屠宰场废水处理优质毕业设计.doc

摘 要 本设计为湖北省某屠宰场废水处理设计。屠宰场在运行生产过程中会产生大量含有高浓度有机物废水，关键来自于多种牧畜、禽类、鱼类宰杀和加工，是中国最大有机污染源之一。该屠宰废水处理厂处理水量为1000m3/d，污水中各项污染物指标为BOD为1000mg/L，COD为mg/L,NH3-N为30mg/L和SS为1500mg/L。因为该废水COD和BOD浓度较大，所以我们要求处理后污水达成国家一级排放标准即：BOD25mg/L，COD100mg/L，NH3-N15，SS70mg/L。经分析可知该屠宰场废水关键包含是易沉淀悬浮物和无机物和易生化降解有机物，所以我们能够采取物理处理和生物处理相结合方法来进行污水净化。首先采取物理处理来去除污水中轻易沉淀悬浮物和无机物，然后采取水解酸化-SBR工艺来去除污水中有机物。含有投资和处理成本低廉，工艺简单和管理方便等很多方面优点。关键字：屠宰场废水；水解酸化；SBR工艺ABSTRACT The slaughterhouse waste water is treatment in this design in Hubei Province. A large amount of waste water containing high concentration of organic matter is produce in running of slaughterhouse，The slaughterhouse Waste water is one of the countrys largest organic pollution sources，which main come from slaughtering livestock breedingpoultryfish slaughter processing. The water which needs to treatment in the slaughterhouse waste water treatment plant is 1800m3/d. Various target in the raw waste water is: the concentration of BOD is 1000mg/L, the concentration of COD is 1800mg/L, the concentration of SS is 800mg/L. for the slaughterhouse waste waters COD and BOD is high,so it request the slaughterhouse waste water to meet the national first discharge standards after processing：BOD25mg/LCOD100mg/LSS70mg/LNH3-N15mg/L. After the analysis,the quality of this processing water belongs to the waste water that easy sedimentation of suspended solids and easy biochemical degradation of organic matter. So we can adopting the combination of physical treatment and biological treatment methods to deal with the waste water. Firstly，we can adopting physical treatment to remove the easy sedimentation of suspended solids in waste water，after that，use the process of hydrolytic acidification-SBR to remove the organic