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1、 畢業(yè)設計（論文）題 目： 某屠宰廠生產廢水處理工程設計 學 院： 環(huán)境與化學工程 摘 要本設計為屠宰廠生產廢水處理設計，設計過程為初步設計。屠宰廢水水質的主要特點是含有大量的有機物，屬高濃度有機廢水，故其生化需氧量也較大。該屠宰廢水處理廠的處理水量為350m3/d，不考慮遠期發(fā)展。原污水中各項指標為BOD濃度為450mg/L，COD濃度為900mg/L，SS濃度為520mg/L。因該廢水BOD值較大，不經處理會對環(huán)境造成巨大污染，故要求處理后的排放水嚴格達到國家一級排放標準，即：BOD25mg/L,COD60mg/L,SS70mg/L。經分析知該處理水屬易生物降解又無明顯毒性的廢水，可采用兩

2、級生物處理以使出水達標。一級處理主要采用物理法，用來去除水中的懸浮物質和無機物。二級處理主要采用生物法，包括厭氧生物處理法中的UASB法和好氧生物處理法中的SBR法，可有效去除水中的BOD、COD。整個工藝具有投資少，處理效果好，工藝簡單，占地面積省，運行穩(wěn)定，能耗少的優(yōu)點。關鍵詞 ：屠宰廢水處理，高濃度有機廢水，格柵，氣浮池，UABA 法，SBR法 ABSTRACTThis design is one slaughterhouse wastewater treatment. The degree of the desing is in a preliminary phase. The mai

3、n distinguishing feature of the slaughterhouse wastewater treatment is that it contains the massive organic matters, so it belongs to the high demand is also hing. The water which needs to treatment in the slaughterhouse wastewater treatment plant is 350m3/d, regardeless of the specified future deve

4、lopment. Various target in the raw wastewater is: the concentration of BOD is 450mg/L, the concentration of COD is 900mg/L, the concentration of SS is 520mg/L. for the slaughterhouse wastewaters BOD is high, it could pollute the environment if drained before treatment, so it request the slaughterhou

5、se wastewater which drained must be strictly treated to the one effluence standard in the country, which is as following: BOD25mg/L,COD60mg/L,SS70mg/L.After the analysis, the quality of this processing water belongs to the wastewater that easy biology degrade and not have the obvious poison, could u

6、se two levels of biological treatment to cause the water drained meet the designated standard .first level of processing mainly uses the physical methods, which removes the suspended matter and the inorganic substance in the sewage. Second levels of processing mainly uses the biology methods, consis

7、ts of UASB of demand oxygen biology methods and SBR of anaerobic oxygen biology methods, which could remove BOD, COD in the wastewater. The entir technological process have the characterisitics of lower investment,good treatment effect, easy technology process, using small area, running steady, and

8、consuming lower energy.KEY WORDS：slaughterhouse wastewater treatment， high concentration of organic wastewater, screens, flotation, UASB technology, SBR technology 目 錄摘 要2前 言1第1章 概論21.1設計任務及依據(jù)21.1.1設計任務21.1.2設計依據(jù)21.2設計要求21.3設計原則3第2章 水質特性及水量42.1廢水危害及來源42.1.1 廢水的危害42.1.2廢水的來源42.2廢物組成4第3章 屠宰廢水處理工藝流程63.

9、1工藝比較分析及方案確定63.2處理工藝流程113.3工藝設計說明12第4章 主要設備計算與選型134.1粗格柵設計計算134.1.1設計說明134.1.2設計參數(shù)134.1.3設計計算144.2 調節(jié)池164.3篩濾機設備選型164.4 氣浮除油池174.4.1設計說明174.4.2 氣浮池計算194.5 UASB反應器設計224.5.1設計說明書224.5.2 UASB的設計計算234.6 SBR反應器的設計334.6.1 設計說明334.6.2 SBR反應器的設計計算354.7污泥部分各處理構筑物的設計與計算414.7.1集泥井414.7.2 污泥貯柜414.7.3污泥濃縮池的設計計算4

10、14.7.4機械脫水間434.7.5污水提升泵房44第5章 高程布置及平面布置465.1 平面布置465.2 高程布置475.3 管道48第6章 結論及體會506.1 結論506.2 體會50致 謝52參考文獻53誠信聲明55附錄562西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文）前 言屠宰業(yè)是我國出口創(chuàng)匯和保障供給的支柱產業(yè)，屠宰廢水來自畜牧、禽類、魚類宰殺加工，是我國最大的有機污染源之一。我國大部分城市已基本上實現(xiàn)了禽畜的頂點集中屠宰，據(jù)調查，屠宰廢水的排放量約占全國工業(yè)廢水排放量的6%，隨著經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，肉類食品加工工業(yè)將會有更大的發(fā)展，屠宰廢水的污染還有不斷加劇的趨勢，而環(huán)保部門要

11、求具有一定規(guī)模的屠宰場都必須建立專門的廢水處理站。屠宰廢水主要來自豬禽類屠宰和加工環(huán)節(jié)，水量大、顏色深、有機物濃度高。廢水中含有大量血液、油脂、碎肉、糞便和毛發(fā)，并帶有難聞的臭味，含有高濃度的有機質而不易降解，處理難度大，環(huán)境污染嚴重。一般屠宰廢水的水質具有如下特點：屠宰廢水一般呈紅褐色，有難聞的腥臭味，其中含有大量的血污、油脂質、毛、肉屑、骨屑、內臟雜物、未消化的食物、糞便等污物，固體懸浮物含量高。屠宰廢水有機含量高，可生化性好，其中高濃度有機質不易降解，處理難度較大，屠宰廢水中的營養(yǎng)物主要是氮、磷，其中氮主要以有機物或銨鹽形式存在，而磷主要以磷酸鹽的形式存在。從國內外屠宰類廢水的處理工藝及

