg/LSS300～600mg/L60mg/LNH3-N10-60mg/L15mg/L大肠杆菌1.0×103~1.8×1055000（个/L)4处理工艺的确定4.1废水水质分析屠宰废水一般呈红褐色、有难闻的腥臭味，含有大量的血污、油脂、皮毛、肉屑、骨屑、内脏杂质、未消化的食物、粪便等污物，导致有机物和固体悬浮物含量较高，且高浓度有机质又不易降解。另外，它与其他高浓度有机废水的最大不同之处在于它的NH3-N浓度较高，因此在工艺设计中应充分考虑NH3-N对废水处理造成的影响和其去除。4.2废水的预处理屠宰废水的预处理是整个系统能否有效运行的关键。屠宰废水中固体悬浮物（SS）高达200-600mg/L，该类悬浮物属易腐化的有机物，必须在进入处理系统前加以拦截，以防止后续管道、设备的堵塞，延长设备的使用寿命，同时可避免悬浮固体有机质腐化成为溶解性有机质，导致废水CODcr、BOD5浓度升高。10n常用的预处理方法很多，主要包括：过滤、沉砂、沉淀、混凝沉淀、调节、隔油、气浮等。考虑到本工程的水质特点，预处理工艺采用格栅、隔油调节池、气浮池相结合的工艺。4.3二级处理工艺的选择4.3.1厌氧部分工艺的选择屠宰废水中的有机物主要为蛋白质和脂肪，难以被一般的好氧菌直接利用，其生物降解过程中一般是先通过酶的作用分解成氨基酸、碳水化合物等小分子有机物，然后方可被好氧菌直接利用。另外，本废水的污染物浓度较高（CODcr：600-2000mg/L），直接用好氧工艺去除全部的有机物将消耗大量的电能，势必增加系统的运行费用。为了节省运行成本，选择一种既要处理效果好，又要节省运行成本的工艺是非常重要的。在屠宰废水处理中常用的厌氧方法有完全厌氧和不完全厌氧即水解酸化，水解酸化是完全厌氧的主要阶段。完全厌氧工艺对高浓度有机废水的处理具有容积负荷高、去除效果明显、抗冲击能力强、产甲烷菌活性强、污泥浓度高的优势。但是完全厌氧工艺的条件要求比较严格，如废水需达到一定温度（中温消化为35—38℃）、反应器内的PH值必须保持在一定的水平、必须具有有效的三项分离器、必须具有颗粒污泥或高浓度厌氧污泥等。同时在完全厌氧反应过程中产生大量的沼气，针对于本项目的废水类型，产生的沼气存在臭味、腐蚀性和易爆炸等问题，若管理、处理不善，会危及管理人员及周围居民的安全。水解酸化工艺在高浓度有机废水的处理中是应用最多的形式，是通过控制水力停留时间及水中溶解氧的浓度，将生物的厌氧过程控制在水解及酸化阶段，不要求进入产乙酸和产甲烷阶段，从而缩短了反应的进程和时间。其主要的优势在于能够去除较多的有机物、降解分子量大和碳链较长的物质、提高进水的可生化性，同时由于其不进入产甲烷阶段，对环境条件的要求较低，能够抵抗一定的水质和水量的冲击负荷，同时水解酸化反应在厌氧和缺氧条件下都能够发生，对反应池的结构形式要求较低。水解酸化是将厌氧过程控制在水解和酸化阶段即可，因此水解酸化反应池的停留时间短，反应池内的优势菌群为水解酸化菌，少数为乙酸菌和产甲烷菌。另外，水解酸化工艺不进入产甲烷阶段，产生的少量气体可直接排入大气中，不会对人体和周围环境产生较大的影响。因此，从运行稳定、管理方便安全、经济性等角度考虑，水解酸化工艺优于完全厌氧工艺。10n4.3.2好氧部分工艺的选择有机废水处理后达到《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB13457-1992）的一级标准，选用好氧生物处理工艺是最常用、最有效、运行成本最低廉的工艺。对于屠宰和肉类加工废水来讲，国内外运用比较多的好氧生物处理工艺有SBR、接触氧化等工艺。SBR工艺是一种间歇式的活性污泥系统，其基本特征是在同一反应池内的不同时段实现不同有机物的去除。