matter in waste water. Has the advantages of low processing cost，simple process，easy to management and so on.Keywords：slaughterhouse wastewater； hydrolytic acidification；SBR technology 目 录摘 要IABSTRACTII前 言1第一章 概论21.1 设计任务21.2 设计要求21.3 设计标准和依据21.3.1设计标准21.3.2 设计依据3第二章 屠宰废水处理方法32.1 物理处理32.2 生物处理32.2.1 氧化沟42.2.2 间歇式活性污泥处理系统（SBR）42.2.3 AB法52.2.4 厌氧生物处理5第三章 屠宰场废水处理工艺步骤63.1 废水处理工艺确实定63.2 废水处理工艺步骤7第四章 关键构筑物设计和计算84.1 格栅设计和计算84.1.1 设计说明84.1.2设计参数设定84.1.3 格栅设计计算84.2 调整池设计114.2.1 调整池作用114.2.2 调整池设计和计算114.3 隔油沉砂池设计124.3.1 设计参数选择124.3.2 隔油池计算124.4 水解酸化池设计144.4.1 设计参数选择154.4.2 水解酸化池计算154.5 SBR反应池设计和计算164.5.1 设计参数选择164.5.2 反应池各反应周期计算164.5.3反应池池容计算174.5.4需氧量计算184.5.5曝气装置设计194.5.6 产泥量计算214.5.7 滗水器224.6 污泥处理部分各构筑物设计和计算224.6.1 集泥井224.6.2 污泥浓缩池设计和计算234.6.3 机械脱水间24第五章 污水处理厂平面部署和高程部署255.1 平面部署255.2 高程部署255.2.1 高程部署标准255.2.2 高程计算265.2.3 污水提升泵设计和选择27第六章 投资估算和运行成本276.1 投资估算276.1.1 土建部分286.1.2 设备部分286.2 运行成本28第七章 结论29参考文件 30谢 辞31 前 言 伴随中国生活水平不停提升，人民对物质追求也不停提升，屠宰行业也在飞快发展，但因为中国大多数屠宰场并没有设置废水处理和回收利用装置，所以其产生高浓度有机废水也对中国环境产生了很严重影响，成为了中国最大有机污染源之一。屠宰场所产生污水关键来自于多种牲畜屠宰和加工步骤，含有水量大，颜色深和有机物浓度高等特点。废水中关键以高浓度含氮有机化合物悬浮物溶解性固体物质油脂蛋白质等为主。1 废水中含有大量固体悬浮物：毛发肉屑骨屑内脏未消化食物和粪便等，所以有利于利用物理沉淀方法进行去除。同时废水中有机物含量高，含有大量氮磷化合物，可生化性好，利于利用生物方法进行处理。利用物理和生物相结合处理工艺，同时吸收国外部分优异方法，以此来达成处理效果最优步骤。第一章 概论1.1 设计任务 （1）确定工业废水处理站处理工艺步骤及处理构筑物（或设备）类型和数量。（2）对工艺步骤中关键构筑单元设计和计算，如：格栅、沉砂池、沉淀池、生化反应池、曝气池、SBR反应池、消毒池、污泥浓缩池等。（3）工业废水处理站平面部署、高程部署设计。（4）管道水力阻力计算，水泵、风机等关键设备选型。（5）工业废水处理工程初步经济核实（分析），如人工、药品、设备运行费用等。（6）采取CAD制图，所需制作图纸： 工业废水站平面部署图； 工业废水站工艺步骤、高程部署图； 关键单体构筑物三视图。1.2 设计要求 （1）设计选定工艺步骤合理，构筑物尺寸计算正确，构筑物选型及关键参数计算正确； （2）配套设备选型合理； （3）工业废水处理经济分析合理； （4）图纸规范，绘制正确，布局合理；（全部要求计算机绘图） 工业废水处理站平面部署合理，有运输道路和辅助建筑物，泥水处理分区显著； 工业废水处理站高程部署合理、水力计算正确；1.3 设计标准和依据1.3.1设计标准 依据对屠宰场废水分析和净化后污水水质要达成要求进行初步设计，经过计算认证后选择技术上可行，经济上划算合理方案，最终制订出具体步骤。