鸵鸟屠宰加工厂污水处理工程设计.doc

本科毕业设计(论文)题目：XX鸵鸟屠宰加工厂污水处理工程设计院 （系）： 建筑工程学院 专 业： 给水排水工程 班 级： 080708 学 生： 学 号： 指导教师： 2012年 6月XX鸵鸟屠宰加工厂污水处理工程设计摘 要鸵鸟屠宰废水中大多数有机物是可以进行生物降解的，具有生化性好的特点。因此，生化法是屠宰废水普遍使用的一种处理方法。由于屠宰废水中BOD和COD的含量较高，所以为了获得更好的处理效果且降低处理成本，屠宰废水的处理常采用多种方法相结合的工艺。经分析，本设计采用厌氧加好氧的工艺，它可以有效的去除污水中的BOD和COD，厌氧生化的处理效果是在无能耗条件下所取得，并减轻后续处理设施处理负荷。本设计的工艺流程为：原污水细格栅气浮池调节池UASB反应器生物接触氧化池竖流式二沉池达标出水，污泥依次经过浓缩、脱水后外运。经处理后出水各项考核指标均可以达到GB89782006污水综合排放标准二级标准要求；出水可以部分回用于猪圈冲洗水及绿化用水，节省自来水费用。关键词：屠宰污水；气浮池；UASB反应器；生物接触氧化池 2The Shaanxi English examination ostrich slaughtering and processing plant wastewater treatment engineering design Abstract Ostrich slaughter most of the organic matter in wastewater is biodegradable, biodegradability of good special Points. Therefore, the biochemical method is commonly used in slaughtering wastewater treatment methods. Because of high levels of slaughter wastewater BOD and COD, so in order to get a better treatment effect and reduce the cost of processing, slaughtering waste water processing is often a process of combining a variety of methods. Analysis, the design of anaerobic-aerobic process, it can effectively remove BOD and COD in wastewater, anaerobic biochemical treatment effect is no energy, and reduce the follow-up treatment facilities to handle the load. The design process: raw sewage fine grid flotation tank adjust pool UASB reactor biological contact oxidation pond vertical flow secondary settling tank standard water, sludge followed by Sinotrans was concentrated after dehydration. The treated effluent of the assessment indicators can be achieved in two standard of Integrated Wastewater Discharge Standard, GB8978-2006 requirements; water can back part the pigsty rinse water and green water, saving water costs. Key Words: Slaughtering sewage; flotation tank; UASB reactor; biological contact oxidation tank主 要 符 号 表 COD 化学需氧量 BOD 生化需氧量 UASB 上流式厌氧生物反应器 SBA 序列间歇式活性污泥法 Q 流量 A 面积 T 停留时间 IV23西安工业大学毕业设计（论文）任务书院（系） 建筑工程学院 专业 给水排水工程 班 080708 姓名 李莉 学号 080708124 1. 毕业设计（论文）题目：陕西省英考鸵鸟屠宰加工厂污水处理工程设计 2.题目背景和意义： 陕西省英考鸵鸟屠宰加工厂的生产工艺中产生的屠宰废水中含有大量的有机污染物质，直接排放到水体中将会造成很严重的污染，使水体恶化，国家规定只有达标废水才能才能够出厂、排放。