屠宰厂生产废水处理设计计算说明书.doc

桂林理工大学本科毕业设计论文摘 要本设计为屠宰厂生产废水处理设计，设计过程为初步设计。屠宰废水来自于家禽、猪和牛的屠宰加工场，含有油脂、蛋白质、血污和其他有机物，若未经处理排入河流和小溪可能对环境带来危害。该屠宰废水处理厂的处理水量为1000m3/d，不考虑远期发展。原污水中各项指标：BOD5=800-1200mg/L，CODCr=1500-2000mg/L，SS=800-1500 mg/L，动植物油=40-60mg/L，NH3-N=100-120mg/L，pH=6.0-9.0。屠宰废水属于易生物降解废水，可采用两级生物处理使出水达标。预处理主要采用物理处理，包括格栅、调节池、隔油沉淀池和气浮池，主要用来去除水中的悬浮颗粒、泥沙和油污，并使处理的水质均匀，水量稳定。二级处理处理主要采用生物法，包括厌氧生物处理法中的UASB法和好氧生物处理法中的SBR法，可以有效去除水中的有机物，最后出水达到国家的有关排放标准（GB13457-1992）即：CODCr80mg/L， BOD530mg/L，SS60mg/L，NH3-N15mg/L，pH=6.0-8.5。处理后的出水排进厂区附近的天然河道。本工程总投资为305.2万元，处理每吨水成本为2.97元。本文介绍了该工艺的特点，并有相关的屠宰废水的工艺设计过程。关键词：屠宰废水；工艺设计；UASB；SBRYongfu slaughter wastewater treatment plant design for a slaughterhouse in GuangxiStudent: ZHANG Yuan-yuan Teacher: ZHANG Xue-hongAbstract：This topic design is a slaughterhouse wastewater treatment plant. The degree of the design is in a preliminary phase. Effluents from industrial poultry, porcine, or bovine slaughterhouses containing lipids, proteins, blood, and other organic material, might cause environmental damage if discharged untreated in rivers and creeks.The water which need to be treat in the slaughterhouse wastewater treatment plant is 1000m3d, regardless of future development. The various target in the raw wastewater is: BOD5=800-1200mg/L，CODCr=1500-2000mg/L，SS=800-1500mg/L, oil and grease=40-60 mg/L，NH3-N=100-120 mg/L，pH=6.0-9.0.The quality of the processing water belongs to the wastewater thet easy to be biology degrade. Using two levels of biology treatment could made the wastewater achieve the effluent standard. Pretreatment maily use the physical method, including grilling, regulating reservoir,grease trap settling tank and the flotation tank, its purpose is to remove large suapended particulate matter and the oil substance. The secondary treatment uses the biology methods, consists of UASB of anaerobic oxygen biology methods and the SBR of the aerobic oxygen biology methods, which could remove most of the organics. At last, the water leakage achieved the country related discharges standards which are CODCr80mg/L， BOD530mg/L，SS60mg/L，NH3-N15mg/L，pH=6.0-8.5. Treated effluent is discharged into the natural river near the factory. The total unvestment of this project is 3.052 million yuan and it cost 2.97 yuan to treat per