屠宰废水的治理设计-毕业论文文献综述.doc

吉林化工学院毕业设计（文献综述）目 录前 言1第一章 屠宰废水的水质特性21.1 屠宰废水的来源21.2 屠宰废水的水量21.3 屠宰废水的水质31.4 屠宰废水的危害3第二章 屠宰废水处理的回顾4第三章 国外屠宰废水治理技术53.1 化学/生物流化床工艺53.2 浮选生物法 53.3 兼氧-AB法53.4 厌氧滤池工艺53.5 塔式滤池工艺63.6 氧化塘工艺6第四章 国内屠宰废水治理技术74.1 射流吸气-生物接触氯化工艺74.2 生物塘-化学处理工艺74.3 蒸氯-AB法74.4 厌氧-过滤工艺84.5 浅层曝气8第五章 近年来国内外屠宰废水处理的研究成果进行分析和评论95.1 化学法95.1.1 碱性水解和酶水解95.1.2 混凝处理95.1.3 化学处理的局限性105.2 生物法105.2.1 好氧生物处理法105.2.2 生物膜法125.2.3 其它好氧处理法125.3 厌氧生物处理125.4 自然生态处理145.4.1 稳定塘工艺155.4.2 土地处理155.4.3 人工湿地处理155.5 组合处理工艺155.6 屠宰废水处理技术的应用分析与评价175.6.1 屠宰废水处理技术的应用分析175.6.2 屠宰废水治理技术评价17第六章 本设计所选用的主体工艺196.1 设计基础196.1.1 设计依据196.1.2 设计原则196.2 设计处理规模206.3 设计处理水质206.4 出水水质要求206.5 工艺选择216.6 工艺方法论证226.6.1 处理方法论证226.6.2 工艺流程22致谢24参考文献2526前 言屠宰废水是我国最大的有机污染源之一。随着经济的发展和人民生活水平的提高,肉类食品加工业将会有更大发展,因而屠宰废水的污染还有不断加剧的趋势。据调查研究1,我国生猪日宰量500-5000头的屠宰场已有600多家,估计每年排放废水量20亿m3左右,约占全国工业废水排放量的6%。如果屠宰废水不经处理直接排放水体, 大量的悬浮物和有机物将会迅速消耗水体的溶解氧,使水体水质恶化,影响正常的生活和生产用水,同时废水中的致病菌进入水体,将会成为某些疾病的传染源。因此,屠宰废水的治理对保护水体环境和人类健康具有十分重要的意义。目前，我国已基本上实现定点屠宰，屠宰的废水处理成为当务之急。屠宰废水主要来自生猪的屠宰和加工环节,屠宰废水属一类中高浓度的有机废水，其污染类型主要表现为耗氧污染。废水中含有血液、油脂、毛和粪便等。废水呈红褐色，具有较强的腥臭味，含有较多的病源微生物，直接排放必将对受纳水体及周围环境产生严重污染。因此，解决废水处理问题迫在眉睫。第一章 屠宰废水的水质特性我国大部分城市已基本上实现了禽畜的定点集中屠宰，同时随着人们生活水平的不断提高，屠宰场的规模也在不断扩大，屠宰废水的排放量越来越大，而环保部门要求具有一定规模的屠宰场都必须建立专门的废水处理站。一般屠宰废水的水质具有以下特点：屠宰废水一般呈红褐色，有难闻的腥臭味，其中含有大量的血污、油脂质、毛、 肉屑、骨屑、内脏杂物、未消化的食物、粪便等污物、固体悬浮物含量高。屠宰废水有机物含量高，可生化性好，但其中高浓度有机质不易降解，处理难度较大。屠宰废水中的营养物主要是氮、磷、其中氮主要以有机物或铵盐形式存在，而磷主要以磷酸盐的形式存在。1.1 屠宰废水的来源屠宰场的生产工序一般是牲畜,活性畜圈-宰杀,烫毛或剥皮,剖解、取内脏,冷藏或外运。以上每一道工序几乎都要排放废水,宰前,畜圈每天排出畜粪冲洗水,屠宰车间要排出含血污和畜粪的地面冲洗水,烫毛时要排出含大量猪毛的高温水,剖解车间排出含肠胃内容物的废水。现在一般屠宰场也从事油脂提取,因此炼油废水也成为屠宰废水的一个组成部分, 此外屠宰场还有来自车间卫生设备、锅炉、办公楼等地的生活污水。1.2 屠宰废水的水量屠宰场排出的废水量一般变动都较大,这是屠宰场的共性。它主要体现在以下三个方面:第一,不同的屠宰场由于工艺上的差异,每宰一头猪的废水量不同。现有资料表明2,每宰一头猪排水量约为0.24-2.3m3,但大多数工厂在0.6-0.8 m3/头猪左右,这与国家排放标准所规定的排水量7.2m3/t活畜是相应的；第二, 屠宰场的生产一般是非连续性的,每日只有一班或两班生产,所以废水量在一日之中变化较大。在时变化系数上,一般屠宰场的时变化系数也大,最大时流量与最小时流量之比可能超过要求。第三,屠宰生产一般具有明显的季节性,即有所谓淡、旺季。有些厂在淡季时甚至停产，所以居宰废水的流量在一年之中变化是很大的。