在确保污水处理效果同时，还要合理安排多种资源综合循环利用，节省废水处理厂用地，节省劳动力。同时应该合理设计、合理布局，做到技术可行、运行可靠、经济合理。 1.3.2 设计依据 1.国家污水排放一级标准，废水处理后要求达成：COD100mg/L, BOD525mg/L,SS70mg/L，pH=6.0-9.0，NH3-N15mg/L。 2.毕业设计任务书和其它相关规范要求第二章 屠宰废水处理方法 因为废水中含有大量悬浮物和固体小颗粒，同时含有大量有机物。所以中国外通常采取物理处理和生物处理相结合方法来达成污水净化目标。2.1 物理处理 废水中含有大量毛发，和较大颗粒固体废物，所以我们需要先用格栅来进行先期水质过滤。格栅有一组平行金属栅条或栅网制成，安装在污水渠道进口处或污水处理厂端部，用以截留较大悬浮物和漂浮物，如纤维，碎皮，毛发，果皮蔬菜塑胶制品等，一遍减轻后续处理构筑物处理负荷并使之正常运行。 因为屠宰场废水水质水量波动较大，所以应设置调整池。能够确保废水不受高峰流量和浓度改变影响，使后续管道和构筑物能够正常运行。 屠宰场废水中含有大量生物油脂，所以一般沉淀方法不能满足其需要，所以这里我们选择是能够去除油脂隔油沉砂池，在去除废水中固体颗粒同时，确保生物油脂也能被净化，利于后续操作正常进行。2.2 生物处理 在目前污水处理技术领域中，活性污泥法是应用最为广泛生物处理技术之一。活性污泥法于19在英国曼切斯特建成试验厂开创以来，已经有1历史，伴随在实际生产上广泛应用和技术上不停改革创新，尤其是近几十年伴随对生化反应和净化机理进入了深入研究，活性污泥法在生物写和反应动力学理论方面全部得到了很好发展，目前活性污泥法已经成为生活污水，城市污水和有机工业废水主体处理技术。 但传统活性污泥处理系统还有很多待处理问题，如反应器体积庞大，占地面积大，电耗高，管理复杂等。针对这些问题，部分新处理工艺研发并成功，能够很好利用到我们今天对屠宰场废水处理中。2.2.1 氧化沟 氧化沟又称氧化渠或循环曝气池。是常规活性污泥法一个改型和发展。1954年荷兰建成了世界上第一座氧化沟污水处理厂。氧化沟污水处理整个过程如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水等全部集中在氧化沟内完成，最早氧化沟不需另设首次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流设备。以后处理规模和范围逐步扩大，它通常采取延时曝气，连续进出水，所产生微生物污泥在污水曝气净化同时得到稳定，不需设置初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。 氧化沟通常由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体平面形状通常呈环形，也能够是长方形、L形、圆形或其它形状，沟端面形状多为矩形和梯形。氧化沟因为其独特水流形态，有利于活性污泥生物凝聚作用，而且能够将其分为缺氧区和富氧区，用以进行硝化和反硝化，从而达成脱氮效应。氧化沟含有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点，所以被越来越多污水处理厂所应用。22.2.2 间歇式活性污泥处理系统（SBR） SBR是序列间歇式活性污泥法简称，是一个按间歇曝气方法来运行活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。和传统污水处理工艺不一样，SBR技术采取时间分割操作方法替换空间分割操作方法，非稳定生化反应替换稳态生化反应，静置理想沉淀替换传统动态沉淀。 间歇式活性污泥处理系统间歇式运行，是经过其关键反应容器-曝气池运行操作来实现。曝气池运行操作，关键是由（1）流入：（2）反应：（3）沉淀：（4）排放：（5）待机等5个工序组成，这5个工序全部在曝气池最终一个反应容器中进行和实施。2 （1）流入工序 污水注入，注满后再进行反应，从这个方面说，反应容器起到了调整池作用，所以反应器对水质和水量改变有一定适应性。