ton of water. This article introduces the characteristic of this craft and supplies the correlated process of the slaughterhouse wastewater treatment plant.Key words: slaughter wastewater；technological design；UASB；SBR 65目 次摘要IAbstract.II1 前言12 工程设计背景22.1 设计任务22.2 设计资料22.3 设计依据33 废水处理工艺方案比选及确定43.1 常用工艺类型的介绍43.1.1 厌氧工艺43.1.2 好氧工艺63.2 工艺类型的选择93.3 工艺方案确定103.4 工艺设计说明114 设计计算书134.1 格栅134.1.1 设计参数134.1.2 设计计算134.1.3 计算简图144.1.4 设备选型144.2 调节池154.2.1 设计参数154.2.2 设计计算154.2.3 计算简图164.2.4 设备选型164.3 隔油沉淀池164.3.1 设计参数164.3.2 设计计算164.3.3 计算简图194.3.4 设备选型194.4 气浮池194.4.1 设计参数194.4.2 设计计算204.4.3 计算简图244.4.4 设备选型244.5 UASB反应器254.5.1 设计参数254.5.2 设计计算254.5.3 计算简图334.5.4 设备选型334.6 中间调节池334.6.1 设计参数334.6.2 设计计算334.6.3 计算简图344.6.4 设备选型344.7 SBR354.7.1 设计参数354.7.2 设计计算354.7.3 计算简图404.7.4 设备选型414.8 消毒接触池414.8.1 设计参数414.8.2 设计计算414.8.3 计算简图424.8.4 设备选型434.9 污泥浓缩池434.9.1 设计参数434.9.2 设计计算434.9.3 计算简图454.10 贮泥池454.10.1 设计参数454.10.2 设计计算454.10.3 计算简图464.11 脱水机房464.11.1 设计参数464.11.2 设计计算464.11.3 设备选型464.12 加氯间474.12.1 设计参数474.12.2 设计计算474.12.3 设备选型475 污水厂平面布置495.1 构建筑物主要设计参数495.2 污水厂的平面布置495.2.1 平面布置原则495.2.2 管线设计515.2.3 厂区道路及绿化布置526 污水厂高程布置536.1 布置原则536.2 高程计算537 投资估算547.1 工程投资估算547.1.1 土建费用547.1.2 设备费用567.1.3 电仪安装费567.1.4 工程总投资577.2 运行费用估算577.2.1 动力费用577.2.2 人工费577.3 工程效益分析588 工程实施计划599 环境保护措施609.1 施工期环境保护措施609.1.1 空气环境保护措施609.1.2 水污染防治措施609.1.3 声环境保护措施609.1.4 固体废物污染防治措施609.1.5 生态环境保护及水土保持措施609.2 营运期环境保护措施与对策619.2.1 营运期扬尘污染防治措施619.2.2 营运期噪声防止措施619.2.3 营运期固体废物防治措施619.2.4 营运期厂区绿化6110 结论62致谢63参考文献641 前言屠宰业是我国出口创汇和保障供给的支柱产业，屠宰废水来自畜牧、禽类、鱼类宰杀加工，是我国最大的有机污染源之一。我国大部分城市已基本上实现了禽畜的定点集中屠宰。据调查，屠宰废水的排放量约占全国工业废水排放量的6%，随着经济的发展和人民生活水平的提高，肉类食品加工工业将会有更大的发展，屠宰废水的污染还有不断加剧的趋势，而环保部门要求具有一定规模的屠宰场都必须监理专门的废水处理站。屠宰废水的主要来源为待宰间的粪便冲洗水、屠宰废水、烫毛废水、内脏清洗水、肉品分割废水等。该废水中主要含有肠胃内容物及粪便、血污、油脂、脏器组织碎体、猪毛、泥沙等, 还可能含有多种对人体健康有不利影响的细菌,带有令人不适的血红色和使人厌恶的臭味。此类废水含有大量的大肠杆菌、病菌及高浓度有机物等,如果直接排放,会严重污染水环境,影响周围居民的身体健康。屠宰废水水质具有如下特点：1) 水质、水量在一天内的变化较大，排水不均匀。屠宰过程集中在凌晨，排水主要集中在这一时间段，白天相对较少。2) 有机污染物含量高。废水主要成分有牲畜粪便、血污、油脂和内脏残屑等。3) 可生化性能好。4) 废水中含有大量的血污、毛皮、内脏残屑、食物残渣一集粪便等污染物，悬浮含量高，水呈红褐色并有明显的腥臭味，且含有较多的病原菌。5) 与其他高浓度有机废水的最大不同在于它的NH3-N浓度较高。针对屠宰废水有机物浓度高的特点，可以知道，屠宰废水最经济有效的处理方法应以生物处理法为主，辅以必要的物理、化学等预处理方法。厌氧法+好氧法处理高浓度有机废水是将来研究的重要方向，这样不仅达到预期处理效果和预防水体富营养化，而且还能产生清洁能源沼气，节约能源。通过大学四年对基础课、专业课以及相关课程的学习，本人基本上掌握了市政工程的理论知识。