1.3 屠宰废水的水质屠宰废水含有大量的血污、毛皮、碎肉、内脏杂物、未消化的食物以及粪便等污染物,悬浮物浓度很高,水呈红褐色并有明显的腥臭味,是一种典型的有机废水。屠宰废水的污染负荷一般都随着屠宰加工深度的增加而增加,同时,与其它工业污染相似,一般小厂比大厂的污染负荷要高。不同的屠宰场,由于生产和加工工艺的不同,废水水质基本不相同,即使是同一宰屠场, 不同加工阶段的废水水质也有很大的差异。据统计1-4,屠宰场废水水质一般为：浓度300-1000mg/L,COD浓度600-3000mg/L,SS浓度400-2700mg/L,pH值6.2-6.9。除PH值外,其余指标均有较大的变动幅度。这些指标的高低,主要取决于屠宰场对血液的回收量和内脏整理车间对食物和粪便的处置方法。目前,英国、瑞典等国已成功地开始了屠宰废水中蛋白质的回收2,这对降低其污染指标无疑是有益的。1.4 屠宰废水的危害屠宰废水若不经过处理直接排人江河、湖海、水库和稻田等水域, 其危害是使接纳的水体富营养化,水中的水生物, 特别是藻类, 获得氮、磷等丰富营养后大量繁殖,消耗水中的溶解氧,由于水体内缺氧, 威胁着鱼类和其他水生动植物的生存在稻田里使禾苗徒长、倒状,影响稻谷产量在内海由于藻类大量繁殖,水变浅,影响捕捞业还会促使水底沉积的有机物质在厌氧条件下分解,产生H2S、NH3等臭气,又使水呈黑色,恶化了水质,同时废水中带有致病菌和寄生虫，将导致疫病传播，危害人畜的健康。第二章 屠宰废水处理的回顾在50年代中期,我国开始兴建肉类联合加工厂时,就注意配套屠宰废水处理设施。60年代初,原商业部设计院在武汉肉联厂等企业对废水处理的效果进行测试,并改进和完善一些处理设施。80年代初,原商业部成立了制订“屠宰废水排放标准”小组,1984年在山西省运城市召开全国商业系统企业“三废”处理经验交流会议。在肉类工业上不断刊登有关屠宰废水处理的文章,各地企业加大投人,改进和新建处理设施。但自1985年全国生猪放开经营后,私屠滥宰泛滥, 到处是屠宰场, 废水横溢, 严重污染了环境。国家有关部门于1988年和1992年先后颁布了有关肉类加工业水污染物排放标准（GB8978-88、GB135457-92),使肉类加工业的屠宰废水排放有了标准。1995年全国开始实施生猪定点屠宰,规范生猪屠宰行为,一些小城市、县城、乡镇的食品企业兴建了一大批小型生猪屠宰场，但由于资金、技术和认识上的问题,很多场均未配套有废水处理设施,而是直接排放,给环境造成了污染,不符合国家环保要求,必须改变这种状况。第三章 国外屠宰废水治理技术国外近15年的资料表明5,尽管屠宰废水的处理工艺多种多样,但主体构筑物大多采用生物处理。目前已用于生产和已研究成功的生物处理工艺有活性污泥法（包括纯氧活性污泥法）、高负荷生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、氧化沟、氧化塘、流化床、UASB以及厌氧接触工艺等。化学处理工艺有絮凝沉淀。物理处理工艺有气浮、沉淀、离心分离等,以下是国外常见的几种处理流程。3.1 化学/生物流化床工艺5该工艺的处理流程为:废水 格栅 初沉池 絮凝沉淀好氧流化床 二沉池 出水。该流程中,流化床的容积负荷达8.5-98.5kgBOD5/m3d，水力停留时间仅8.8-20.8min,回流比1-6。最终出水BOD540mg/L,BOD5去除率71%-94%,出水油脂10mg/L,油脂去除率29%-84%。3.2 浮选生物法 6该工艺的处理流程为:废水 贮存池 混合絮凝 调节加压 浮选池 生物处理 沉淀 出水。利用该工艺处理6000m3/d的屠宰废水,各项指标的去除率均达到较高水平, 其中BOD5去除率80%,COD去除率85%,SS去除率90%,总氮、总磷的去除率也分别达到75%和99%以上。3.3 兼氧-AB法7该工艺的处理流程为废水 格栅 初沉池 厌氧附着膜膨胀床 二沉池 出水。该流程处理水量500m3/d,厌氧附着膜膨胀床容积负荷为8kgCOD/m3d,水力停留时间2.7h,去除率75%-80%,出水水质良好,并回用于屠宰车间。3.4 厌氧滤池工艺8该工艺的处理流程为：废水 预处理 厌氧滤池 二沉池 出水。该流程COD和SS去除率分别为89%和62%,油脂去除率50%,该中试运行经验表明,屠宰废水的预处理相当重要,主要是去除悬浮物和油脂,为后续生物处理创造条件。3.5 塔式滤池工艺该工艺的处理流程9为废水 气浮 混凝沉淀 塔式滤池 出水。该工艺中塔式滤池的水力负荷为43m3/m2d，BOD和SS去除率分别为84%和77%。3.6 氧化塘工艺该工艺的处理流程10为：废水 前处理 厌氧塘 兼性塘 好氧塘出水。