同时在注入阶段，依据工艺上其它要求，也能够配合进行其它操作，如曝气，搅拌等 （2）反应工序 这是本工艺最关键一道工序，污水注入抵达预定高度后，反应即开始进行，依据污水处理目标，如BOD去除，硝化和反硝化等，才去不一样技术方法。BOD去除-硝化反应阶段，所需曝气时间较长，而在进行反硝化反应时，应该停止曝气，是反应器处于缺氧和厌氧状态，同时进行缓慢搅拌。 （3）沉淀工序 本工序相当于活性污泥连续处理系统二次沉淀池。应该停止曝气和搅拌，是反应器处于静止阶段，使活性污泥和水进行分离。沉淀时间通常为1.5-2.0h。 （4）排放工序 经过沉淀后产生上清液，做为处理水排放。一直降到最低水位，在反应器残留一部分活性污泥，作为种泥。 （5）待机工序 也称闲置工序，即在处理水排放后，反应器处于静止状态，等候下一个操作周期开始阶段。 SBR工艺是一个系统简单，但处理效果很好污水生物处理系统。同时也是一个新型污水处理工艺，有些地方能够得到改善，以此来产生愈加好处理结果。将其和水解酸化反应相结合，简称水解酸化-SBR工艺，经过水解酸化反应能够改善污水可生化性，有利于提升下一步工序曝气反应效果，使处理结果能够达成更优。2.2.3 AB法 AB法污水处理工艺，是吸附-生物降解工艺简称。主系统关键由A段和B段组成，A段由吸附池和中间沉淀池组成，B段由曝气池和二次沉淀池组成，两段全部设有独立污泥回流系统，而且完全分开，互不影响。所以每段全部能培育出各自独特，适合于本段水质特征微生物种群。 A段负荷高，污泥产率也高。A段对污染物去除关键经过生物吸附作用，这么很多重金属和难降解有机物和部分含氮磷营养物质全部能经过A段得到一定去除，所以，大大减轻了B段负担。B段接收经过A段处理过水，水质和水量全部比较稳定，有利于B段生化功效展开。22.2.4 厌氧生物处理 厌氧生物处理是利用厌氧微生物对废水处理方法。有机物不能完全降解，有一部分转化为甲烷，能够作为能源利用。 在厌氧条件下,形成了厌氧微生物所需要营养条件和环境条件,利用这类微生物分解废水中有机物并产生甲烷和二氧化碳过程。 高分子有机物厌氧降解过程能够被分为四个阶段：水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。 （1）水解阶段水解可定义为复杂非溶解性聚合物被转化为简单溶解性单体或二聚体过程。 （2）发酵（或酸化）阶段发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主末端产物，所以这一过程也称为酸化。 （3）产乙酸阶段在产氢产乙酸菌作用下，上一阶段产物被深入转化为乙酸、氢气、碳酸和新细胞物质。 （4）产甲烷阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新细胞物质。 现在应用比较广泛部分厌氧生物处理工艺关键是一般消化池、厌氧接触消化池、升流式厌氧污泥床、厌氧颗粒污泥膨胀床。伴随世界上能源问题越来越担心，厌氧处理也越来越多被应用于很多污水处理，体系也越来越完善，含有动力消耗少，无需供氧等很多优点。第三章 屠宰场废水处理工艺步骤3.1 废水处理工艺确实定 因为屠宰场废水中含有BOD和COD浓度很高，所以关键处理工艺我们选择生物处理，相较于物化处理，生物处理能够更有效去除水中BOD和COD。而且成本更小，运行效率更高。 经过对于多种处理工艺比较，本设计关键处理工艺选择SBR和水解酸化相结合工艺。水解酸化-SBR做为一个很成熟工艺，在很多屠宰场废水处理中得到了应用，因为其投资成本相对较低，工艺步骤简单，占地面积少，出水水质完全能够达成要求。3最关键是其除氮效果也十分理想，所以十分适合对屠宰场废水进行处理。 水解酸化-SBR工艺采取是厌氧和好氧相结合工艺，本工艺对废水水量和有机负荷冲击有很好缓冲能力，而且工艺步骤简单，处理成本低廉，十分适合小型肉类屠宰场废水处理。3.2 废水处理工艺步骤 污水先经过格栅过滤，去除污水中毛发及较大固体颗粒物，然后进入到调整池稳定废水水质和水量，因为废水中含有大量生物油脂，所以我们需要用隔油沉淀池来对废水中动物油脂和大颗粒有机物进行沉淀去除，沉淀废渣排入到污泥浓缩池进行后续处理。 