单个SBR池运行包括进水、反应、沉淀、出水和闲置5个基本工序，周而复始的循环运行。该工艺不需另设二沉池和污泥回流设备，工艺流程简单、处理效果良好。并且SBR工艺是曝气、沉淀一体的工艺，这样就减少了投资和占地面积。由于该项目水量很小，考虑到以后的运行成本，因此本项目好氧部分采用SBR工艺。4.4氮的去除有机工业废水的脱氮处理一般采用生物法脱氮，其原理是在好氧条件下，废水中的有机氮和氨态氮被硝化菌转化为亚硝态氮和硝态氮，之后在无氧条件下，亚硝态氮和硝态氮被反硝化菌转化为氮气，前一阶段称为硝化反应，后一阶段称为反硝化反应。本项目废水处理脱氮的主要途径为在接触氧化池填料生物膜表面的好氧环境发生硝化反应，而在填料生物膜内部则为缺氧环境，发生反硝化反应，从而实现同步硝化反硝化脱氮。影响生物脱氮效率的因素主要是温度、溶解氧、pH值以及反硝化碳源；生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，所以，要有足够的污泥龄，也就是要求系统必须维持在较低的污泥负荷条件下进行，才可达到硝化的目的。反硝化则需在缺氧条件下进行，并且要在有充裕的碳源提供能量的情况下，才可促使反硝化作用顺利进行。根据以上分析，要求在去除BOD5的同时能实现脱氮的功能，生化处理系统中必须具有缺氧和好氧的单元，只有这两个单元的有机组合才可以达到去除BOD5和N的功能。10n4.5消毒工艺的选择由于污水处理站出水含有大量的大肠杆菌、真菌等微生物，为了避免出水对水体环境带来污染，出水水质必须达到相应的卫生指标，因此出水必须经过严格的消毒手段。目前水的消毒方法大至可以分为三类：加氯消毒、紫外线消毒和臭氧消毒，本项目采用加氯消毒工艺。4.6工艺流程4.7工艺流程说明废水进入格栅池，由于生产废水中含有大量的悬浮物及杂物，为防止其对调节池及后续构筑物处理的影响，设有机械格栅去除大块悬浮物。废水经格栅池后自流进入隔油调节池。前部为隔油池，去除废水中部分油脂，后部为调节池，是作为废水水量调节和均质的构筑物。由于生产废水在白天与夜晚排放具有时段不均匀性、时变化系数较大的特点。要使后续处理系统均衡地运行，尽量减少生产废水冲击负荷的影响，以达到理想的处理效果，则需设调节池，对废水水量进行调节并均质，使调节池提升泵始终按平均处理水量向后续处理系统供水。废水中有大量的细小悬浮物及油脂，通过气浮装置的处理可大大降低上述污染物浓度，在气浮设备工作时加入高分子絮凝剂，废水经加药反应后进入气浮池内，与通过释放器释放的气泡充分混合接触，使水中的絮凝体粘附在微小气泡上，释放的气泡平均直径Φ30um左右，絮体浮向水面形成浮渣，浮渣聚集到一定厚度后，由刮渣机刮入气浮泥槽道送到污泥浓缩池，气浮池下层的清水一部分经溶气泵抽送供溶气水使用，剩余的清水通过溢流管进入水解酸化池。10n废水在水解酸化池中通过厌氧微生物的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质，从而将废水中的有害物质转化为无害物质。废水经水解酸化池后流到SBR池，在SBR池内经过曝气、静止、沉淀、排水等一系列的工艺过程，达到了对废水的净化，使其达标排放。沉淀污泥经污泥泵排至污泥浓缩池。SBR池出水进入消毒水池，经过消毒后即可达标排放。气浮的浮渣、沉淀池的污泥排至污泥浓缩池池，污泥在污泥浓缩池内进行好氧消化，上清液回流至调节池进行再处理。经过浓缩的污泥由污泥泵提升至离心脱水机脱水后外运，滤液排至调节池进行再处理。5主要设备、设施5.1预处理设备、设施5.1.1格栅1、粗格栅采用中格栅，栅条间隙宽度b=0.02m,栅条宽度S=0.01m，格栅倾角=600，格栅数为1。规格L*B=1000×600，材质为不锈钢。