该流程的运行结果表明,氧化塘能承受较大的水力负荷和有机物负荷的波动,出水水质可回用于屠宰车间。第四章 国内屠宰废水治理技术由于屠宰废水量大且污染性强,所以国内对其治理也给予了广泛的重视,一些先进的处理工艺已在屠宰场得到了应用,并取得了很好的环境效益。以下是国内一些较为成功的处理流程和运行情况。4.1 射流吸气-生物接触氯化工艺1该工艺处理流程为：废水 格栅 初沉池 射流曝气池 二沉池 滤池 出水。该流程198年在四川某肉联厂建成投产,射流曝气池内装有软性填料,实际上是生物接触氧化池。由于采用射流曝气,池内搅动混合力强,氧利用效率高,加之软性填料比表面大,生物量高,因此曝气池内生化反应速率快,效率高。二沉池出水经滤池,悬浮物和色度得到了进一步去除。该流程处理水量2000m3/d,BOD5和COD去除率分别为94.3%和87.2%,SS和色度去除率分别达86.4%和83.8%,出水水质达到国家排放标准。4.2 生物塘-化学处理工艺11该工艺处理流程为:废水 沉淀 喷淋 养鱼塘 吸附 混凝 沉淀 过滤 回用。该流程1987年在内蒙古某肉联厂建成投产,处理水量200m3/d,养鱼塘与物化处理相结合,既净化了废水,又充分利用了废水中的有机营养物。运行结果表明,该工艺能耗低,处理效果好,水质可满足回用要求,具有明显的环境和经济效益,每处理1吨水盈余0.19元(1988年价)。4.3 蒸氯-AB法12该工艺处理流程为：废水 格栅 初沉池一兼氧调节池 曝气池A 沉淀池A 曝气池B 沉淀池B 出水。该工艺1991年在四川某肉联厂建成投产。兼氧调节池一方面可调节水质水量,另一方面通过兼氧微生物的作用,可降解部分大分子有机物,为后续生物处理创造条件。流程中每一生物处理阶段都有各自的优势微生物,所以氧化分解有机物的能力强,提高了处理效率。该工艺处理水量2000m3/d,BOD5和COD的去除率分别为94.3%和87.2%，SS和色度的去除率分别为和86.4%和83.8%，出水达到国家排放标准。4.4 厌氧-过滤工艺13该工艺处理流程为：废水 调节池 厌氧消化罐 沉淀 过滤 出水。该流程年在浙江某肉类食品站建成投产,投入运行以来,性能稳定,效果良好。厌氧消化回收沼气2104m3/a,年运行费用仅0.05元/m3(1988 年价),该流程处理水量60m3/d,COD和SS去除率分别达91.7%和94.4%,色度和细菌总数去除率分别为78.9%和99.75%。4.5 浅层曝气14该工艺处理流程为:废水 隔油池 浅层曝气池 沉淀池 出水。该流程在上海某屠宰场建成投产,处理水量1000m3/d,BOD5、COD和SS去除率分81%、80%和75%,出水达到国家排放标准。第五章 近年来国内外屠宰废水处理的研究成果进行分析和评论5.1 化学法常用于处理屠宰废水的化学法主要有水解、混凝沉淀等，此法一般作为废水的预处理，也可作为废水的最终处理。5.1.1 碱性水解和酶水解该法使用碱性物质或酶水解以减少废水中的脂肪颗粒，常作为屠废水的预处理。通常采用石灰、NaOH、 胰脂肪酶、细菌酶等，其中石灰经济实用但是会产生大量的废渣；用NaOH进行预处理时，控制NaOH的质量浓度在150-300mg/L范围内,使平均脂肪颗粒降到处理前脂肪颗粒(DIN)的73%7%；用胰脂肪酶进行预处理效果最佳,胰脂肪酶PL-250可使脂肪颗粒粒径最大降到处理前废水中脂肪颗粒的60%3%,而且胰脂肪酶更适用于水解牛肉脂肪；用细菌酶处理,细菌酶的使用量较多时才能达到明显的水解效果。但是用碱性水解处理屠宰废水会导致废水的PH值出现波动, 难以控制,使后续生物氧化法等工艺不易正常运行。5.1.2 混凝处理长期以来处理屠宰废水主要采用生物法,其低温下处理效果极难符合要求。为了解决这一问题,研究人员探索化学混凝絮凝处理屠宰废水的新途径,通过投加一定浓度的化学药剂促使污水的各种颗粒沉降、胶体脱稳,对部分溶解性污染物也有一定去除能力,在很短的时间内削减污染负荷。其优点有:工艺简单、易上马、见效快、反应时间短；构筑物占地小；混凝剂原料广泛、成本低廉；处理效果受温度影响小，适应水量和水质的波动，能同时除臭。适应不同的处理规模。常用的混凝剂有铝盐、铁盐等，其中聚合硫酸铁混凝处理屠宰废水效果较好14，为减少铝盐的使用量，也可用聚合氯化铝（PAC）和聚乙烯铵混合作为混凝剂。在聚合硫酸铁的合成中，加入任意比例的铝盐和一定比例的硅酸盐，以及少量的聚丙烯酰胺生成一种新混凝剂CPFA-CS,此复合无机高分子混凝剂具有较宽的PH 值和温度适用范围,用它作为混凝剂处理屠宰废水,CODCr和色度去除率分别可达75%和95%以上,一次混凝处理即可达到或接近废水综合排放标准。