本次毕业设计中1、气象条件：厂区年平均温度13.10C13.40C，。年极端最高气温35至41.8；极端最低-16至-20。年平均降水636mm，最大冻土深度45cm。最大积雪深度22cm.2、地质地震：该厂区为温陷性黄土地区，地震烈度8度。3、设计水量与水质：设计平均水量：Q=200m3/d,每日生产时间为24h.设计进水水质：BOD5（平均值）:1000mg/L,COD（平均值）;2300mg/L.SS：540mg/L，油脂:170mg/L. 3、处理厂场地：废水处理站的空地地势平坦，地下水位-10m，厂区平均海拔高程455m. 废水通过厂区排水管网收集，入废水处理站管底标高为454m：经处理后的水直接排放至城市排水管网，城市排水管网管底标高为453m。通过这次设计使出厂水质达到GB89782006污水综合排放标准二级标准要求。本次毕业设计，不仅涉及到污水处理构筑物设计方面的知识，还涉及到针对不同水质水处理工艺的选择方面的内容，通过本次设计，学生可以对大学所学的知识进行综合性的运用，同时也能为特种水质的水处理进行具体的分析、设计。 3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）： 设计内容：1、通过水质分析进行方案的选择与确定；2、污水处理构筑物及设备的选择、计算和确定；3、污泥处理构筑物及设备的选择、计算和确定；4、污水处理站平面及高程布置；5、处理站的运行、管理；6、经济分析。图纸要求：1、处理厂管线示意图；2、处理厂平面施工总图；3、水处理构筑物平面及剖面图；4、处理厂水处理流程高程图。 4、设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：设计的基本要求:1总平面设计合理，有一定的绿化面积， 2设计方案合理，计算方法正确，计算数据准确。3.计算书格式应符合标准，书写工整，文字简练，条理清楚。4施工图必须符合制图标准，能正确、准确表达设计意图，图面布置协调、清楚、整洁。进度安排: 进度安排:毕业实习 、方案的选择与确定 第1周-第2周 污水处理构筑物及设备的选择、计算和确定 第3周-第6周 污泥处理构筑物及设备的选择、计算和确定 第7周-第 8周 污水处理站平面及高程布置 第9周 处理站的运行、管理 第10周 经济分析 第11周 绘制施工图 第12周-第16周 答辩 第17周 5.毕业设计（论文）的工作量要求 实验（时数）*或实习（天数）： 实习2周 图纸（幅面和张数）*： A1图纸至少10张 其他要求：论文字数： 20000字 外文翻译字数: 30005000字 参考文献篇数： 10篇以上 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日 系（教研室）主任审批： 年 月 日说明：1本表一式二份，一份由学生装订入附件册，一份教师自留。2 带*项可根据学科特点选填。 目 录英文摘要 英文摘要 主要符号表 目 录 11 绪论11.1前言11.2国内外屠宰废水处理技术现状11.2.1国内现状11.2.2国外现状11.3课题背景21.4本文主要研究内容21.4.1研究方案：22 污水处理工艺构筑物的设计计算52.1格栅的设计与计算52.1.1格栅的设计52.1.2格栅的计算52.1.3每日栅渣量的计算62.2调节池的设计计算72.2.1调节池的设计72.2.2调节池的计算72.3气浮池的设计计算82.3.1气浮池的设计82.3.2气浮池的计算82.4 UASB反应器的设计计算102.4.1 UASB反应器的设计102.4.2 UASB反应器的设计参数112.4.3 UASB反应器的计算112.4.4 UASB进水配水系统设计122.4.5 三相分离器的设计132.4.6出水系统设计162.4.7排泥系统设计172.4.8 产气量计算172.5生物接触氧化池的设计计算182.5.1生物接触氧化池设计与计算应考虑的一些因素182.5.2设计参数182.5.3 生物接触氧化池的计算182.5.4 空气管道设计202.5.5 填料选择计算202.5.6 校核BOD 负荷212.6二沉池的计算222.6.1 二沉池的选择222.6.2二沉池的设计计算223 污泥部分各处理构筑物设计与计算263.1污泥浓缩消化池的设计计算263.1.1计算说明263.1.2 设计参数263.1.3构筑物的设计计算273.2 机械脱水间的设计计算283.2.1设计说明283.2.2设计计算294 污水处理厂区平面布置与高程布置304.1污水处理厂区的平面布置304.1.1各种单元构筑物的平面布置304.1.2管（渠）道的平面布置304.1.3 辅助构筑物304.1.4道路及绿地314.2污水处理厂的高程布置314.2.1水头损失计算324.2.2高程的确定335 项目投资预算345.1土建部分345.2设备部分345.3 工程总投资355.4主要经济技术指标365.5运行成本分析365.5.1电费365.5.2人工费365.5.3药剂费375.5.4吨水运行费用375.6效益分析（每年）376总结38参考文献39致 谢41毕业设计（论文）知识产权声明42毕业设计（论文）独创性声明43附录 44 11绪论 1 绪论1.1前言 屠宰废水是我国最大的有机污染源之一。