12、各自的優(yōu)缺點入手，針對屠宰廢水含油量高、高碳磷比和高碳氮比等特點，可以知道，屠宰廢水最經濟有效的處理方法應以生物法處理為主，輔助以必要的物理、化學等預處理方法，這樣不僅達到預期處理效果和預防水體富營養(yǎng)化，而且還能產生清潔能源沼氣，節(jié)約能源。所以厭氧法好氧處理高濃度有機廢水是將來研究的重要方向。第1章 概論1.1設計任務及依據(jù)1.1.1設計任務本設計方案的編制范圍是某屠宰場廢水處理工藝，處理能力為屠宰量700-1000頭/日，廢水量定額按0.350.25m3/頭計，內容包括處理工藝的確定、各構筑物的設計計算、設備選型、平面布置、高程計算、經濟技術分析。完成繪制處理工藝流程圖、各構筑物設計計算圖、

13、處理工藝組合平面布置及高程布置圖。設計進出水水質如表1.1項目COD(mg/L)BOD(mg/L)ss(mg/L)動植物(mg/L)總氮進水水質90045052010060出水水質（）1002070151.51.1.2設計依據(jù)（1）中華人民共和國環(huán)境保護法和水污染防治法（2）污水綜合排放標準GB89791996（3）肉類加工工業(yè)水污染排放標準（GB134571992）（4）給排水工程結構設計規(guī)范（GBJ6984）（5）畢業(yè)設計任務書1.2設計要求（1）必須確保污水廠處理后達到排放標準；（2）污水處理廠采用的各項設計參數(shù)必須可靠。在設計中一定要遵守現(xiàn)行的設計規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。對新工藝、新

14、技術、新結構的采用積極慎重的態(tài)度；（3）污水處理廠設計必須符合經濟的要求；（4）污水廠設計應當力求技術合理。在經濟合理的原則下，必須根據(jù)需要，盡可能采用先進的工藝、機械和自控技術，但要確保安全可靠；（5）污水廠設計必須考慮安全運行條件；（6）污水廠的設計條件在經濟條件允許的情況下，場內布局、構筑物外觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當注意美觀和綠化。1.3設計原則 在確保污水處理效果的同時，還要合理安排水資源的綜合利用，節(jié)約用地，節(jié)約勞動力。同時應當合理設計、合理布局，做到技術可行、運行可靠、經濟合理。第2章 水質特性及水量2.1廢水危害及來源2.1.1 廢水的危害 宰豬經過放血、開膛分解、內臟清洗等工藝

15、，屠宰工程中排放的廢水含有大量的血污、油脂、毛、內臟雜物、未消化的食物及糞便等污物，并帶有令人不適的血紅色及血腥味，而且還含有大腸菌、糞便鏈球菌等危害人體健康的致病菌。這些廢水具有濃度變化大、有機物含量高等特點，直接排入環(huán)境將嚴重污染水體。2.1.2廢水的來源廢水來源于屠宰車間，主要包括：.屠宰前沖洗牲畜的廢水；.燙毛、清洗胴體廢水；.清洗內臟廢水；.沖洗車間地面、器具廢水；.沖洗圈欄廢水，屠宰過程排放的廢水中血污染最為嚴重，通常放出的血均回收利用，既減少處理負荷又增加收入。2.2廢物組成屠宰廢水中還含有大量的沖洗水和其它廢水。水中所含物質以可沉淀物居多，如豬尿糞、泥砂等。污水組成如下表： 表

16、2.1屠宰廢水組成污染物類別污染物種類處理簡述氣相臭氣、沼氣、CO2等水封、從下水道排放，水管排空液相肉渣、內臟、糞便、畜毛等難降解物，砂粒分離，厭氧分解，格柵分離，沉淀固相可降解有機物，氮、磷等，油脂其它懸浮物生化分解，細菌利用，重力分離（隔油），過濾吸附水質、水量 屠宰過程中廢水往往集中在短時間內排放，水量波動較大。廢水水量350m3/d，廢水進、出水質及排放標準如表3.2和3.3，處理后出水水質要求達到國家肉類加工工業(yè)水污染物排放標準（GB13457-1992）一級標準。Qmax=1000頭0.35m3/（d頭）=350m3/d=14.58m3/h=0.0041m3/s表2.2 肉類加工

17、工業(yè)水污染排放一級標準（GB13457-1992）懸浮物濃度與總量加工類別生化需氧量（B0D5）化學需氧量（COD）懸浮物動植物油氨氮大腸菌群數(shù)（個/L）肉制品加工排放濃度mg/L2560701515500排放總量kg/t（原料）0.150.350.450.090.09第3章 屠宰廢水處理工藝流程3.1工藝比較分析及方案確定（1） 化學法常用于處理屠宰廢水的化學法主要有水解、混凝沉淀等，此法一般作為廢水的預處理，也可作為廢水的最終處理。.堿性水解和酶水解該法使用堿性物質或酶水解以減少廢水中的脂肪顆粒，常作為屠宰廢水的預處理。通常采用石灰、NaOH、脂脂肪酶、細菌酶等，其中石灰經濟實用但是會產生

18、大量的廢渣；用NaOH進行預處理時，控制NaOH的質量濃度在150-300mgL范圍內，可使平均脂肪顆粒降到處理前脂肪顆粒(Din)的737；用胰脂肪酶進行預處理效果最佳，胰脂肪酶PL-250可使脂肪顆粒粒徑最大降到處理前廢水中脂肪顆粒的603，而且胰脂肪酶更適用于水解牛剛S肪；用細菌酶處理，細菌酶的使用量較多時才能達到明顯的水解效果。但是用堿性水解處理屠宰廢水會導致廢水的pH值出現(xiàn)波動，難以控制，使后續(xù)生物氧化法等工藝不易正常運行。.混凝處理常用的混凝劑有鋁鹽、鐵鹽等，其中聚合硫酸鐵混凝處理屠宰廢水效果較好，為減少鋁鹽的使用量，也可用聚合氯化鋁(PAC)和聚乙烯銨混合作為混凝劑。在聚合硫酸鐵