单纯的混凝处理存在一个明显的问题就是屠宰工序中产生的血水难以除去,并且同时产生大量的污泥和废渣( 所以如果在使用混凝剂处理前先对屠宰废水进行适当变性处理, 再采用硫酸亚铁和氧化钙复合混凝剂处理,出水CODCr的质量浓度可以降到197.4mg/L,有较好的处理效果,且此法简便、高效，有较好的环境效益，但是该法处理的废水限于CODCr的质量浓度小于1000mg/L的废水。混凝法处理废水处理成本低,低温下具有较好的处理效果,此法多用于处理浓度较低的废水,或作为高浓度废水预处理,以降低后续的生物处理的负荷。5.1.3 化学处理的局限性15化学絮凝法处理屠宰废水的局限性在于:单纯投加化学药剂的化学絮凝法药剂用量大,虽对水中的悬浮物和胶体有明显的处理效果,除磷效果好,但对可溶性有机物(如醇类、糖类、酸类)处理效果较差；化学污泥产量高,比单纯的好氧法产生的剩余污泥更难处理。此外,大量化学药剂投加到水体后对环境是否产生影响还有待考察。5.2 生物法据屠宰废水水质特点知其具有较好的可生化性，且在有机物含量、有机元素种类和PH值等方面都较适合于采用生物法进行处理,因此目前在屠宰废水处理技术的选择上,生物法是经济有效的处理方法。5.2.1 好氧生物处理法1序批式活性污泥系统( SBR)传统的活性污泥法CODCr去除率一般为80%左右，BOD5为90%，处理后的废水一般难以达到废水综合排放标准，而采用序批式间歇活性污泥法（简称SBR法）可大大突破这一界限。SBR法用于宰鸡厂废水处理,CODCr去除率可达95%以上。屠宰厂的废水经预沉池、厌氧SBR反应等工艺处理后,出水水质可优于（GB8978-1996）一级排放标准。在SBR法的基础进行改进后出现了二段SBR法,其特点是系统设两段SBR池串联,分别培养出适宜于不同有机物的专性菌, 从而使不同种类的有机物在不同的生化条件下都得到充分降解。该法对水质水量的变化适应能力强，运行灵活，抗冲击能力强，出水的水质稳定，易实现自动化控制。SBR法处理屠宰废水是一种较为经济有效的方法,但由于屠宰废水含有大量的油脂、血水、碳氮比和碳磷比大，氮、磷相对不足，此时易产生油性泡沫而使污泥松散和指数增高，易出现高粘性膨胀而导致污泥流失问题；为获得较高的脱氮效果，SBR工艺必须设有搅拌装置，且不可避免存在污泥上浮现象，另外该方法对油、SS、色度的去除效果并不理想，必须辅以一定的前、后处理工序。因此气浮除油脂成为SBR法处理屠宰废水时所必须的处理单元；废水经过SBR法处理后,其中氨氮含量仍然很高,必要时可在该工序后辅以化学方法除去。表5-1 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(%)HRT/d3. 6CODcr204026087.3容积负荷/ kgBOD5/(m3d) 0.4BOD514007094.8温度17TSS72414280.4MLSS/(mg/L)1425VSS6364293.4DO/(mg/L)0.8NH3-N2118.31.1SVI/(ml/g)382油脂4202193.92AB法AB法简称生物吸附活性污泥的,A段污泥负荷可高达26kgBOD5/(kgMLSSd),对废水主要起生物吸附作用:而B段负荷较低,不大于0.3kgBOD5/kgMLSSd,主要起生物氧化作用6。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5-1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。5.2.2 生物膜法序批式生物膜法16具有良好的反硝化脱氮功能，水力条件好，抗冲击负荷强，生物浓度高，可适合世代时间较长的消化菌生长。在相同运行条件下，生物膜系统处理效果优于活性污泥系统，其CODCr、BOD5和油脂去除率分别可达97%、99%和82%, 出水水质可达废水综合排放二级标准。达到相同的污染物去除率时，生物膜系统的运行管理更方便，且克服了活性污泥系统存在的一些问题，例如，该方法不会存在污泥流失问题，不需要设置搅拌装置即可达到脱氮效果，且不存在污泥上浮现象。但序批式生物膜法对油脂、SS、色度的去除有限，故要设除油脂池和滤柱。5.2.3 其它好氧处理法采用好氧生物处理有机废水，需要足够的供氧量，但是传统的供方式难以满足较高浓度的有机废水对氧的需求。20世纪80 年代国外学者在总结深井曝气和生物接触氧化法各自的优缺点的基础上，开发了压力生物接触氧化法。