本次毕业设计是以污水处理相关理论知识的前提下，以某屠宰场屠宰废水为厂源进水，结合多年来的国内外的污水处理厂发展水平和实际情况，自选污水处理工艺流程，按照课题任务书的要求，设计日处理量为1000立方米的屠宰废水处理站。本次毕业设计是在已有专业理论的基础下，结合自己的知识和实际情况，由我在导师的指导下完成该设计的。本此设计既是对我们大学四年学习的一次综合性的检测，同时还是对我四年所学作了一个总结与提高。由于本人的水平有限，在设计中难免存在着一些不足之处，敬请读者批评指正。2 工程设计背景2.1 设计任务根据广西永福屠宰厂资料进行该厂屠宰废水处理工程设计，设计内容包括：1) 废水处理构筑物设计2) 污泥处理构筑物设计2.2 设计资料1) 城市现状广西永福屠宰厂生产过程中所产生的屠宰废水有机物以及氮磷含量较高，如不经处理直接排放，将对附近水体造成严重污染。为此，作为该项目投产的配套设施，需新建一屠宰废水处理设施。该厂以畜类屠宰加工为主，经处理后废水水质须达到肉类加工工业水污染物排放标准(GB 13457-92)中表2新建企业水污染物一级标准排放限值所要求。2自然条件资料气象资料：气候温和，年平均气温25，最高月平均气温为36，极端最高气温为45，最低0。常年主导风向为南风，夏季平均风速为3m/s，冬季平均风速为3.5m/s。水文资料： 废水经处理后排入附近的河流，河流的历史最高洪水位为190.8m（黄海标高，下同），20年一遇的洪水位为187.6m，95%保证率的枯水位为182.0m，常水位185.1m；多年平均流量310.4m3/s；平均流速3.0m/s；平均水温25。地质资料：废水处理厂地面标高经平整后标高为194.2m；地基承载力为300-400KPa；地下水位在地面以下5-7m；地震烈度小于5度。3) 进出水水质要求进水水量指标：设计流量Q=1000m3/d。进水水质指标：表2.1 进水水质污染物指标pHCODCrBOD5SS动植物油NH3-N浓度(mg/L)6.0-9.01500-2000800-1200800-150040-60100-120出水水质指标：参考肉类加工工业水污染物排放标准(GB 13457-92)。表2.2 出水水质污染物指标pHCODCrBOD5SS动植物油NH3-N浓度(mg/L)6.0-8.580306015152.3 设计依据肉类加工工业水污染排放标准(GB13457-1992)；室外排水规范(GB50013-2006)。3 废水处理工艺方案比选及确定3.1 常用工艺类型的介绍当今国内外对屠宰废水处理的方法多种多样，具体工艺各有千秋。根据屠宰加工废水的水质特点知其具有良好的可生化性，且在有机物含量、有机元素种类和pH值等方面都比较适合于采用生物法进行处理。因此，国内外对这类废水的处理一般都采用生化法。下面叙述常用的厌氧工艺及好氧工艺。3.1.1 厌氧工艺3.1.1.1 厌氧接触工艺厌氧接触工艺是在传统的完全混合反应器的基础上发展而来的，在一个厌氧的完全混合反应器后增加了污泥分离和回流装置，从而是污泥停留时间大于水力停留时间，有效的增加了反应器中的污泥浓度。厌氧接触工艺用于处理高浓度有机废水时，为了强化有机物与池内厌氧污泥的充分接触，必须连续搅拌；同时为了提高处理效率，必须连续进水排水，这样会造成污泥的大量流失，因此反应器后要串联沉淀池将厌氧污泥沉淀并回流至厌氧反应器。厌氧接触工艺存在以下缺点：1) 负荷较低，在沉淀池中的固液分离较为困难；2) 受污泥浓度的制约，在高的有机负荷下，厌氧接触工艺也会产生类似好氧活性污泥的污泥膨胀问题。3) 厌氧接触工艺系统较为复杂，反应器需要搅拌装置，运转设备多，管理复杂。3.1.1.2 厌氧流化床反应器厌氧流化床反应器的内部填充着粒径很小的挂膜介质，依靠在惰性的填料颗粒表面形成的生物膜来保留厌氧污泥，废水与污泥的混合、物质的传递依靠使这些带有生物膜的颗粒形成流态来实现。流化床反应器的主要特点归纳如下：1) 流化床最大程度上厌氧污泥与被处理的废水接触；2) 由于颗粒与流体相对运动速度高，液膜扩散阻力小，且形成的生物膜较薄，传质作用强，因此生物化学过程进行较快，允许废水在反应器内有较短的水力停留时间；3) 高的反应器容积负荷可减少反应器容积，同时由于其高度与直径的比例大于其他厌氧反应器，因此可以减少占地面积。但是厌氧流化床反应器存在着几个尚未解决的问题：1) 为了实现良好的流态，必须使生物膜颗粒保持均匀的形状、大小和密度，但是几乎是难以做到的，因此稳定的流态化也难以保证；2) 为取得高的上流速度以保证流态化，流态床反应器需要大量的回流水，这样导致能耗加大，成本上升；3) 该反应器运行管理较为复杂。由于以上原因，流化床反应器至今没有生产规模的设施运行。3.1.1.3 厌氧折流板反应器厌氧折流板反应器是在反应器内垂直于水流方向设多块挡板来保持反应器内较高的污泥浓度以减少水力停留时间。挡板把反应器分为若干个上向流室和下向流室。上流室比较宽，便于污泥凝聚，下向流式比较窄，便于将水送至上向流室的中心，使泥水充分混合保持较高的污泥浓度。优点：1) 反应器启动时间短；2) 避免产生污泥膨胀、堵塞等问题；3) 无需混合搅拌装置缺点：1) 占地面积大，土建费用高；2) 出水需回流，增加回流设备。3.1.1.4 升流式厌氧污泥床反应器升流式厌氧污泥床反应器是一种高效的生物处理装置。在反应器底部装有厌氧污泥，废水从反应器底部进入，在穿过污泥层时进行有机物与微生物的接触。