2、细格栅栅条间隙宽度b=0.005m,栅条宽度S=0.005m，格栅倾角=600，格栅数为1。规格L×B=800×600，材质为不锈钢。3、格栅池结构：砖混结构规格：L×B×H=3000×600×1000数量：1座5.1.2隔油调节组合池该池具有隔油、调节、初沉淀等功能，同时具有一定水解酸化作用。该池具体有投资省、维护简单等优点。该池每2天抽取污泥1次。10n结构：砖混结构，内防腐。池体规格：L×B×H=3000×2500×2500，泥斗规格：H=1m，有效容量约4m3。5.1.3溶气气浮设备本设备包括空压装置、高压水泵、溶气罐、释放器等。数量：1座规格：L×B×H=2500×1000×1300，处理能力：10m3/h结构：碳钢结构，内防腐。5.2二级处理工艺5.2.1水解酸化池（中间水池）水解酸化池是常见的一级处理工艺，是将厌氧发酵阶段过程控制在水解与产酸阶段。水解酸化过程具有改善污水可生化性的特点，同时可去除废水中的部分有机物，并减少最终排放的剩余污泥量。（为了减少业主投资，该方案设计一座SBR池，故设置中间水池）停留时间：t=8h，规格：L×B×H=2100×2100×2500。结构：砖混结构，内防腐。5.2.2SBR池SBR池是由进水布水系统、曝气系统、滗水系统以及排泥系统等部件所组成。数量：1座运行周期：8h10n规格：L×B×H=2500×2800×4300结构：碳钢结构，内防腐5.2.3消毒池数量：1座结构：砖混结构，内防腐。停留时间：1h规格：L×B×H=1000×1000×15005.2.4污泥浓缩池经过计算该项目每天约产生2.3m³、含水率98%的污泥。故设计有效容积为6m³的污泥浓缩池1座。结构：砖混结构，内防腐。规格：L×B×H=2000×2000×2500。6主要构筑物及设备参数土建工程一览表序号名称数量单位金额（万元）备注1格栅池2.8m3混凝土+砖混结构2隔油调节池20m3混凝土+砖混结构3气浮设备基础12m2混凝土结构4中间水池12m3砖混结构5SBR基础12m2混凝土结构6消毒池1.5m3砖混结构7土方开挖70m38操作间15m2砖混结构9防腐工程140m2环氧树脂玻璃钢小计10n设备清单一览表序号名称型号及规格单位数量单价（万元）总价(万元)备注1粗格栅SH-GS-10台12细格栅SH-GS-5台13高压提升泵Q=10m3/hH=10m台21用1备N=0.75kw4气浮设备YF-1台1N=1kw5加药装置SH-JY-100套16中间水泵Q=10m3/hH=10m台21用1备N=0.75kw7SBR池26m318曝气机QS-0.75台21用1备N=1.5KW9污泥泵Q=10m3/h、H=10m台1N=0.75kw10消毒装置套1N=1kw12自控系统套113电线及线管套114管道阀门及其它套115防腐材料套116安装调试费17小计7机电设备的控制及系统运行·调节池内设有高低液位浮球开关，高液位启泵，低液位停泵，可自动亦可手动。污水提升泵当运行泵故障时，更换另一台备用泵。运行泵有灯光显示，也可手动控制。·曝气机：曝气机的运行与中间污水泵同步。每8小时运行6小时，当运行曝气机故障时，备用曝气机自动切换。运行曝气机有灯光显示，控制系统可自动控制亦可手动控制。10n·中间水池与中间提升泵：中间提升泵的运行根据SBR池的运行进行控制。每间隔8个小时运行1.5小时。·污泥泵。由自控系统控制，提泥周期8-24小时内任选，提泥时间延时5分钟，同时亦可手动控制。8.运行费用核算8.1电费。本工程每天的能耗约为29kw·h，按照工业电价0.5元/度来计算E电费=0.5元/度×29÷24=0.60元/m³8.2药剂费本废水处理系统每吨水需要药剂费0.10元。8.3吨水运行费用吨水运行费用：0.60+0.10=0.75元/m310