此法通过提高反应器（压力生物器，配有空压机等压力装置）内的压力，加快了氧的转移速率，适合处理中浓度有机废水。此法具有反应速度快，占地面积小，基建费用低，运行管理方便及出水水质稳定等优点。采用规模为25L的深井曝气设备对屠宰废水进行处理，结果表明在最佳操作条件下曝气8h，CODCr、BOD5、悬浮物、动植物油平均去除率分别可达82%-83%，81.09%、85.2%、94.54%。处理费用估算仅0.15元/m3,能耗较普通活性污泥法节约40%-50%,占地节省50%,处理费用节省50%以上,是一种高效低能耗处理屠宰废水的较佳方法。在废水水温较高，气候温和的环境下，采用喜温好氧处理屠宰废水效果较好，运行温度维持在520C时，CODCr去除率达93%以上。5.3 厌氧生物处理厌氧生物处理法主要用于处理高浓度有机废水，在屠宰废水的处理中使用很多种改进了的厌氧法，针对屠宰废水的各种处理工艺的特点、处理对象特点， 各种厌氧法的处理效果和优缺点如下表5-2。与好氧法相比，厌氧法在获得同样高的BOD5去除率条件下具有成本低、产生的淤泥少、稳定、易脱水，占地面积小，操作方便且产生的甲烷可作为燃料再利用的优点，但常用的UASB,AF,ASBR等高效厌氧反应器受废水中悬浮固体及其油脂、脂肪浓度的影响较大。如果废水中含有的氨氮浓度较高，或者厌氧分解有机物过程产生的氨氮较多，使得水质达不到排放标准，就必须采用如下叙述的组合工艺。 表5-2 各种厌氧生物处理的比较工艺名称有机负荷COD去除率%优缺点厌氧固定膜反应器885-95间歇操作简单，但当有机负荷率过大时，去除效果不是很理想厌氧序批示反应器(ASBR)340水力停留时间对系统性能影响较大膨胀颗粒污泥床（ECSB） 反应器1567污泥中不会发生脂肪堆积的现象升流式厌氧污泥床(UASB)反应器1-590CODCr去除率高，但单个UASB处理达不到屠宰废水排放标准厌氧滤池（AF）2-380-85耐冲击负荷但比USBRR处理效果差双USBR回流反应器1.877-82处理效果较好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2535,反应时间24h,污泥负荷0.20.5kg/ (kgMLSSd),在此条件下CODcr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17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UASB处理屠宰废水在1330kgCOD/m3d负荷下,CODcr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 Borja 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从0.5g增至5g,CODcr的去除率也升至90.293.4%。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2025kgCOD/m3d时,CODCr去除率可达8090%,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%。5.4 自然生态处理自然生态处理是自然条件下通过环境生物净化废水的一种方法,目前已成为研究与应用的热点,其中对稳定塘、土地处理、人工湿地的研究与应用最多。它们的共同特点是能耗低,管理简便,运行费用低,有利于废水的综合利用。5.4.1 稳定塘工艺屠宰废水在进入氧化塘处理前,必须经预处理,否则悬浮物和有机物浓度过高,氧化塘的处理效果不理想。通常在氧化塘正常运行的条件下CODcr的有效临界点为262.6mg/l,一旦超过临界点氧化塘中植物受伤,净化作用降低。采用厌氧塘、兼性塘和好氧塘串联系统处理屠宰废水,从建造和运行角度而言是最经济的,并且处理效果令人满意。除了开始运行时有些气味外,不会产生其他问题。5.4.2 土地处理喷灌土地的方法处理屠宰废水主要应用于美国,系统简单、成本低。但操作不当可能会引起地表水和地下水的污染,过量的脂肪会造成土壤堵塞,因此该方法对废水预处理的要求较高。5.4.3 人工湿地处理人工湿地是利用湿地生态系统中的物理、化学和生物三者的协同作用来处理污水。投资少、效果好、运行维护方便,建设成本为相同能力污水处理厂的1/5左右。但占地面积是传统污水处理厂的510倍。单独采用人工湿地处理屠宰废水,难以达标,如果与物化和生物预处理结合,既可以节省投资,也可以降低运行费用。