产生的生物附着在污泥颗粒上，使其悬浮于废水中，形成下密上疏的悬浮污泥层。气泡聚集变大脱离污泥颗粒而上升，能起一定的搅拌作用。有些污泥颗粒被附着的气泡带到上层，装在三相分离器上使气泡脱离，污泥固体又沉降到污泥层，部分进入澄清区的微小悬浮固体也由于静沉作用而被截留下来，滑落到反应器内。升流式厌氧污泥床反应器的特点：1) 污泥床内生物量多，折合浓度可达20-30g/L；2) 容积负荷率高，在中温条件下，一般可达10kgCOD/(m3d)，甚至能够高达15-40kgCOD/(m3d)，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小；3) 设备简单，运行方便，无需设沉淀池和污泥回流装置，不许充填填料，也不需在反应器内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，而且不存在堵塞问题。几种厌氧生物处理工艺及装置的比较：表3.1 厌氧生物处理系统比较表序号工艺及技术厌氧接触工艺厌氧流化床反应器厌氧折流板反应器升流式厌氧污泥床反应器1容积负荷较高高高高2抗冲击负荷较好一般好好3出水悬浮物较多较多较少较少4剩余污泥产量较少较少少少5占地面积大小大小6运行控制复杂复杂简单一般7设备维修复杂复杂一般一般8运营费用高低低低3.1.2 好氧工艺3.1.2.1 普通活性污泥法活性污泥法能从污水中去除溶解的胶体和可生物降解有机物以及能被活性污泥法吸附的悬浮固体和其他一些物质。无机盐类（磷和氮的化合物）也能部分地被去除。活性污泥法既能适用于大流量的污水处理，也适用于小流量的污水处理。普通活性污泥法，也称传统活性污泥法，推广年限长，具有成熟的设计及运行经验，处理效果可靠。随着污水处理技术的发展，本方法在工艺及设备等方面又有了很大改进。在工艺方面，通过增加工艺构筑物可以成为“A/O”或A2/O”工艺，从而实现脱N和P。在设备方面，开发了各种微孔曝气池，使氧转移效率提高到20%以上，从而节省了运行费。普通活性污泥法若设计合理，运行管理得当，出水BOD5可达到1020mg/L。普通活性污泥法优点：1) 有机物在曝气池内的降解经历了第一阶段的吸附和第二阶段的代谢的完整过程，活性污泥也经历了对数增长、减速增长、内源呼吸的完整生长周期；2) 对无水的处理效果好，BOD5去除率可达到90%以上；3) 适合用于处理净化程度高和稳定程度要求较高的污水。缺点：1) 曝气池的容积大、占用的土地比较多、基建费用较高；2) 在池前可能出现好氧速率高于供氧速率，在池后又有可能出现溶解氧过剩的现象，从而影响处理效果；3) 对进水水质、水量变化的适应性较低，运行结果容易受到水质、水量变化的影响，脱氮除磷效果不太理想。3.1.2.2 生物膜法生物膜法是一大类生物处理法的统称，共同的特点是微生物附着在介质“滤料”表面上，形成生物膜，污水同生物膜接触后，溶解的有机污染物被微生物吸附转化为 H2O、CO2、NH3 和微生物细胞物质，污水得到净化，所需氧气一般直接来自大气。生物膜法主要用于从污水中去除溶解性有机污染物，是一种被广泛采用的生物处理方法。生物膜法的主要特点是对水质、水量变化的适应性较强。生物膜法从本质上与土地处理的过程相似，是污水灌溉和土地处理的人工化和强化。生物膜法的主要设施是生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池和生物流化床等。优点：1)生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性好；2) 不会发生污泥膨胀，运转管理较方便；3) 对水量、水质、水温变动适应性强，处理效果好并具良好硝化功能；4) 污泥量小且易于固液分离，动力费用省。缺点：1) 投资较高，单位处理效率较低；2) 活性生物难以人为控制，因而在运行方面灵活性较差；3) 由于载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率较低。3.1.2.3生物接触氧化工艺生物接触氧化即淹没式生物滤池，它是在池内设置填料，污水浸没全部填料，采用与曝气池相同的曝气方法，提供微生物所需的氧量。填料上长满生物膜，废水中的有机物被生物膜的微生物所降解，使污水得到净化。由于填料上附着的生物膜有限，有机物容积负荷即处理能力便不能有太大的变化，因此对于小负荷并恒定负荷的有机废水，该方法是有效的。生物接触氧化工艺优点：1) 操作简单、运行方便、易于维护管理，无需污泥回流，不产生污泥膨胀现象，也不产生滤池蝇；2) 污泥生成量少，污泥颗粒较大，易于沉淀。缺点：1) 如设计或运行不当，调料可能堵塞；2) 布水、曝气不易均匀，可能在局部部位出现死角。3.1.2.4 SBR工艺SBR工艺即间歇式活性污泥工艺，又称序批式活性污泥工艺。SBR工艺的一个完整的操作过程包括进水期、反应期、沉淀期、排水期、闲置期5个阶段。SBR工艺是一种简易、高效、低能耗的污水生化处理工艺，具有如下优点：1) 工艺流程简单、造价低，与普通的活性污泥法相比，它不需要另设二次沉淀池、污泥回流设备，构筑物布置紧凑、占地面积省、运行费用低。2) 处理效率高。SBR反应器中的底物浓度和微生物浓度是随反应时间而变化的，系统在非稳态的工况下运行，反应器中的生物相十分复杂，微生物的种类繁多，相互作用，强化了处理效能。