19、的合成中，加入任意比例的鋁鹽和一定比例的硅酸鹽，以及少量的聚丙烯酰胺生成一種新混凝劑CPFA-CS此復合無機高分子混凝劑具有較寬的pH值和溫度適用范圍，用它作為混凝劑處理屠宰廢水，CODcr，和色度去除串分別可達75和95以上，一次混凝處理即可達到或接近廢水綜合排放標準。單純的混凝處理存在一個明顯的問題就是屠宰工序中產生的血水難以除去，并且同時產生大量的污泥和廢渣。所以如果在使用混凝劑處理前先對屠宰廢水進行適當變性處理，再采用硫酸亞鐵和氧化鈣復合混凝劑處理，出水CODcr，的質量濃度可以降到197.4mg/L，有較好的處理效果,且此法簡便、高效，有較好的環(huán)境效益，但是該法處理的廢水限于CODc

20、r，的質量濃度小于1000mgL的廢水。混凝法處理廢水處理成本低，低溫下具有較好的處理效果，此法多用于處理濃度較低的廢水,或作為高濃度廢水預處理，以降低后續(xù)的生物處理的負荷。（2） 生物法據(jù)屠宰廢水水質特點知其具有較好的可生化性，且在有機物含量、有機元素種類和pH值等方面都較適合于采用生物法進行處理。因此目前在屠宰廢水處理技術的選擇上生物法是經濟有效的處理方法。.好氧生物處理法傳統(tǒng)的活性污泥法CODcr去除率一般為80%左右，BOD5為907，處理后的廢水一般難以達到廢水綜合排放標準，而采用序批間歇活性污泥法(簡稱SBR法)可大大突破這一界限。SBR法用于宰雞廠廢水處理，CODcr去除率可達到

21、95%以上。屠宰廠的廢水經預沉池、厭氧、SBR反應等工藝處理后，出水水質可優(yōu)于（GB8978-1996)一級排放標準。在SBR法的基礎進行改造后出現(xiàn)了二段SBR法，其特點是系統(tǒng)設兩段SBR池串聯(lián)，分別培養(yǎng)出適宜于不同有機物的專性菌，從而使不同種類的有機物在不同的生化條件下都得到充分降解。該法對水質水量的變化適應能力強，運行靈活，抗沖擊能力強，出水的水質穩(wěn)定，易實現(xiàn)自動化控制。SBR法處理屠宰廢水是一種較為經濟有效的方法，但由于屠宰廢水含有大量的油脂、血水，碳氮比和碳磷比大，氮、磷相對不足，此時易產生油性泡沫而使污泥松散和指數(shù)增高，易出現(xiàn)高粘性膨脹而導致污泥流失問題；為獲得較高的脫氮效果，SBR

22、工藝必須設有攪拌裝置，且不可避免存在污泥上浮現(xiàn)象；另外該方法對油、SS、色度的去除效果并不理想，必須輔以一定的前、后處理工序，因此氣浮除油脂成為SBR法處理屠宰廢水時所必須的處理單元；廢水經過SBR法處理后，其中氨氮含量仍然很高，必要時可在該工序后輔以化學方法除去。.生物膜法序批式生物膜法具有良好的反硝化脫氮功能，水力條件好，抗沖擊負荷強，生物濃度高，可適合世代時間較長的消化菌生長。在相同運行條件下，生物膜系統(tǒng)處理效果優(yōu)于活性污泥系統(tǒng)，其CODcr，BOD5和油脂去除率分別可達97%，99%和82，出水水質可達廢水綜合排放二級標準。達到相同的污染物去除率時，生物膜系統(tǒng)的運行管理更方便，且克服了

23、活性污泥系統(tǒng)存在的一些問題，例如，該方法不會存在污泥流失問題，不需要設置攪拌裝置即可達到脫氮效果，且不存在污泥上浮現(xiàn)象。但序批式生物膜法對油脂、SS、色度的去除有限，故要設除油脂池和濾柱。.其它好氧處理法 采用好氧生物處理有機廢水，需要足夠的供氧量，但是傳統(tǒng)的供氧方式難以滿足較高濃度的有機廢水對氧的需求。20世紀80年代國外學者在總結深井曝氣和生物接觸氧化法各自的憂缺點的基礎上，開發(fā)了壓力生物接觸氧化法。此法通過提高反應器(壓力生物器，配有空壓機等壓力裝置)內的壓力，加快了氧的轉移速率，適合處理中濃度有機廢水。此法具有反應速度快，占地面積小，基建費用低，運行管理方便及出水水質穩(wěn)定等優(yōu)點。 采用

24、規(guī)模為25L的深井曝氣設備對屠宰廢水進行處理，結果表明在最佳操作條件下曝氣8h，CODcr,BOD5,懸浮物，動植物油平均去除率分別可達82-83，81.09，85.2，94.54。處理費用估算僅0.15元m3，能耗較普通活性污泥法節(jié)約4050，占地節(jié)省50，處理費用節(jié)省50以上，是一種高效低能耗處理屠宰廢水的較佳方法。在廢水水溫較高，氣候溫和的環(huán)境下，采用喜溫好氧處理屠宰廢水效果較好運行溫度維持在52時，CODcr去除率達93以上。.厭氧生物處理厭氧生物處理法主要用于處理高濃度有機廢水在屠宰廢水的處理中使用很多種改進了的厭氧法，針對屠宰廢水的各種處理工藝的特點、處理對象特點，各種厭氧法的處理