5.5 组合处理工艺为了既获得更好的处理效果，又可以降低处理成本，屠宰废水的处往往采用多种方法相结合的工艺，下面叙述几种典型的组合工艺。加压生物接触氧化-混凝沉淀组合工艺，该工艺适合处理中浓度的屠宰废水，试验结果表明，生物反应器压力平均为300kPa，进水CODCr密度约为1100-1700mg/L,BOD5的密度约为600-900mg/L,BOD5的容积负荷以平均7.6kg/,出水先经过加压生物接触氧化处理后，提高废水中的溶解氧和有机物的降解速率，再经混凝沉淀后可达到现有企业的二级排放标准。该工艺处理中浓度废水效率较高，但处理成本高难于维护与管理。二段高速上流式厌氧污泥床（UASB）法和溶解空气浮选-升流式厌氧污泥床（DAF-UASB）法是在单个UASB法上的改进工艺,适合处理含高浓度悬浮固体、脂肪颗粒和油脂的屠宰废水。段高速上流式厌氧污泥床（UASB）法的第一阶段为使用絮凝剂淤泥的UASB即（UASBr）反应器，可以去除脂肪颗粒、油脂等不溶解的CODCr，第二阶段为使用粒状淤泥的UASB即（UASBCr）反应器，去除溶解性的CODCr，此法CODCr去除率可达90%以上。水解酸化-生物吸附再生-接触氧化工艺，该工艺特别适合于处理高浓度、水质水量变化较大的废水。在进水COD密度为1500-4000mg/L的条件下COD去除率可达95%以上，该法采用AB两段组合工艺，A段负荷高,污泥絮体具有较强的吸附能力和良好的沉降性能,抗冲击负荷能力很强,对有毒物质的影响具有很大的缓冲作用,但是污泥量较高，需采取相应的污泥处理措施,B段二沉池出水中的少量难沉降的脱落生物膜通过气浮处理进一步去除,以提高出水水质。涡凹气浮-SBR法采用机械格栅去除了大部分固体污染物，避免了大块固体颗粒影响气浮、曝气工艺、大大降低了后续工艺的处理负荷，然后机械过滤把关，保证了出水稳定达标，再经过气浮池和SBR塔。该工艺综合了CAF和SBR的优点,CAF气浮系统操作弹性大,抗冲击负荷能力强,出水稳定,对于污染物浓度较小的原水,仅采用CAF系统即可满足水质的排放要求，可以在一定时间内运行SBR塔,节省运行维护费用,采用该工艺处理的废水CODCr去除率达80%-90%。升流式厌氧污泥床过滤器（UASBAF）-序批式活性污泥法（SBR）工艺，该工艺是适用于水质波动较大、蛋白质含量高的废水处理。其中升流式厌氧污泥过滤器是将升流式厌氧污泥床（UASB）和厌氧滤池（AF）组合为一体的反应器,适用于间歇进水的屠宰废水,容积负荷（以CODC计）为0.114-0.346kg/（m3d）；SBR为序批式活性污泥法，在同一池内按进水、反应、沉淀、排水分阶段周期进行，耐水量水质冲击负荷。SBR非常适应于屠宰废水每天有规律地间歇排放的特点。有机物先经过UASBAF厌氧消化后，分解生成的氨氮经过SBR后去除率达68.6%。该工艺具有工艺流程简单、耐冲击负荷、运行管理简便、工程造价省和运行费用低等特点，适合于小型肉类加工厂的屠宰废水处理工程。5.6 屠宰废水处理技术的应用分析与评价5.6.1 屠宰废水处理技术的应用分析考虑屠宰废水水质特点，对比各种处理方法的优缺点，得出目前屠宰废水最经济有效的处理技术为：以生物法为主，辅助必要的物理、化学等方法作预处理。例如以采用生物处理法为主体的二级SBR法工艺路线处理效果较好。在北方地区，尤其是经济不发达的北方地区，考虑到气温低，占地要求小，运行费用要求低等因素，深井曝气法为首选方法18。厌氧生物处理成本低，但不能较好地去除氨氮，故对于出水水质要求较高的情况下，通常经过厌氧处理后，还需进行好氧处理或采用化学法去除氨氮才能达到水质排放要求。好氧法不仅可以获得很高的CODr去除率，而且还可以去除氮、磷，但成本很高，所以对于高浓度屠宰废水，通常首先经厌氧生物法处理，然后使用好氧法处理。综合使用厌氧和好氧生物法的优点，可以获得高CODCr去除率，同时去除氮、磷，还降低成本。采用生物法处理屠宰废水可考虑回收利用问题。活性污泥经过一定处理后，可作为动物饲料用，还可回收屠宰废水中的蛋白质和脂肪产品可用作动物饲料，还可以生产沼气和无害肥，达到开发能源，变废为宝，又促进农业养殖业发展的目的，是一项具有生态平衡良性循环的可持续发展工程。屠宰废水的治理经验对于城市和养殖业粪便污染的治理有着较好的参考价值。5.6.2 屠宰废水治理技术评价国内外屠宰废水治理的特点是,多采用生物处理作为主要手段,辅以物理、化学方法。这主要是由废水水质决定的。屠宰废水BOD5/COD一般在0.5以上,可生化性良好,利用这一特点，可避免化学法中的大量投药，也可避免大量化学污泥的处置，同时可降低处理成本，便于维护和管理。