随着人民生活水平的提高，肉类食品加工业不断地发展壮大，若不及时进行处理，其对环境的污染会不断地加深。如果屠宰废水不经处理直接排入地表水体就会使水质恶化，严重影响环境。因此，对屠宰废水的治理十分重要。1.2国内外屠宰废水处理技术现状1.2.1国内现状 我国目前对屠宰废水的处理方法主要是厌氧与好氧相结合的方法，而使用较多的则是SBR法。因为方法的针对性强，运行稳定可靠，耐冲击性强，出水水质稳定，运行成本低。钟梅英等采用SBR法处理屠宰废水，结果表明进水COD质量浓度为750- 2l00mg/L；氨氮质量浓度为35-75m/L，去除率分别达到87%和72%。郑春媛、刘祖文等人也分别将SBR法应用于屠宰废水的处理，取得很好的效果。随着研究的深入，SBR法得到不断的改进，相继出现了CAF涡凹气浮-SBR法、UASBAF-SBR工艺、AF-SBR法以及化学混凝-SBR等方法。但由于屠宰废水是一种高浓度有机废水，含大量油脂、血水、C加、Cm比高，N、P相对不足，故用SBR法处理时，易产生大量油性泡沫而使污泥松散和指数增高，易出现高粘性膨胀导致污泥流失等问题。针对SBR存在的这些问题，又出现了序列式生物膜。李伟光等采用生物膜反应器处理屠宰废水，研究表明，各污染指标的去除率COD为97%，BOD5为99%，TKN为92%，油脂为82%，最后出水水质满足国家二级排放标准。方茜等对两种序列式生物系统进行了对比试验，指出生物膜系统的处理效果优于活性污泥系统。赫俊国等采用生物膜-活性污泥共生系统处理屠宰废水，结果表明该工艺处理效率高，效果稳定，运行安全可靠，节省曝气池占地面积，处理效果显著。1.2.2国外现状国外近几年的资科表明，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。目首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 西安工业大学毕业设计（论文） 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。目前国内外对于厌氧+好氧处理屠宰废水的研究已比较成熟。本设计就采用好氧+厌氧的方式处理屠宰废水。1.3课题背景随着我国人民生活水平的提高，肉类行业有了迅猛的发展，因此屠宰废水成为我国水体最大的有机污染源之一。屠宰废水的产量与肉类食品加工企业的数量是成正比的，因而屠宰废水的污染呈逐年上升的趋势。据资料显示，2009年国内有一定规模的屠宰及肉类加工企业约为3696家，较2005年增长了1200家，增幅高达31.2，这充分说明了我国肉类行业发展速度之快。如果屠宰废水直接排放到水体中将会造成很严重的污染，使水体恶化，国家规定只有达标废水才能才能够出厂、排放。1.4本文主要研究内容根据陕西省英考鸵鸟屠宰加工厂排放的实际情况和屠宰厂周边环境条件，查询分析了大量污水治理工艺的有关资料，并对屠宰场污水工程治理的技术方案进行可行性论证，确定较为理想的工艺流程、建筑和设施，以期降低处理运行费用，提高处理效果，达到水质排放标准。其主要有以下几点：1、通过水质分析进行方案的选择与确定；2、污水处理构筑物及设备的选择、计算和确定；3、污泥处理构筑物及设备的选择、计算和确定；4、污水处理站平面及高程布置；5、处理站的运行、管理；6、经济分析。1.4.1研究方案：由图1可以看出，在屠宰和清洗的过程会产生大量的生产污水，污水中主要含有动物油脂、血液、毛、肉屑、骨屑、内脏杂物、未消化的食物、粪便等污物和固体悬浮物质等。而这种废水中的杂质主要来源于鸵鸟的肌体组织，这使得废水极易腐败，且呈红褐色，并有难闻的腥臭味，对周围的环境影响极大。因此鸵鸟屠宰场的污水首先要通过自动隔栅，过滤较大肉块和悬浮物，并将过滤物堆放于储渣池，后经回收利用；滤液经调节池进入气浮隔油池去除大部分的油脂；然后通过厌氧反应器，再进入好氧池经反应后再依次经过沉淀池、消毒装置，最后作为达标出水而排入周边环境。污泥依次经过浓缩、脱水后外运。 31 污水固废、污水固废、污水污水活鸵鸟屠宰放血烫毛、褪毛清洗消毒 去内脏分割成块包装速冻运输销售 固废、污水固废、污水 图1.1 废水主要来源示意图 为了获得更好的处理效果且降低处理成本，屠宰废水的处理常采的多种方法相结合的工艺有一下几种典型的组合工艺，其各自的优缺点如下： 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，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，难于维护和管理。 