25、效果和優(yōu)缺點如下表3.1：表3.1 各種厭氧生物處理的比較 工藝名稱有機負荷/（kgCODcrm-3d-1）COD去除率/%優(yōu)缺點厭氧固定膜反應器885-95間歇操作簡單，但當有機負荷率過大時，去除效果不很理想厭氧序批式反應器（ASBR)340水力停留時間對系統(tǒng)性能影響較大膨脹顆粒污泥床（EGSB)反應器1567污泥中不會發(fā)生脂肪堆積的現(xiàn)象升流式厭氧污泥床(UASB)反應器1-590CODcr去除率高，但單個UASB處理達不到屠宰廢水排放標準厭氧濾池（AF)2-380-85耐沖擊負荷，但比USBR處理效果差雙UASB回流反應器1.877-82處理效果較好與好氧法相比，厭氧法在獲得同樣高的BOD

26、5去除宰條件下具有成本低，產生的淤泥少、穩(wěn)定、易脫水，占地面積小，操作方便，且產生的甲烷可作為燃料再利用的優(yōu)點。但常用的UASB，AF，ASBR等高效厭氧反應器受廢水中懸浮固體及其油脂、脂肪濃度的影響較大。如果廢水中含有的氨氮濃度較高，或者厭氧分解有機物過程產生的氨氮較多，使得水質達不到排放標準，就必須采用如下敘述的組合工藝。.組合工藝處理為了既獲得更好的處理效果，又可以降低處理成本，屠宰廢水的處理往往采用多種方法相結合的工藝。下面敘述幾種典型的組合工藝。加壓生物接觸氧化混凝沉淀組合工藝，該工藝適合處理中濃度的屠宰廢水，試驗結果表明，生物反應器壓力平均為300kPa，進水(CODcr)約為11

27、001700mgL，(BOD5)約為600900mgL，BOD5容積負荷(以BOD5計)平均7.6k/g(m3d)，出水先經過加壓生物接觸氧化處理后，提高廢水中的溶解氧和有機物的降解速率，再經混凝沉淀后可達到現(xiàn)有企業(yè)的二級排放標準。該工藝處理中濃度廢水效率較高，但處理成本高，難于維護與管理。.二段高速上流式厭氧污泥床(UASB)法和溶解空氣浮選升流式厭氧污泥床(DAF-UASB)法是在單個UASB法上的改進工藝，適合處理含高濃度懸浮固體、脂肪顆粒和油脂的屠宰廢水。二段高速上流式厭氧污泥床(UASB)法的第一階段為使用絮凝劑淤泥的UASB(即UASBf)反應器，可以去除脂肪顆粒、油脂等不溶解的C

28、ODcr,第二階段為使用粒狀淤泥的UASB(即UASBa)反應器，去除溶解性的CODcr，此法CODcr，去除率可達90以上。.水解酸化生物吸附再生接觸氧化工藝，該工藝特別適合于處理高濃度、水質水量變化較大的廢水。在進水(CODcr)為15004000mgL的條件下，CODcr去除率可達95以上，該法采用AB兩段組合工藝，A段負荷高，污泥絮體具有較強的吸附能力和良好的沉降性能，抗沖擊負荷能力很強，對有毒物質的影響具有很大的緩沖作用，但是污泥量較高，需采取相應的污泥處理措施，B段二沉池出水中的少量難沉降的脫落生物膜通過氣浮處理進一步去除，以提高出水水質。.CAF渦凹氣浮-SBR法采用機械格柵去除

29、了大部分固體污染物，避免了大塊固體顆粒影響氣浮、曝氣工藝，大大降低了后續(xù)工藝的處理負荷，然后機械過濾把關，保證了出水穩(wěn)定達標，再經過氣浮池和SBR塔。該工藝綜合了CAF和SBR的優(yōu)點，CAF氣浮系統(tǒng)操作彈性大，抗沖擊負荷能力強，出水穩(wěn)定，對于污染物濃度較小的原水，僅采用CAF系統(tǒng)即可滿足水質的排放要求，可以在一定時間內運行SBR塔，節(jié)省運行維護費用，采用該工藝處理的廢水CODcr去除率達80-90。.升流式厭氧污泥床過濾器(UASBAF)序批式活性污泥法(SBR)工藝，該工藝是適用于水質波動較大、蛋白質含量高的廢水處理。其中升流式厭氧污泥過濾器是將升流式厭氧污泥床(UASB)和厭氧濾池(AF)

30、組合為一體的反應器，適應于間歇進水的屠宰廢水，容積負荷(以CODcr計)為0.1140346kg(m3d)；而SBR為序批式活性污泥法，在同一池內按進水、反應、沉淀、排水分階段周期進行，耐水量水質沖擊負荷。SBR非常適應于屠宰廢水每天有規(guī)律地間歇排放的特點。有機物先經過UASBAF厭氧消化后，分解生成的氨氮經過SBR后去除率達68.6。該工藝具有工藝流程簡單、耐沖擊負荷、運行管理簡便、工程造價省和運行費用低等特點，適合于小型肉類加工廠的屠宰廢水處理工程?？紤]屠宰廢水水質特點，對比各種處理方法的優(yōu)缺點，得出目前屠宰廢水最經濟有效的處理技術為：以生物法為主，輔助必要的物理、化學等方法作預處理。例如

31、以采用生物處理法為主體的二級SBR法工藝路線處理效果較好。在北方地區(qū)，尤其是經濟不發(fā)達的北方地區(qū)，考慮到氣溫低，占地要求小，運行費用要求低等因素，深井曝氣法為首選方法。厭氧生物處理成本低，但不能較好地去除氨氮，故對于出水水質要求較高的情況下，通常經過厭氧處理后，還需進行好氧處理或采用化學法去除氨氮才能達到水質排放要求。好氧法不僅可以獲得很高的CODcr去除率，而且還可以去除氮、磷，但成本很高，所以對于高濃度屠宰廢水，通常首先經厭氧生物法處理，然后使用好氧法處理，綜合使用厭氧和好氧生物法的優(yōu)點，可以獲得高CODcr去除率，同時去除氮、磷，還降低成本。3.2處理工藝流程 屠宰廢水中的有機物主要為蛋