在屠宰废水的生物处理工艺中，需氧法和厌氧法各有其优缺点，需氧法在进水浓度不太高时，生物降解彻底，出水水质好，但能耗大，厌氧法适于处理高浓度屠宰废水，能耗低且可回收生物能源，但处理效率相对较低，出水一般不能满足排放要求,需辅以需氧法或其它方法。因此,在处理较高浓度的屠宰废水时(COD在1000mg/L以上) ，主体构筑物可采用厌氧一需氧联合处理，厌氧作为前段粗处理，需氧作为精处理，这样既能保证出水水质，又相对地节省能源,降低运行费用在处理较低浓度的屠宰废水时(COD100mg/L)，可直接采用需氧生物处理，这样可在保证处理水质的条件下，缩短处理流程，节省基建投资。屠宰废水处理流程的选择，应该因地制宜，充分考虑和重视屠宰场的规模、投资、运行管理水平等方面的因素。在规模较大、管理水平较高的宰屠场，可采用厌氧池一曝气池或单设的曝气池等构筑物，在有空地、荒沟或鱼塘等可供利用的中小型屠宰场，可采用氧化塘等易于管理的处理构筑物，以降低造价，节省运行费用。在屠宰废水的处理中，无论采用什么工艺，都必须充分重视前处理工艺，以尽量降低进入生物处理构筑物的悬浮物和油脂的含量，确保处理构筑物的正常运行。第六章 本设计所选用的主体工艺污水处理工艺18选择是依据进水水质、水量状况，再依据受纳水体环境容量或者国家规定排放标准，确定应该去除污染物的项目与数量，从而选择合适的污水处理工艺。在选择污水处理工艺过程中经常讨论的热点问题有如下几方面:1.废水来源生产废水主要产生于生牲畜宰前的冲洗水，屠宰牲畜肉和内脏的清洗水，屠宰设备及场地的清洗水等，生产时废水集中排放。2.废水水量、水质特点根据提供的资料，生产过程中各工艺口排放的废水量总计500t/d,废水中主要含有血液、油脂、碎肉、骨渣、毛及粪便等，废水呈褐红色，具有较强的腥臭味。屠宰废水的特点是：有机悬浮物含量高，易腐败，排入水体会消耗水中的溶解氧，破坏生态系统，污染环境。现拟对屠宰废水进行处理，设计要求城市二级污水处理厂，处理水排入地表水环境质量标准（GB3838-2002）中三类水体。6.1 设计基础 6.1.1 设计依据1建设项目环境保护管理办法（1986年3月26日国务院环境保护委员会、国家计划委员会、国家经济委员会颁发）；2建设项目环境保护管理条例（1998年11月18日国务院第10次常务会议通过）；3肉类加工工业水污染物排放标准(GB13457-92)；4地表水环境质量标准（GB3838-2002）中三类水体。6.1.2 设计原则1严格执行国家和地方环保、卫生和安全等法规，经处理后主要水质指标符合国家有关标准；2设计中坚持科学态度，采用的水处理工艺既要体现技术先进、经济合理，又要成熟、安全可靠，并具有操作简单、运行管理方便等特点；3 处理单元相对紧凑、占地尽可能少，在确保运行稳定、出水水质达标的前提下，尽量降低工程造价及运行成本；4设计中坚持污水生化处理与生态化处理思想相结合的原则，营造和谐的污水处理生态环境。6.2 设计处理规模根据提供资料，屠宰废水水量为500t/d，废水主要主要产生于生禽屠宰前的冲洗水，屠宰后肉和内脏的清洗水，屠宰设备及场地的清洗水等。生产时废水集中排放。据此，本方案设计时处理水量为500t/h，24小时连续运行。6.3 设计处理水质根据设计要求，本项目的处理前原污水水质，见表6-1。表6-1污水处理前设计水质主要指标一览表19项 目CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)pH值900-120038046080140153069表6-2 地表水环境质量标准污染因子质三类水体BOD（mg/L）4CODCr（mg/L）20SS（mg/L）30NH3-N（mg/L）1.0pH6-96.4 出水水质要求本方案设计中设计要求城市二级污水处理厂，出水水质指标严格执行地表水环境质量标准（GB3838-2002）中三类水体,见表6-2所示。6.5 工艺选择屠宰废水中含有动物血、油脂、碎肉、食物残渣、毛、粪便和泥沙等污物。废水的特征可概括为：水质水量变化大（该厂废水为集中排放）；由BOD与COD的比值可以看出，该废水可生化性较好，B/C比达到了0.3以上，适合采用生物法处理；废水中悬浮物含量不是很高，悬浮物含量SS140mg/L,除无机性杂质颗粒外，还含有很多流动性差的有机物如脂类和蛋白质，本工程中CODCr1200mg/L，BOD5460mg/L，根据水质，可以看出屠宰废水可生化性较好，水质浑浊，易腐易臭，形成浮渣，在进行生物处理前必须经过预处理。