活性污泥微生物周期性的处于高浓度及低浓度基质的环境中，随反应器内反应时间的延长，其基质浓度也由高到低，微生物经历了对数生长期、减速生长期和衰减期，反应器内浓度梯度大，反映推动力大，处理效率比传统活性污泥法高。3) 具有较高的脱氮除磷效果。SBR工艺可以根据具体的净化处理要求，通过不同的控制手段而较灵活的运行。SBR工艺可以实现好氧、缺氧、厌氧状态交替的环境条件，而且很容易在好氧条件下增大曝气量、反应时间和污泥龄来强化硝化反应及除磷菌过量摄取磷过程的顺利完成；也可以在缺氧条件下方便的投加原污水或提高污泥浓度等方式提供有机碳源作为电子供体使反硝化过程更快的完成；还可以在进水阶段通过搅拌维持厌氧条件以促进除磷菌充分的释放磷。4) 污泥沉降性能好，出水水质稳定。因为SBR反应器中存在着较大的浓度梯度、缺氧和好氧状态并存、底物浓度高、污泥龄短、比增长速率大等特点，所以SBR工艺可以有效的控制丝状菌的过量繁殖，不易发生污泥膨胀问题，保证了污泥的良好沉降性和出水效果。5) 对进水水质水量的波动具有良好的适应性。在一般的废水处理构筑物中，由于微生物对其生存环境条件要求比较严格，当水质、水量发生较大波动时，处理效果将受到明显的影响。SBR工艺是在同一个运行周期内具有完全混合的特性，而在不同运行周期具有理想推流特性的处理工艺，在反应器中维持着较高浓度的MLSS浓度，因此它具有较强的耐冲击负荷能力。缺点：1) SBR工艺的运行工况以间歇操作为主要特征，反应器间歇进水、间歇排水，如果要实现连续进水、连续排水，则需要多个SBR间歇反应单元并联运行，按操作顺序对每个SBR反应器进行充水。多个SBR反应器处理系统中需要较多的控制阀门以根据需要进行流量和污水水流的调节和控制，因此对系统的自动化程度有较高的要求。几种好氧生物处理工艺及装置的比较：表3.2 好氧生物处理系统比较表序号工艺或技术活性污泥法生物膜法生物接触氧化法SBR法1进水方式连续连续连续间歇2BOD负荷低一般较低较高3抗冲击负荷较差一般较差好4抗丝状膨胀较差好一般好5脱氮除磷较差较差较差好6剩余污泥产量较多少较少少7土建投资大一般一般较小8占地面积大大一般较小9运行控制一般简单一般一般10自控要求简单简单简单复杂11设备维修一般一般一般简单12运行费用较高低一般低3.2 工艺类型的选择厌氧生物处理成本低，但不能较好地去除氨氮，无法达到一级排放标准，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COD去除率，而且还可以去除氮、磷，但成本较高，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，可以获得较高的COD去除率，同时脱氮除磷，还能降低成本。为了既获得更好的处理效果，又降低处理成本，屠宰废水的处理往往采用厌氧法和好氧法相结合的工艺。由前比较可知，在厌氧工艺中，UASB反应器有机负荷高，抗冲击负荷能力强，出水水质好，剩余污泥产量低，无需配备回流污泥装置，在运行过程中能形成具有良好沉降性能的颗粒污泥，使得基建与运行费用较低，更为重要的是它改变了传统落后的厌氧发酵技术，自身结构配有气、液、固三相分离装置，气液固在反应器中自行分离，还能回收沼气，尤其适用于屠宰废水这种可生化性能好的高浓度有机废水。在好氧工艺中，SBR反应池集曝气、沉淀于一池，与普通活性污泥法相比，不需设置二沉池及污泥回流设备，也无需初沉池，因此节约了水处理构筑物的占地面积。其间歇式的运行周期使难降解有机物可生化性得到提高，使其可接纳较高浓度的有机废水，对进水水质水量的波动具有良好的适应性，污泥沉降性能好，出水水质稳定。SBR反应池还具有很高的脱氮除磷效果，尤其适用于含氮量较高的屠宰废水。根据以上分析，对于屠宰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及氨氮，因此，本方案确定设计屠宰废水处理主体工艺为UASB-SBR联合处理工艺。UASB-SBR工艺对碳源有机物处理效果好，运行灵活，操作方便，且具有脱氮除磷功能。该工艺成熟可靠、稳定达标。工程初期投资和日常运行费用低，整个工艺简洁流畅、操作方便。3.3 工艺方案确定进水格栅调节池隔油沉淀池气浮池渣外运UASBSBR消毒池出水鼓风机房沼气收集污泥浓缩池脱水机房上清液回流中间调节池贮泥池图3.1 工艺流程图3.4 工艺设计说明格栅：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高达1500mg/L，该类悬浮物属易腐化的有机物，必须及时拦截。屠宰废水通过格栅，去除水中大量的碎肉、未消化的食物等浮渣，防止其在后续工艺中造成管道或曝气设备堵塞，另一方面即时清理可避免悬浮固体有机质腐化溶入废水中而成为溶解性有机质，导致废水COD、BOD5浓度提高。调节池：由于屠宰废水水量有明显的季节性差异和日时段差异，并且为非连续性排放，因为屠宰过程集中在夜间至凌晨，这一时段为排水高峰期，白天相对较少，为了保证后续处理构筑物和设备的正常运行，需设置调节池对废水的水量和水质进行调节，调节池水力停留时间为12h，调节池中设有穿孔曝气管，采用罗茨风机对其进行鼓风曝气，对水质起到搅拌均匀作用。隔油沉淀池：出水中含有的大量油污经隔油沉淀池去除，比重小于1.0而粒径较大的油珠上浮到水面上，比重大于1.0的杂质沉于池底，隔油沉淀池中舍友链带式刮油刮泥机。