32、白質和脂肪，該類物質屬大分子長鏈有機物，難以被一般的好氧菌直接利用，在其生物降解過程中，一般先通過酶的作用分解成氨基酸、碳水化合物等小分子有機物后方可被好氧菌直接利用，因此可采用上流厭氧污泥反應床法。工藝流程采用預處理-厭氧-好氧生化工藝。屠宰廢水的預處理是整個系統(tǒng)能否有效運行的關鍵。屠宰廢水中固體懸浮物（SS）520mg/L,該類懸浮物屬易腐化的有機物，必須及時攔截，一方面可防止后續(xù)管道設備的堵塞，另一方面及時清理可避免懸浮固體有機質腐化溶入廢水中而成為溶解性有機質，導致廢水CODcr、BOD5濃度提高。屠宰廢水包括含有大量豬糞、未消化飼料的圈欄沖洗水和一般屠宰廢水兩大類預處理段采用人工格柵

33、、機械格柵、氣浮除油池的方式，好氧段采用目前國際領先的、適用于屠宰廢水的一種低投資、節(jié)能、運轉費低、去除率高的UASB反應池和SBR反應池。本設計采用UASB+SBA反應工藝流程，出水水質可達到相關規(guī)定的標準。 屠宰廢水處理工藝流程圖如下：鼓風機沼氣出水消毒SBRUASB氣浮池格柵、篩網進水泥餅外運污泥脫水間濃縮池圖3.2屠宰廢水處理工藝流程3.3工藝設計說明 廢水經粗格柵后去除較大懸浮固體和毛發(fā)等雜質后直接進入集水井，然后經細篩網去除較細顆粒物和懸浮物等。高脂油污水進入氣浮除油池除去浮于表面或懸浮的油，下層污水流入厭氧水解池(UASB)，在厭氧菌胞外酶的作用下，將大分子有機物水解酸化變成小分

34、子，將大部分不溶性有機物降解為溶解性物質。然后泵入SBR反應池，SBR反應池水位到設定液位后射流曝氣，使污水與活性污泥充分混合，保期結束待泥沉下后，上清液排放，2只SBR反應池交替運行。污泥積存到一定水位時，將泥排至污泥池。SBR生物反應器采用分步控制生化處理過程。以進氣、曝氣反應、沉降、出水和靜置等5個階段為一個運行周期，給系統(tǒng)化處理提供最佳條件。SBR生化系統(tǒng)具有完全混合特點的推流式反應器，又是一個理想狀態(tài)的二沉池，此外，SBR系統(tǒng)污泥沉降性能較好，污泥增值和產泥量均較小。特別適用于生化性好且水量不大的廢水，從SBR出來的水可達標排放第4章 主要設備計算與選型4.1粗格柵設計計算4.1.1

35、設計說明屠宰廢水的預處理是整個系統(tǒng)能否有效運行的關鍵。屠宰廢水中固體懸浮物（SS）高達520mg/L，該類懸浮物屬易腐化的有機物，必須及時攔截，一方面可防止后續(xù)管道設備的堵塞，另一方面及時清理可避免懸浮固體有機質腐化溶入廢水中而成為溶解性有機質，導致廢水COD、BOD濃度提高。屠宰廢水包括含有大量豬糞、未消化飼料的圈欄沖洗水和一般屠宰廢水兩大類。圈欄沖洗水經化糞池預處理后再與一般屠宰廢水合并后進入廢水處理站，化糞池內沉積的豬糞和未消化的飼料通過擠壓式固液分離機抽提并干燥后（含水率達70%以下）作為魚類飼料。 一般屠宰廢水預處理的兩種主要方法：氣浮和篩濾（過濾孔徑15mm）。其中氣浮主要應用于廢

36、水量較小的處理站，其缺點主要是設備復雜、不易管理、運行成本高、衛(wèi)生條件差；篩濾則主要應用于廢水量較大的屠宰廢水的預處理，管理方便，運行穩(wěn)定。另外在篩濾機前需依次設置粗格網（25mm）保護措施。4.1.2設計參數(shù)（1）人工清除 2540mm；機械清除 1625mm；最大間隙40mm；（2）格柵間隙 1625mm，0.100.05m3/103m3（柵渣/污水）；格柵間隙3050mm（柵渣/污水）；（3）格柵數(shù) 格柵不宜少于2臺，如為1臺時，應設人工清除格柵備用；（4）水流速和傾角 過柵流速一般采用0.61.0m/s；傾角一般采用4575；（5）柵渣 柵渣的含水率一般為80%，密度約為960kg/m

37、3；（6）水頭損失 通過格柵的水頭損失一般采用0.080.2；（7）動力裝置 機械格柵的動力裝置一般宜設在室內，或采用其他保護措施；（8）通風設備 設備格柵裝置的構筑物，必須考慮設有良好的通風設施；（9）吊運設備 格柵間內應安設吊運設備，以進行格柵及其他設備的檢修、柵渣的日常清理；（10）粗、細格柵 污水處理廠亦可設置粗、細兩道格柵。格柵計算示意圖4.1如下：圖4.1 格柵計算草圖4.1.3設計計算（1）格柵間隙數(shù) n 式中：Qmax - 最大設計流量，m3/s； N -格柵數(shù)；設置2個； b -柵條凈間隙，一般取0.02m； -格柵傾角，取=60； h -柵前水深，設h=0.45m； v -