CAF涡凹气浮-SBR法 该工艺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，节省运行维护费用，采用该工艺处理的废水COD去除率达8090%。 UASB+生物接触氧化法 该工艺在厌氧工艺上采用UASB技术，在好氧工艺上采用生物接触氧化法，是高、低浓度污水处理工程的理想设备。该工艺对碳源有机物处理效果好，运行灵活，操作方便，成熟可靠、稳定达标。工程初期投资和日常运行费用低廉，整个工艺流程简洁流畅、操作方便，有广泛的推广价值。 氧化塘工艺 该工艺的处理流程为：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。 根据本课题的进水水质和出水水质及屠宰场的地理环境选出的工艺组 合为：UASB+生物接触氧化法。其工艺流程图如图1.2。污水沼气 生物接触氧化池气浮池 细隔栅UASB反应器调节池沉淀池 污泥污泥浓缩池 污泥上清液回流 达标出水污泥脱水间 泥饼外运 图1.2 废水主要来源示意图 2 污水处理工艺构筑物的设计计算 2 污水处理工艺构筑物的设计计算2.1格栅的设计与计算2.1.1格栅的设计由于本厂的设计平均水量为Q=200m3/d,每日生产时间为24h，水量较小。所以格栅选机械格栅，根据水质水量选栅隙e=5mm，栅条宽度s=10mm，栅宽B=600mm的细格栅一道。 a. 格栅的设计应达到以下要求： 我国过栅流速一般采用0.61.0m/s，本设计取0.6m/s。 格栅倾角一般采用4575，本设计取600 。 格栅前渠道内水流速度一般取0.40.9 m/s，本设计取0.5m/s。 b. 设计参数: 设计流量：Q总=0.0023m3/s； 格栅间隙:e=5mm ； 栅前流速：v1=0.5m/s； 过栅流速:v2=0.6m/s； 格栅倾角:= 60o ； 栅条宽度: s=10mm； 2.1.2格栅的计算 a. 确定格栅前水深h: 根据最优水力断面公式有栅前槽宽B1 为： (2.1) 则栅前水深h为： (2.2) b. 栅条间隙数n: ，取15； (2.3) c. 栅槽有效宽度B: B=s（n-1）+en=0.01（15-1）+0.00515=0.215m (2.4) 取0.5m； d. 进水渠道渐宽部分长度L1: 西安工业大学毕业设计（论文） 进水渠宽： 西安工业大学毕业设计（论文） ，取0.25m。 (2.5) 则进水渠道渐宽部分长度： (2.6) （其 中为进水渠展开角，取20o） e. 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2: (2.7) f. 过栅水头损失h1: 设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3，则通过格栅的水头损为： (2.8) 式中：h0水头损失； k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3； 阻力系数，与栅条断面形状有关， 当为形断 面时=2.42。 g. 栅后槽总高度H: 本设计取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度： H1=h+h2=0.05+0.3=0.35m (2.9) 则栅后槽总高度 H=H1+h1=0.35+0.29=0.64m ，取0.7m。 (2.10) h. 栅槽总长度L: L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tan (2.11) =0.34+0.17+0.5+1.0+0.35/tan60 =2.3m 取2.8m，所以格栅进水渠的尺寸为:LBH=2.8m0.5m0.7m。2.1.3每日栅渣量的计算 在格栅间隙在5mm的情况下，每日栅渣量为： (2.12) 式中：W每日栅渣量，m3/d; W1栅渣量（m3/103m3污水），取0.10.01，细格栅取最大值0.1。 由计算值有每日产渣量少，所以采用人工清渣。 细格栅的设计计算草图如下： 图2.1 细格栅计算草图2.2调节池的设计计算2.2.1调节池的设计由于屠宰厂废水有一定的水质水量变化，宰杀量随季节、节日、时间段的变化而变化，如直接进入生物处理系统会对处理系统带来一定 的冲击影响。故设置调节池调节废水水质水量，同时调节池内设搅拌设备，该方式可起到搅拌作用，也可起到预曝气作用，防止夏季废水臭味外益。设调节池的平均停留时间为T=6h。2.2.2调节池的计算 a. 调节池的实际容积V: 根据流量Q=200m3/d , T=6h 则池内的废水量为： W1=（Q/24）T=（200/24）6=50m3 (2.13) 设计用调节池的实际容积为： V=1.4W1=1.450=70m3 (2.14) b. 调节池的各部分尺寸： 取池子的有效水深h1=2.5m，超高h=0.3m，则调节池的平面面积为: S=V/h1=70/2.5=28m2 (2.15) 取池宽B=5m，则长为:L=S/B=28/5=5.6m ，取6m。 (2.16) 即调节池的尺寸为：LBH=6m5m2.8m，结构形式设为地下式钢筋混凝土。 c. 调节池的搅拌设备 为使废水充分混合和避免悬浮物沉淀，调节池需安装搅拌设备进行搅 拌。常用的方法有水泵强制循环搅拌、空气搅拌、机械搅拌。本设计取机械搅拌的桨板式搅拌，选用淄博达能化工机械有限公司的1000斜叶桨搅拌器。一般在层流状态下工作，是用于低粘度均质、调和。 图2.2 1000斜叶桨搅拌器示意图 2.3气浮池的设计计算2.3.1气浮池的设计由于本次的设计是屠宰污水的处理，且平均水量较小，所以采用间歇式部分溶气加压溶气气浮法。每隔6h运行一次，每次持续进水 1h，设每次进入气浮池的污水流量为Q=50m3/h。其水质指标如下表2.1：表2.1 气浮池进出水水质指标 水质指标 BOD5 （mg/L） COD （mg/L） SS （mg/L）油脂（mg/L）进水水质10002300540170去除率8%10%95%97%出水水质92020702752.3.2气浮池的计算 a. 设计空气量 根据亨利定律，空气在水中的溶解度与所受压力成正比，因此融进的空气量（V）为： V=KTP=0.027（0.3+0.1）106=10800（L/m3水） (2.17) 式中: V溶入水中的空气量，L/m3水； P空气所受的绝对压力，Pa； KT溶解常数，不同温度下的KT值如表2.2中。 表2.2 不同温度下的KT值 温度（OC）01020304050KT值0.0380.0290.0240.0210.0180.016 设计空气量应按溶气量的1.25倍即13500L/m3水供给，以留有余地， 保证气浮效果。通常，空气的实际用量应按处理水量的1%5%，即: 2001.5=260m3/d=12.5m3/h b. 溶气罐 设溶气罐总高度为2m，直径为1m。 (1)进溶气罐的污水流量的计算 (2.18) 式中：QR溶气罐加压的废水流量，m3/d； Q 进行气浮处理的污水量，m3/d； 空气密度，g/L，根据表2.3取1.193g/L； 当压力为105Pa时空气在水中的饱和溶解量，mg/L，取 21.60.033mg/L； f容器效率，一般为50%80%，本设计取80%； Sa原水中悬浮物浓度，Kg/m3； P溶气绝对压强，105Pa，本设计取0.4MPa； A/S气固比，即减压释放后溶解的空气量与原水导入的悬浮固 体总量的比值，按经验一般为0.0050.006，本设计取0.006。 表2.3 空气在水中的溶解度等 温度 （0C）空气容重（mg/L）溶解度 （mg/L）空气在水中的溶解常数0125229.20.03810120622.80.02920116418.70.02430112715.70.02140109214.20.018 (2)溶气罐容积的计算 (2.19) 式中：W溶气罐容积，m3； QR进溶气罐的废水流量，m3/h； T水在溶气罐内停留（溶气）时间，一般取35min，本设计 取5min。 c. 平流式气浮池 (1)气浮池表面积A: (2.20) 式中：Q进行气浮处理的污水量，m3/h； G表面水力负荷，m3/（m2 h），一般为510m3/（m2h）,本 设计取5m3/（m2h）。(2)气浮池有效容积W: W=Ah=102.2=22m3 (2.21） 式中：W气浮池有效容积，m3； h有效水深，m，一般取22.5m，本设计取2.2m； 水力停留时间一般为1020min，本设计取20min。 (3)其他部分尺寸 由于气浮池上有刮渣机要运行，所以气浮池的超高取0.3m，即气浮 池的有效高度H为2.5m。而气浮池的深宽比一般不小于0.3，长宽比宜取 （1:1）（1：1.5）。所以气浮池的尺寸为：LBH=4.0m2.5m2.5m。 d. 气浮装置的选择 本设计选择潍坊汇晟环保设备有限公司出产的YW50型气浮机，其特点有：处理能力大、效率高、占地少；工艺过程及设备构造简单，便于使用维护；能消除污泥膨胀，为后序处理提供了有利条件。其规格如下表2.4：型号处理能力m3/h溶解水量m3/h主电机功率Kw刮沫机功率Kw空压机功率Kw空压机型号清水泵型号溶气罐规格mm外形尺寸mmYW-5040-5015-207.50.371.5V-0.14/7GC-626001880750035002480 表2.4 设备选择的参数 2.4 UASB反应器的设计计算2.4.1 UASB反应器的设计UASB反应器有两种基本几何形状：矩形和圆形。这两种类型的反应器都已大量应用于实际中。圆形反应器具有结构较稳定的优点，同时对于圆形反应器在同样的面积下，其周长比正方形的少12。所以圆形池子的建造费用比具有相同面积的矩形反应器至少要低12。但是圆形反应器的这一优点仅仅在采用单个池子时才成立，所以，单个或小的反应器可以建造成圆形的。本设计的水量小选择圆形。2.4.2 UASB反应器的设计参数设计温度T=25； 取容积负荷NV=5kgCOD/(m3