气浮池：屠宰废水中含有很高的油脂，所以在进行后续厌氧和好氧步骤之前要进行除油，而隔油沉淀池无法去除废水中的悬浮物质，因此在调节池之后采用气浮池，用于去除残留于废水中粒径较小的分散油、乳化油、绒毛和细小悬浮颗粒等杂物。格栅、隔油沉淀池及气浮池产生的渣可作为肥料外运。UASB：本工艺中厌氧工艺采用UASB反应器，UASB反应器为方形，设置两座，并联同时运行。中间调节池：由于UASB反应池为连续进水连续出水，而SBR反应池为间歇运行，故设一中间调节池以调节水量，衔接厌氧与好氧工艺。SBR：中间调节池出水进入SBR反应池进行好氧处理。SBR反应池设2座并联交替运行，单池每24h运行两个周期，每个周期为12h，其中进水1h，曝气8h，沉淀2h，排水1h，闲置时间根据滗水情况确定。SBR反应池采用鼓风曝气，池内布置微孔曝气器。消毒：由于肉类加工业水污染排放标准中的一级排污标准要求大肠杆菌数小于5000个/L，所以经生物处理的废水必须作进一步消毒处理，这个工艺过程有两方面的意义：一是控制大肠杆菌数，使其符合卫生指标要求，二是进一步降低COD物质，使出水满足水质指标。本工艺采用氯气消毒，除了以上两点外，还能通过调节投氯量，改变水中氯和氨的比例，利用氯的强氧化性，将水中氨氮氧化成氯气去除。浓缩池：为方便污泥的后续处理机械脱水，减小机械脱水中污泥的混凝剂用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的含水率。本设计采用重力浓缩池，上清液回流至调节池。脱水机房：污泥经浓缩后，含水率仍然很高，体积很大，为了综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理，本设计采用板框式压滤机。屠宰废水处理中产生的剩余污泥可作农用或与城市污水厂剩余污泥一同处理。4 设计计算书4.1 格栅4.1.1 设计参数设计流量：拟处理处理水量为1000m3/d,集中在五小时内排出，平均日流量为 = 1000/5=200m3/d=2.310-3m3/s,取1.5，最大流量= 300m3/h= 0.083m3/s。栅前流速：v1=0.7m/s；过栅流速：v2=0.9m/s；栅条宽度：s=0.01m；格栅间隙：e=20mm；格栅倾角：=60；单位栅渣量：W1=0.08m3栅渣/103m3污水。4.1.2 设计计算1) 确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得:栅前槽宽m，则栅前水深m2) 栅条间隙数(取n=15)3) 栅槽有效宽度B=s(n-1)+en=0.01(15-1)+0.0215=0.44m，取0.5m4) 进水渠道渐宽部分长度m式中 1为进水渠展开角。5) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m6) 过栅水头损失因栅条边为矩形截面，取k=3，则式中 h0计算水头损失；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，=（s/e）4/3，当为矩形断面时=2.42。7) 栅后槽总高度取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.3+0.3=0.6m，栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.3+0.103+0.3=0.7m8) 格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0.6/tan=0.14+0.07+0.5+1.0+0.6/tan60=2.06m9) 每日栅渣量W= =0.41m3/d0.2m3/d 所以宜采用机械清渣。4.1.3 计算简图图4.1 格栅计算简图4.1.4 设备选型可选用GSHZ-400800-20型回转式格栅除污机一台，由于设备安装尺寸与计算有所不符，格栅井具体尺寸按照设备尺寸选取。表4.1 GSHZ-400800-20型回转式格栅除污机主要性能设备型号设备宽度(mm)有效栅宽(mm)设备总宽(mm)有效栅隙(mm)GSHZ-400800-2040024075020电机功率(kW)安装角度渠宽(mm)渠深(mm)排渣高度(mm)0.56050080010004.2 调节池4.2.1 设计参数设计流量：Q=1500m3/d；水力停留时间：T=12h。4.2.2 设计计算调节池容积：m3取调节池有效深度H1=4m，则调节池面积：m 取调节池尺寸为10m18m。取调节池超高h1=0.5m，则调节池高度：m在调节池内布置穿孔曝气管，气水比取20：1，空气量为Q=62.520m3/h= 1250m3/h。空气总管管内流速取v1=10m/s，则管径为DN200。设两根空气竖管，管内流速取10m/s，则管径为DN150。设36根空气支管，支管间距1m，每根支管的空气流量q：q=Q/18=1250/36=34.72m3/h取支管流速v2=5m/s,则支管管径为80mm。每根支管的长度为3.8m，孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45，交错排列，孔眼间距b=100mm，孔径为5mm，孔眼数为m=38个。