38、過柵流速，取v=0.7m/s（2）格柵寬度 B 式中：S -柵條寬度，取0.01m（3）進水渠道漸寬部分的長度L1 設進水渠寬B1=0.35m；漸寬部分展開角度a1=20；進水渠道內的流速為0.50m/s（4）柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度L2(5) 通過格柵的水頭損失設柵條斷面為銳邊矩形斷面(=2.42；K=3)（如圖4.2） 圖4.2格柵斷面（6）柵前槽總高度H設柵前渠道超高，則 取H=0.8m（7）柵槽總長度L （8）每日柵渣量在格柵間隙20mm的情況下，設柵渣量為每1000污水產0.10式中：W1 -單位體積污水柵渣量，一般去0.10.01； Kz -污水流量總變化系數(shù)，取1.5宜

39、采用人工清渣4.2 調節(jié)池水量變化周期為8小時，設計流量為14.58m3/h，則 V有效=Qmaxt=297=116.64m3池子的規(guī)格尺寸為 ：LBH=6m5m4m 采用一座池子如圖4.3：圖4.3 集水井草圖4.3篩濾機設備選型 經過粗格柵后，污水進一步初處理，采用間隙較小的篩網去處理相對小的雜物。根據(jù)實際，可選GTL型滾筒式篩濾機。表4.4 名稱型號GTL-50GTL-100GTL-200處理水量/m3h-15050150150250設備長/mm330039604483設備寬/mm82013401844設備高/mm166523102950管徑/mm進水DN125DN200DN250出水D

40、N150DN250DN300反洗DN25DN25DN25電機功率/KW0.750.751.5從表4.4中可以看出，選用GTL-50型號的過濾機符合本設計工程，篩網格間隙取5mm。要經過泵把廢水抽到此裝置，然后再處理。4.4 氣浮除油池4.4.1設計說明屠宰廢水中含有很高的油、油脂，所以在進行后續(xù)厭氧和好氧處理步驟之前要進行除油（脂）。廢水中的油類存在形式不同，處理程度不同，采用的處理方法和裝置也不同。除油設備可分為油水分離設備、撇油器、污油脫水設備。本工程采用氣浮除油法去除廢水中的油，用氣浮法還可以去除廢水中的豬毛和格柵沒有取出的漂浮物。氣浮是一種去除油（脂）的常用方法。廢水或一本分沉淀池出水

41、用壓縮空氣加壓都0.344.8MPa（3.44.8atm），使溶氣達到飽和。當這些被壓縮過的企業(yè)混合物被置于正常大氣壓下的氣浮設備中時，微小的氣泡即從溶液中釋放出來。油珠即可在這些小氣泡作用下上浮，結果是這些物質附著在或包裹在絮狀物中。氣-固混合物上升到池表面，即被撇除。澄清的液體從氣浮池的底部流出，其中一部分要循環(huán)流回至加壓室。氣浮處理前可先投加混凝劑，然后再與壓縮氣體混合?；亓骷訅喝軞鈿飧〕氐幕静輬D如下在氣浮池的出水口處安裝LZS-80型轉子流量計一臺圖4.5回流加壓溶氣方式流程示意圖 1-原水進入；2-加壓泵；3-空氣進入；4-壓力溶氣罐（含填料層）；5-減壓閥；6-氣浮池；7-放氣閥

42、；8-刮渣機；9-集水及回流清水管；10-壓力表；11-氣量計；12-射流器；13-接觸區(qū)；14-分離區(qū)；15-出水管；（1）溶氣方式的選擇：采用水泵吸入管吸氣溶氣方式。即在水泵壓水管上接一支管，支管上安裝一個射流器，支管中的壓力水通過射流器時把空氣吸入并送入吸水管，在經過水泵送入溶氣罐。（2）空氣飽和設備的選擇.加壓泵采用國產的單級單吸懸臂式離心泵，型號IS50-32-125A，流量3.5，揚程4.2m，轉速1460(r/min)，配電動機功率0.25KW，效率53%，吸程為8m，重量32公斤。.溶氣罐中填料采用階梯環(huán)。.空氣壓縮機選用型號為TR-4，罐直徑400mm，進水管的管徑80mm，

43、出水管的管徑100mm，罐的總高度2.68m。.溶氣水的減壓釋放設備：作用：將壓力溶氣減壓后迅速溶于水中的空氣以極為細小的氣泡形式釋放出來，要求微氣泡的直徑在20-100m；特采用國內TS 型釋放器。主要特點：.在0.147Mpa以上，即能釋放出溶氣量的99%左右；.能在較低壓力下工作：在0.196Mpa以上時，即能取得良好的凈水效果，節(jié)約電能。.釋放出的氣泡微細：其氣泡平均直徑為2040m，所以氣泡密集，附著性能好。選用型號為TS-78-的溶氣釋放器，規(guī)格1英寸，接口尺寸1英寸，壓力3()，作用范圍60cm。 4.4.2 氣浮池計算（1）設計參數(shù) 氣浮池的有效水深通常為2.02.5m，一般單

44、格寬度不超過10m，長度不超過15m為宜；廢水在反應池中的停留時間一般為515min；廢水在接觸室的上升速度為1020min，水力停留時間12min；廢水在氣浮分離室的停留時間一般為1020min，其表面負荷約為68m3/（m2h），最大不超過10m3/（m2h），有資料表明，當處理水量大于150200m3/h，廢水中的懸浮固體濃度較高時，宜采用豎流式氣浮池。動植物油去除率為85%。（2）設計計算.氣浮加壓回流量QR 在無試驗資料時，氣固比一般取0.0050.06，本設計取A/S=0.05，水中溶解系數(shù)f=0.6，表壓取0.3Mpa，溫度20時空氣溶解度Ca=18.7mg/l,進水懸浮物濃度，