经过隔油沉淀池污水，继续通入到水解酸化池里，在厌氧环境中将废水中非溶解性有机物转化为转变为能够溶解有机物，使其中难于生化降解有机物转变为易降解。从而改变了污水可生化性，有利于后续SBR工艺进行。水解酸化后污水继续排放到SBR反应池内，经过流入，反应，沉淀，排放，静置5个工艺程序，具体就是进行进水，生物降解，硝化和反硝化除氮，最终沉淀分离这多个过程。本工艺产生污泥排放到污泥浓缩池内，再经过脱水后外运。鼓风机 具体处理工艺步骤见下图外运排水进水上清液污泥污泥污泥污泥脱水间污泥浓缩池SBR水解酸化池隔油沉砂池调整池格栅图3-1 工艺步骤图表3-2 各关键处理单元去除率COD（mg/l）BOD（mg/l）SS（mg/l）NH3-N（mg/l）色度（倍）隔油沉砂池进水水质10001500305000出水水质1600750750304000去除率20%25%50%020%水解酸化池进水水质1600750750304000出水水质800450300211000去除率50%40%60%30%75%SBR反应池进水水质800450300211000出水水质1002570550去除率87.50%94%77%76%95%出水水质1002570550第四章 关键构筑物设计和计算4.1 格栅设计和计算4.1.1 设计说明 格栅是一个截留废水中粗大污物预处理设施。是由一组平行金属栅条制成金属框架，斜置在废水流经渠道上，或泵站集水池进口处，用以截阻大块呈悬浮或漂浮状态固体污染物，以免堵塞水泵和沉淀池排泥管。截留效果取决于缝隙宽度和水性质。按栅条间隙，可分为粗格栅（50-100mm）、中格栅（10-40mm）、细格栅（3-10mm）三种，按清渣方法可分为人工清渣格栅和机械清渣格栅两种。4.1.2设计参数设定 过栅流速采取0.3m/s； 栅条净间隙本设计取e=10mm； 格栅安装倾角通常采取450-750；4.1.3 格栅设计计算2（1） 最大设计流量 平均日流量 （式4-1） 即 取污水总改变系数K总=2.1 最大设计流量 （式4-2） 代入可得（1）格栅间隙数 最大设计流量Qmax=0.025m3/s，假设格栅倾角=60,栅条间隙e=0.01m，栅前水深h=0.4m，过栅流速v=0.3m/s，代入公式得 （式4-3）式中，n栅条间隙数，个； Qmax最大设计流量，m3/s； 格栅倾角，度； e栅条间隙，m； h栅前水深，m； v过栅流速，m/s。 即 取20个 （2）格栅宽度 B (式4-4) 式中：S -栅条宽度，取0.01m 代入可得（3）进水渠道渐宽部分长度 L1 若进水渠宽B1=0.25m；渐宽部分展开角度a1=20，代入公式可得： （式4-5） 即（4）栅槽和出水渠连接处渐宽部分长度 L2 （5）过栅水头损失 h 因为格栅条为矩形断面，所以我们取k=3，=2.42 ，重力加速度g=9.81m/s2。代入公式可得： （式4-6） （式4-7） m （式4-8） 式中，h1经过格栅水头损失，m； k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，通常取3； h0计算得出水头损失； 阻力系数，和栅条断面形状相关； g重力加速度，m2/s； 系数，和栅条断面形状相关。 （6）栅槽总高度 H 取栅前渠道超高h2=0.3m，代入公式可得 式中，H栅后槽总高度，m； h1水头损失，m； h2栅前渠道超高，m； h栅槽中水深，m。 (7) 栅槽总长度L 已知，进水渠道渐宽段长度L1=0.2m.，出水渠道渐窄段长度L2=0.1m，栅前高度H1=h+h2=0.7m，进水渠展开角度=600 ，代入公式得： （式4-9） （8） 每日栅渣量 W 因本设计最大流量Qmax=0.025m3/s，所以取污水量总改变系数K总=2.1。本设计采取是细格栅，应取标准栅渣量W1=0.8m3格栅渣/103m3废水，代入公式得： （式4-10） m3/d W=12.5，所以设计满足要求 （7）除油除渣设备 隔油池内设一台机械刮油刮泥机，上撇浮油，将浮油推向池末端，并经过集油管搜集浮油，达成油水分离目标；下刮沉沙，使其进入池前端污泥斗内，再送入污泥浓缩池，经过脱水后外运。