4.2.3 计算简图图4.2 调节池计算简图4.2.4 设备选型1) 潜污泵调节池中设潜污泵将污水提升至气浮池。流量为1500m3/d，即62.5m3/h。选择型号为100QW70-15-7.5的潜污泵2台，一用一备。表4.2 100QW70-15-7.5潜污泵主要性能型号流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)功率(kW)效率(%)出口直径(mm)重量(kg)100QW70-15-7.5701514407.561.71002082) 鼓风机每台鼓风机所需空气量为1250m3/h=20.8m3/min，与中间调节池合选一台鼓风机。详见中间调节池。4.3 隔油沉淀池4.3.1 设计参数设计水量：Qmax=1500m3/d=62.5m3/h停留时间：T=2h4.3.2 设计计算1) 总有效容积VV=QmaxT=62.52=125(m3)2) 隔油池总过水断面面积AA= (4-1)式中 v水平流速，取3mm/s。则，A=11.6(m2)3) 分格数n (4-2)式中 隔油池每个隔间宽度，取2m；工作水深，取2m。=2.9取=34) 校核池内实际水平流速(mm/s)4，符合要求。0.4，符合要求。7) 池总高度 (4-3)式中 超高，取0.5m。=0.5+2=2.5m8) 污泥量污泥含水率97%，污泥密度1000kg/m3，则隔油沉淀池产泥量：m3/d9) 污泥斗污泥斗斗壁倾角取60，取污泥上宽a=2m,下宽b=0.4m,则污泥斗斗壁高度：=1.4m每个污泥斗容积：=2.3m3污泥斗总容积：m3池底设有坡向污泥斗的0.01的坡度，污泥每天排泥三次。10) 排泥管每个污泥斗底部设两根200mm的排泥管，每根排泥管距隔板或池壁2.25m，两根排泥管中心距2.25m。11) 集油管集油管采用DN300的钢管，其中心线标高设在水位以下60mm，设在出水口附近，由涡轮蜗杆作为传动系统，集油管收油开口弧长为集油管横断面60。12) 配水槽进水口处设挡板，挡板距进水口为0.5-1m，本设计取0.6m。进水流速取0.8m/s，进水管管径采用DN200。13) 集水槽出水采用溢流堰。出水口出设挡板，挡板距出水口为0.25-0.5m，本设计取0.3m。出水流速取0.8m/s，出水管管径采用DN200。4.3.3 计算简图图4.3 隔油沉淀池计算简图4.3.4 设备选型1) 刮油刮泥机选用LBG-2102型刮油刮泥机3台。表4.3 LBG-2102型刮油刮泥机主要性能型号池宽(m)池深(m)池长(m)驱动功率(kw)刮板移动速度(m/min)LBG-210222100.750-12) 污泥泵选用3/4LRB25型污泥泵1台。表4.4 3/4LRB25型污泥泵主要性能型号流量(m3/h)扬程(m)转速（r/min）电机功率(kW)进出口直径(mm)3/4LRB254412.214607.510004.4 气浮池4.4.1 设计参数进入气浮池的屠宰废水流量：m3/d；进入悬浮固体的平均浓度：mg/L；气浮池的运转温度：；气浮池出水的悬浮固体浓度：mg/L；根据经验，每千克悬浮固体需气20时，可保证出水水质。回流量：=750m3/d；接触室上升流速：mm/s=72m/h；分离室表面负荷率：=3m3/(m2h)；分离室水力停留时间： =30min。4.4.2 设计计算4.4.2.1 需气量和溶气罐1) 控制出水水质的为保证出水水质，每千克悬浮固体需气20L，即0.02m3。又知空气的密度为1.3kg/m3,则20L空气的质量为0.021.3=0.026kg,即2) 每日流入气浮池的总固体量kg/d3) 每日需总气量(kg/d),折合31.5m3/d4) 单位体积污水所需气量Vgm3空气/m3污水5) 溶气罐所需工作压力pa (4-4) (4-5)式中 加压容器的回流水量，m3/d，设计取；1.3空气密度（20，一个大气压），kg/m3；ca大气压力下，以体积表示的空气在水中的溶解度，ml/L；(见表)；f溶气罐中空气的饱和百分比，一般为0.5-0.8；p溶气罐工作时的绝对压力，atm；pa容器罐工作时的表压，kPa。表4.5 大气压力下空气在水中的溶解度ca温度（）0102030ca(mL/L)29.222.818.715.7带入数据即得Pa=396.9kPa(6)加压溶气罐体积V回流量=750m3/d，取水和空气在加压溶气罐中的接触时间T=2.5min,则采用填料式溶气罐，取溶气罐的高度H=3m,则单罐的直径为Dm选TR-8型溶气罐2个，其中一个备用，单罐直径为0.8m,水和空气的实际接触时间为T：T=加压溶气罐的实际过流密度q4.4.2.2 气浮池尺寸1) 气浮分离室的主要尺寸分离室容积V：m3分离室的表面积A1： m3分离室的水深H1：m，取1.5m气浮池采用平流式，取宽度B=4m，则分离室的长度L1：m分离室总高度H：取超高H2=0.5m，则H=H1+H2=1.5+0.5=2m2) 接触室的主要尺寸接触室的表面积A2：m2接触室长度L2：已知接触室的宽度为B=4m,则m因该尺寸无法施工，故取L2=1m。接触室水深与气浮池相同，即H1=1.5m。接触室的实际表面积：=BL2=3.50.8=2.8m23) 气浮池的最终主要尺寸气浮池的总长度L：L=L1+L2=9+1=10m4) 气浮池产泥量污泥含水率97%，污泥密度1000kg/m3，则气浮池产泥量：m3/d5) 气浮池进水管气浮池进水最大流量Q+Qr=1500+750=2250m3/d,设计流速0.8m/s，则进水管管径为200mm。