根据对废水水质特点以及排放标准的综合分析对比后确定处理工艺为：废水经格栅筛网去除较大悬浮固体和毛发等杂质后，直接进入沉砂池，沉砂池兼作调节池均化水质、水量，同时将废水中不溶性固体如未消化食物和粪便等沉下。沉砂池出水流入厌氧水解池，在厌氧菌胞外酶的作用下，将大分子有机物水解酸化变成小分子，将大部分不溶性有机物降解为溶解性物质。随后自流入二沉池。然后泵入SBR反应池，SBR反应池水位到设定液位后进行射流曝气，使废水与活性污泥充分混合，曝气结束待泥沉下后，上清液排放，2只SBR反应池，交替运行。污泥积存到一定水位时，将泥排至污泥池。SBR生物反应器采用分步控制生化处理过程。以进气、曝气反应、沉降、出水和静置等5个阶段为一个运行周期，给系列化处理提供最佳条件。SBR生化系统具有完全混合特点的推流式反应器，又是一个理想状态的二沉池，此外，SBR系统污泥沉降性能较好，污泥增殖和产泥量均较小。特别适用于生化性好且水量不大的废水。 含油废水经过格栅,用以截留较大的悬浮物或漂浮物；然后进入沉砂池，去除比重较大的无机颗粒；再进入隔油池,可去除的最小油珠粒径，一般为100150；经隔油池处理后的废水进入厌氧池,在厌氧池停留后由泵提升进入SBR反应池，出水进行消毒后直接排放或作为循环冷却水使用。处理过程产生的污泥由潜污泵输送到污泥浓缩池，然后自流到脱水机房，由带式压滤机进行脱水处理。脱出的污泥外运堆埋或焚烧,脱出的污水和处理过程中的上清液和滤出液用泵提升回系统中与含油污水一起进入隔油池处理。6.6 工艺方法论证6.6.1 处理方法论证因为屠宰废水的可生化性能良好所以本设计采用二级生化处理。由于本设计进水COD值过高，所以不能直接采用好氧活性污泥法处理，因而需在好氧生化处理前增加厌氧生化处理。而厌氧处理中的厌氧生物滤池适合COD值高达3000mg/L以上的废水处理，而UASB工艺无法去除水中的NH3-N，故本设计采用厌氧接触法。而后期好氧处理采用SBR处理进一步去除水中的有机物及NH3-N值。对肉类加工废水的处理主要是去除废水中的悬浮物和各种形态的有机污染物，因此宜于采用以生物处理为主体的处理工艺。根据屠宰厂的实际情况及气候条件，利用有限的资金，力求制定出投资省、操作简单、运行费用低、占地面积小，合理先进的工艺路线，并能避免二次污染。 结合国内外屠宰废水处理厂的工程实例，决定在预处理基础上采用厌氧+SBR处理工艺。该工艺的实际运行情况良好，各项污染物指标均已达到或低于国家标准，充分体现了该工艺在处理肉类加工行业废水所具有的优势。6.6.2 工艺流程废水经格栅筛网去除较大悬浮固体和毛发等杂质后，直接进入沉砂池，沉砂池兼作调节池均化水质、水量，同时将废水中不溶性固体如未消化食物和粪便等沉下。沉砂池出水流入厌氧水解池，在厌氧菌胞外酶的作用下，将大分子有机物水解酸化变成小分子，将大部分不溶性有机物降解为溶解性物质。随后自流入二沉池。然后泵入SBR反应池，SBR反应池水位到设定液位后进行曝气，使废水与活性污泥充分混合，曝气结束待泥沉下后，上清液排放，2只SBR反应池，交替运行。污泥积存到一定水位时，将泥排至污泥池。SBR生物反应器采用分步控制生化处理过程。以进水、曝气反应、沉降、出水和静置等5个阶段为一个运行周期，给系列化处理提供最佳条件。SBR生化系统具有完全混合特点的推流式反应器，又是一个理想状态的二沉池，此外，SBR系统污泥沉降性能较好，污泥增殖和产泥量均较小。特别适用于生化性好且水量不大的废水。 含油废水经过格栅,用以截留较大的悬浮物或漂浮物；然后进入沉砂池，去除比重较大的无机颗粒；再进入隔油池,可去除的最小油珠粒径，一般为100150um；经隔油池处理后的废水进入厌氧池,在厌氧池停留后由泵提升进入SBR反应池，出水进行消毒后直接排放或作为循环冷却水使用。处理过程产生的污泥由潜污泵输送到污泥浓缩池，然后自流到脱水机房，由带式压滤机进行脱水处理。脱出的污泥外运堆埋或焚烧,脱出的污水和处理过程中的上清液和滤出液用泵提升回系统中与含油污水一起进入隔油池处理。污泥回流平流沉砂池隔油池污泥浓缩池板块压滤机消化池平流沉淀 池SBR反应池消毒池格栅出水泥饼外运污水栅渣外运污水提升泵房集水池排放水池剩余污泥集泥池污泥提升泵房脱水间图6.6.1设计工艺流程图致谢本次设计选题为屠宰废水处理工艺设计，主要处理的是屠宰废水。设计的目的是为了熟悉水处理厂设计及排水工程，排水管网，管道的选择与设计。经过一个学期的努力，在欧阳文璟老师指导之下我完成了课题的选定，设计方案的确定，计算及成果的修改并且掌握了一般污水处理厂的设计原理和计算方法，培养了解决污水处理工程实际问题和科研问题