4.4 水解酸化池设计 水解酸化工艺属于升流式厌氧污泥床反应器技术范围。水解池内分污泥床区 和清水层区，待处理污水和滤池反冲洗时脱落剩下微生物膜由反应器底部进入池内，并经过带反射板布水器和污泥床快速而均匀地混合。污泥床较厚，类似于过滤层，从而将进水中颗粒物质和胶体物质快速截留和吸附。因为污泥床内含有高浓度兼性微生物，在池内缺氧条件下，被截留下来有机物质在大量水解产酸菌作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解物质转化为易于生物降解物质。54.4.1 设计参数选择 （1）废水停留时间T，通常为2.5-4.5h，这里我们取4h； （2）池内上升流速：通常控制在0.8-1.8 m/h 较适宜； （3）清水区高度选择，0.5-1.5m为宜； （4）反应器分格，本设计分为2格； （5）配水方法，采取穿孔管布水器，配水支管出水口距池底200mm。4.4.2 水解酸化池计算4 水解酸化池有效容积V （式4-20） 式中：Qmax流量，m3/s； T废水在池内停留时间。 若池有效水深h为4m，其中超高为0.5m，所以池子表面积S 因为本设计中池子被分为两格，所以设每格长宽各为10m，4.5m。所以本设计中水解酸化池尺寸为：10m9m4.5m 因为反应池底部可能会积累颗粒物质，砂粒和污泥，需要在池底设置排泥管，将污泥运输至污泥浓缩池内。若排除污泥含水率P1为98.5%，污泥密度设为1.032t/m3，则每日沉淀干污泥重为W1为 （式4-21） 式中：SO，SP进水和出水BOD浓度 湿污泥体积V1为 （式4-22） 4.5 SBR反应池设计和计算5 SBR工艺处理污水, 其处理关键处理设备是一个序批式间歇反应器, SBR 省去了很多处理构筑物, 全部反应全部在一个SBR 反应器中运行, 经过时间控制SBR反应器各个阶段工艺进行, 在流态上属于完全混合式, 实现了时间上推流, 有机污染物伴随时间推移而降解。SBR工艺整个运行周期由进水、反应、沉淀、出水和闲置5个基础工序组成, 全部在一个设有曝气器反应器内依次进行。在整个处理过程中,不停循环这种操作周期, 以实现污水处理目标。 SBR工艺含有优越性：.工艺步骤简单, 运转灵活, 建筑费用低；.对水质水量比改变适应性强；.很好除磷脱氮效果；.污泥沉降性能良好；.处理效果良好, 出水可靠。4.5.1 设计参数选择 进水BOD:450mg/L，进水COD:800mg/L；因为SBR为间歇性进水，所以设计2个反应池；反应池有效高度设为4m，其中超高为0.5m；排水比m：4；MLSS浓度：4000mg/L；BOD污泥负荷：LS=0.18Kg BOD/(Kg MLSSd)。4.5.2 反应池各反应周期计算 （1）曝气时间 （式4-23） 取曝气时间为4h 式中：C0-进水BOD浓度； m-排水比； LS-MLSS浓度； X-BOD污泥负荷。 （2）沉淀时间 （式4-24） 取沉淀时间为1h 式中：Vmax-早期沉降速度，4.6104X-1.26； h-反应池有效高度，4m； h1-反应池超高，0.5m。 即 （3）进水和排水时间 取进水和排水时间全部为1.5h 反应池运行周期T=3+1+1.5+1.5=8h 即反应周期数4.5.3反应池池容计算 设f=0.85，SVI=90,进水和出水BOD浓度分别为450mg/l，25mg/l则 污泥沉降体积为 （式4-25） 每个池子有效容积为 （式4-26） 选定每个池子尺寸为；长宽全部为11m，高度为4m 池子超高为0.5m，所以池子总高度为4.5m SBR反应池设计运行水位以下图4-1 警报，溢流水位H高峰水位h5基准水位h4排水结束水位h3污泥界面h2 图4-1 SBR反应池设计运行水位图 排水结束时水位 （式4-27） 基准水位 （式4-28） 高峰水位即为有效水深，所以h5=4m 警报水位即为反应池总高度 H=4+0.5=4.5m 污泥界面 4.5.4需氧量计算 总需氧量Oa为有机物（B