6) 气浮池集水管全池共采用集水管4根，则每根集水管的流量：=562.5m3/d=23.4m3/h集水管的中心距：m集水孔眼的流速v： (4-6)式中 集水孔眼的流量系数，0.94；穿孔给水管孔眼的水头损失，0.3m。=2.28m/s集水孔眼的总面积 (4-7)式中0.64孔口收缩系数。m2集水孔眼总数： (4-8)式中 单孔面积，取孔口直径为12mm，则m2。=56取64个，则每根集水管上有16个孔口，穿孔管每个孔孔眼布置成两排，垂线成45夹角向下交错排列，则孔口之间距离为0.4m。集水管流速取0.5m/s，则集水管管径为DN100。集水总管流速取0.5m/s，则集水总管管径为DN200。7) 溶气释放器工作压力为396.9kPa时，TS-78-型释放器出流量为4.5m3/h。所需释放器的个数n=Qr/4=31.25/4.5=7个。4.4.3 计算简图图4.4 气浮池计算简图4.4.4 设备选型1) 溶气罐选择TR-8型溶气罐2个，一用一备。表4.6 TR-8型溶气罐主要性能型号过滤量(m3/h)直径(mm)高度(mm)支架高度(mm)TR-859-9480037656002) 刮渣机选择SD-4型刮渣机一台。表4.7 SD-4型刮渣机主要性能型号池宽(m)行走速度(m/min)电动机功率(kw)SD-4450.54.5 UASB反应器4.5.1 设计参数1) 污泥参数设计温度T=25容积负荷Nv=3.0kgCOD/(m3d)污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD产气率0.5m3/kgCOD2) 设计水量Q=1000m3/d=41.67m3/h=0.016m3/s3) 水质指标表4.8 UASB进出水水质指标水质指标CODBODSS氨氮进水水质(mg/L)84050021050设计出水水质(mg/L)25015015050去除率(%)70703004.5.2 设计计算4.5.2.1 UASB容积及主要工艺尺寸的确定1) UASB容积的确定本设计采用容积负荷法确定其容积V (4-9)式中 V反应器的有效容积，m3；S0进水有机物浓度，kgCOD/L。取有效容积系数为0.8，则实际体积为350m32) 主要构造尺寸的确定UASB反应器采用方形池子。取水力负荷q=0.5m3/(m2d)反应器表面积:m3反应器有效高度：m，取4.5m取超高m，则反应器总高度为5.0m。采用2座相同的UASB反应器，则每座单池面积A1为：m3则边长：，取7.2m。4.5.2.2 UASB进水配水系统设计容积负荷为2-4 kgCOD/(m3d)时，每个进水口负责的布水面积为0.5-2m2。取每个进水口负责的布水面积a=1.4m2则布水孔个数，取n=36个则实际每个孔口布水面积，满足要求。可设6根穿孔管，每两根管之间的中心距为7.2/6=1.2m，在1-2m之间，符合要求。每根穿孔管上设6个孔眼，则每个孔眼之间的距离为7.2/6=1.2m，在1-2m之间，符合要求。每个反应器共有32个孔口。根据相关规范，穿孔管直径应大于100mm，本设计取150mm。穿孔管管径取12mm，每个UASB反应池最大流量为750m3/d则每个孔口的孔口流速：=2.4m/sv=2.4m/s2.0m/s，符合要求。 穿孔管孔径向下，穿孔管中心距反应池底0.3m。4.5.2.3 三相分离器的设计UASB的重要走高是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起十分重要的作用，根据已有研究和工程经验，三相分离器应满足以下几点要求：沉淀区的表面水力负荷宜小于0.8m/h；三相分离器集齐罩顶以上的覆盖水深可采用0.5-1.0m；沉淀区四壁倾斜角度应在45-60之间，使污泥不积聚，尽快落入反应区内；进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙流速小于2m/h；总沉淀水深应大于1.5m；水力停留时间介于1.5-2h；分离气体的挡板与分离器壁重叠在20mm以上；以上条件能满足，则可达到良好的分离效果。本设计采用污导流板的三相分离器1) 沉淀区的设计沉淀区集气罩斜壁倾角沉淀区面积表面水力负荷1.0，符合要求2) 回流缝设计三相分离器集齐罩顶以上的覆盖水深可h2采用0.5-1.0m，取0.7m下三角集气罩的垂直高度h3当反应器总高为5-7m时，h3可采用1.0-1.5m，本设计取1.2m；根据图中几何关系，有 (4-10)式中 b1下三角集气罩底水平宽度，m；设单元三相分离器单元数n=3，则宽b为7.2/3=2.4m，则下三角集气罩之间的宽b2为：m下三角形集气罩回流缝的总面积：= =15.6m2下三角集气罩之间的缝隙b2中的水流上升流速v1： m/h取上三角形集气罩回流缝的宽度b3=0.3m，则上三角形集气罩回流缝的总面积：=13.0m2上三角形集气罩下端与下三角形集气罩斜面之间水平距离的回流缝，水流的上升流速v2：m/hv1v22.0m/h，符合要求，具有较好的固液分离要求。上三角下端C至下三角形斜面和垂直距离：CE=0.25mBC=CE/cos55=0.2