45、最大設計流量即：解得則回流比總流量. 容器罐直徑 取400容器罐表面溶氣罐高度 罐頂?shù)追忸^高度；布水區(qū)高度；貯水區(qū)高度填料層高度 則 壓力溶氣罐選用型號Z-0.025/6，氣量0.025,最大壓力6電動機的功率0.375KW。氣浮池. 接觸室水流上升速度接觸室表面積隔板頂部和氣浮池水面之間留有高度,則接觸室水深水力停留時間 合理格板角度為;格板的下端直段高度取;格板傾斜部分長度取 .分離室內向下平均水流速度；矩形池子分離室長寬比取1:1分離室表面積.氣浮池平均水深H=2.0m，超高為0.3m氣浮池凈容積污水在池內水力停留時間氣浮池長寬比為1:1；則尺寸為.集渣槽尺寸為 ,浮渣采用SD-3型機械

46、刮渣機刮除，定期排渣,并配用氣浮池寬度3-3.5m鋼軌型號11輕軌，電動機型號JO221-6，功率0.8KW軌道中心距3.23-3.73m,刮渣機行車速度二檔7.4/5.0m/min，處理刮渣量1圖4.6氣浮池計算圖.經氣浮池BOD 去除率40%,COD去除率60%,SS去除率70%,則出池水中各指標濃度：.氣浮池產泥量 污泥含水率為97%，污泥密度為1000 .氣浮池集水管的計算 設計參數(shù)：總流量，穿孔管集水孔眼的水頭損失h=0.3m，穿孔管集水孔眼的流量系數(shù)=0.94. 集水孔眼的流速：.集水孔眼的總面積本設計采用圓錐形收斂管嘴，它具有較大的出口流速，適用于水力機械加,則： q-孔口收縮系

47、數(shù)0.98.集水孔眼的總數(shù)： 取孔口直徑DN=15mm則單孔面積 故在回流情況下n=0.0019.集水管的管徑：在有回流時選用DN200的鋼管，管中最大流速0.52m/s4.5 UASB反應器設計4.5.1設計說明書UASB系統(tǒng)的原理是在形成沉降性能良好的污泥絮凝體得基礎上，并結合在反應器內設置污泥沉淀系統(tǒng)，使氣相、液相和固相三項得到分離。形成和保持沉淀性能良好的污泥（可以是絮狀污泥或顆粒型污泥）是UASB系統(tǒng)良好的運行的根本點。其特點有：UASB，即上流式厭氧污泥床，集生物反應與沉淀于一體，是一種結構緊湊，效率高的厭氧反應器；它的污泥床內生物多，容積負荷率高，廢水在反應器內的水力停留時間較短

48、，因此所需池容大大縮小；設備簡單，運行方便，無需設沉淀池和污泥回流池裝置，不需充填填料，也不需在反應區(qū)內設機械攪拌裝置，造價相對較低，便于管理，且不存在堵塞問題。本工程中，對污水進行厭氧處理采用UASB反應器。 UASB反應器最重要的設備是三相分離器，這一設備安裝在反應器的頂部并將反應器分為上部的沉淀區(qū)和下部的反應區(qū)。為了在沉淀器中取得對上升流中污泥絮體/顆粒的滿意的沉淀效果，三相分離器第一個主要的目的就是盡可能有效地分離從污泥床/層中產生的沼氣，特別是在高負荷的情況下。UASB反應器內部可以分為三個區(qū)：污泥床區(qū)、懸浮區(qū)和沉淀區(qū)。在反應器底部是濃度極高且具有良好沉降性能的顆粒污泥混合。顆粒污泥

49、中的微生物分解污水中的有機物并轉化為沼氣。沼氣以微氣泡的形式附著在顆粒污泥上，帶動著顆粒污泥上升，從而在污泥床上方形成濃度沿反應器高度上升而下降的顆粒污泥懸浮層。帶有氣泡的顆粒污泥一部分在向上運動過程中相互碰撞和氣泡分離而下降，另一部分氣泡則上升到沉淀區(qū)。沉淀區(qū)設有固、液、氣三相分離器，上升到沉淀區(qū)的污泥和三相分離器的下沿反射板碰撞后和氣泡分離而下沉，氣泡則被收集在氣室，由導氣管排出，固、氣分離后的污水由沉淀區(qū)上部溢出。由UASB的原理可知，雖然UASB內部沒有設置填料，也無須污泥回流和攪拌，但由于設有三相分離器并且形成了顆粒污泥，避免了污泥流失，使反應器中保持極高的污泥濃度，據(jù)報道UASB底

50、部的污泥濃度可以達到60-80g/l，高污泥濃度使得UASB的處理效率極高，可以達到 30-50kgCOD/m3d。4.5.2 UASB的設計計算（1）反應器所需容積及主要尺寸的確定.設計參數(shù)容積負荷（Nv）4.0kgCOD/(m3d);污泥產率0.1kgMLSS/kgCOD產氣率0.5m3/kgCOD.UASB反應器的有效容積 對于中等濃度的廢水，一般情況下，有機容積負荷率是限制因素，反應器的容積與廢水量、廢水濃度和允許的有機物容積負荷去除率有關。設計容積負荷為Nv=4.0kgCOD/(m3d)，則UASB反應器的有效容積為：式中： V有效-反應器有效容積，m； Q-廢水流量，m/d； S0

51、-進水COD濃度；g/L; Nv-容積負荷,取4.0kgCOD/(m3d).UASB反應器的形狀尺寸 將UASB設計成圓形池子，布水均勻，處理效果好。則反應器橫截面積S 式中：S-反應器橫截面積，；Q-廢水流量，m/d； q-水力負荷，取0.6m/（h） 反應器的高H，超高為0.3m式中：H-反應器的高，m；V有效-反應器有效容積，m；S-反應器橫截面積，采用一座圓形UASB反應器則反應器的直徑D 式中：D-反應器的直徑，m； S-反應器橫截面積， 則，UASB反應池的尺寸為：5.0mH4.3m 則實際橫截面積S實 實際水力負荷q實 q取0.51.0 m/（h） 符合條件（2）配水系統(tǒng)設計 本

52、系統(tǒng)設計為圓形布水器，共設置14個布水點。.布水點的設計計算圓環(huán)直徑計算d：每個孔口服務面積s s在13之間，符合設計要求。可設2個圓環(huán)，最里邊的圓環(huán)設5個孔口，外圈設9個.內圈5個孔口設計服務面積s1 圖4.7 布水系統(tǒng)設計計算草圖折合為服務圓的直徑d11用此直徑作一個虛圓，在該圓內等分虛圓面積處設一實圓環(huán)，其上布5個孔口，則圓的直徑d1.外圈9個孔口設計服務面積s2 折合為服務圓的直徑d22外圈圓環(huán)直徑d2 選用DN50mm的鑄鐵管（3）三相分離器設計 圖4.8 UASB三相分離器設計計算草圖.設計說明 三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能。.沉淀區(qū)的設計 三相分離器的沉淀區(qū)的設計同二

53、次沉淀池的設計相同，主要考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和表面負荷決定。 由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機物還可以發(fā)生一定的生化反應產生少量氣體，這對固液分離不利，故設計時應滿足以下要求： .沉淀區(qū)水力表面負荷 1.0m/h； .沉淀器斜壁角設為50，使污泥不致積聚，盡快落入反應區(qū)內； .進入沉淀區(qū)前，沉淀槽底縫隙的流速2m/h； .總沉淀水深應大于1.5m；.水力停留時間介于1.52h如果以上條件均能滿足，則可達到良好的分離效果。沉淀器（集氣罩）斜壁傾角=50 沉淀區(qū)面積A 表面水力負荷q 符合設計要求。.回流縫設計 取h1=0.3m,h2=0.5m,h3=1.2m 如圖所示： 式中：b1-

54、下三角集氣罩底水平寬度，m； -下三角集氣罩斜面的水平夾角； h3-下三角集氣罩的垂直高度，m下三角集氣罩之間的污泥回流縫中混合液的上升流速V1可用下式計算： 式中：Q-反應器中廢水流量，m/h； S1-下三角形集氣罩回流縫面積，； 符合設計要求上下三角形集氣罩之間回流縫中流速（V2）可用下式計算： 式中：Q-反應器中廢水流量，m/h； S2-上下三角形集氣罩回流縫之間面積，；取回流縫寬CD=0.7m，上集氣罩下底寬CF=3.2m，則則：符合設計要求確定上下三角形集氣罩相對位置及尺寸，由圖可知： h4=CH+AI=0.45+0.76=1.21m h5=0.8m由上述尺寸可計算出上集氣罩上底直徑

55、d上（4）氣液分離設計d=0.01cm（氣泡），T=201=1.03g/cm3, g=1.210-3g/cm3v=0.0101cm2/s, =0.95=v1=0.01011.03=0.0104g/cms一般廢水的凈水的，故取=0.02g/cms 由斯托克斯公式可得氣體上升速度Vb 則：（5）出水系統(tǒng)設計采用鋸齒形出水槽，槽寬bc=0.2m，出水槽槽口附近水流速度Vc=0.3m/s.溢流堰設計計算槽口附近水深取槽口附近水槽深hc=0.2m，出水槽坡度為0.01設計90三角堰，堰高50mm，堰口寬100mm，則堰口水面寬度b=50mmUASB處理水量為4.1L/s，溢流負荷12L/（ms），設計溢

56、流負荷f=1.160L/（ms）,則堰上水面總長三角堰數(shù)量 共70個100mm的堰口，70個100mm的間隙.出水渠寬bQ=0.5m，坡度0.001.設出水渠渠口附近水流速度VQ=0.3m/s，則渠口附近水深 考慮渠應以出水槽槽口為基準計算，所以水渠渠深.出水管設計計算UASB反應器排水量為4.1L/s，選用DN100mm鋼管排水，約為0.8m/s，充滿度設計為0.6，設計坡度為0.001（6）排泥系統(tǒng)設計.UASB反應器中總泥量的計算 高效工作的UASB反應器內，反應區(qū)的污泥沿高程呈兩種分布狀態(tài)，下部約1/31/2的高度范圍內，密集堆積著絮狀污泥和顆粒污泥。本設計中，反應器最高液面為4m，其

57、中沉淀區(qū)高1.6m，污泥濃度1=0.5gss/L;懸浮區(qū)高1.21m，污泥濃度2=2.0gss/L;污泥床高1.2m，污泥濃度3=15.0gss/L，則反應器內污泥總量M.BOD污泥負荷 .產泥量計算本設計取 X=0.1kgVSS/kgCOD,則產泥量為式中：S-COD濃度，kgCOD/m3根據(jù)資料，小試條件下，屠宰廢水VSS/SS=0.9，但不同試驗規(guī)模下VSS/SS是不同的，因為規(guī)模大，被處理的廢水含有機雜質越多，因此取VSS/SS=0.8，則 污泥含水率P為98%，因含水率95%，取s=1000kg/m3,則污泥產量 .污泥齡計算污泥齡Qc .排泥系統(tǒng)設計對于UASB反應器排泥系統(tǒng)，必須同時考慮上、中、下不同位置設排泥設備，應根據(jù)具體情況安排，建議每10m2設一個排泥點。專設排泥管管徑不應小于200mm，以防堵塞。本設計在三相分離器下0.5m處設置3個排泥口，排空時由污泥泵從排泥管強排，進水管也可兼做排泥管。UASB反應器每3個月排泥一次，污泥排入集泥池，再由污泥泵送入污泥濃縮池。排泥管選DN150的鋼管，排泥總管選用DN200的鋼管。（7）沼氣收集系統(tǒng)的設計計算.沼氣收集系統(tǒng)布置由于有機負荷較高，產氣量大，因此設置一個水封罐，水封罐出來的沼氣先通入氣水分離器，