1000td屠宰场废水处理工艺设计

10000 t/d 屠宰废水处理工艺设计屠宰废水处理工艺设计 学 校： 昆明理工大学 学 院： 环境科学与工程学院 专 业： 环境工程 学生姓名： 张婧瑶 学 号： 202110801445 指导教师： 刘树根 日 期： 2021 年 3 月2021 年 6 月The design of 10000 t / d slaughter wastewater treatment processSchool: Kunming University of Science and TechnologyAcademy: Environmental Science and Engineering InstituteSpecialty: Environmental Engineering Candidate: Jingyao Zhang Stu. No: 202110801445 Supervisor: Shugen Liu Date: Marh, 2021-June, 2021 10000 t/d 屠宰废水处理工艺设计屠宰废水处理工艺设计摘要：摘要：本次设计任务为 10000 t/d 屠宰废水处理工艺设计。鉴于屠宰废水水量较大，皮毛、油脂等杂质多，CODCr、BOD5、氨氮较高等特点，经过多种方案比选，最终确定以 ABR+CASS 组合工艺为主体的设计方案。废水经格栅、隔油沉淀池预处理后进入 ABR 反响器，局部污染物得到去除；之后在 CASS 反响池中微生物作用下发生硝化、反硝化反响，到达生物脱氮除磷的效果，废水中的 CODCr、BOD5、氨氮、SS 等污染物负荷大幅度降低；经后续消毒处理后，最终出水到达?污水综合排放标准?GB8978-1996一级标准。关键词：关键词：屠宰废水 10000 t/d ABR CASSAbstractThe design proposal is the wastewater treatment process design for the design flow of 10000t/d of a slaughterhouse wastewater treatment plant . Because of the design of the large amount of water slaughterhouse wastewater, containing fur, oil and other impurities, CODCr, BOD5, ammonia and other indicators higher characteristic, through multi-program comparison, the final feasible and excellent to ABR+CASS combination process as the main design. Waste water through the grill, from the grease sedimentation tank to the ABR reactor, organic matter under anaerobic microorganisms are anaerobic decomposition, some pollutants have got removed.Under the action of microorganisms nitrification, nitrification, denitrification and phosphorus removal completed, wastewater CODCr, BOD5, ammonia, SS and other pollution load greatly reduced in the CASS reaction cell, making the final effluent disinfection treatment follow-up to achieve Integrated Wastewater Discharge Standard (GB8978-1996) a standard.Key words: Slaugherhouse wastewater 10000t/d ABR CASS目目 录录前前 言言.1第第 1 章章 绪绪 论论.21.1 屠宰废水的水量水质情况.21.2 屠宰废水处理概况.2第第 2 章章 10000 T/D 屠宰废水处理方案确实定屠宰废水处理方案确实定.42.1 工程概况.42.2 确定废水处理方案.42.2.1 处理方案的设计原那么.42.2.2 屠宰废水的常规处理技术.42.2.3 厌氧工艺选择 .52.2.4 好氧工艺的选择 .82.2.5 ABR+CASS 工艺.102.3 屠宰废水处理工艺设计.112.3.1 设计依据及标准 .112.3.2 设计原那么 .112.3.3 屠宰废水处理工艺流程.122.4.4 工艺原理及流程说明 .13第第 3 章章 主要构筑物及建筑物设计主要构筑物及建筑物设计.14设计流量 .14进水管道设计计算 .14格栅设计 .153.3.1 设计参数.153.3.2 设计计算 .163.4 泵房设计.203.4.1 水泵设计.223.4.2 吸压水管路实际水头损失的计算.233 选泵.243.5 集水池 .25集水池形式.253 集水池容积计算 .253.6 平流沉淀隔油池.253.7 ABR 反响器的设计计算.28反响器体积计算 .293.反响器高度.303.7.3 配水系统设计 .313.7.4 气体收集装置 .31反响器各隔室落差设计 .31反响器有效容积核算 .31水封高度.32排泥设备.32排泥量计算：.323.8 CASS 反响池的设计计算.333.9 紫外线消毒工艺计算.463.9.1 设计参数.473.9.2 设计计算.483.10 污泥处理系统计算.493.10.1 污泥浓缩池 .503.10.2 设计参数 .513.10.3 浓缩池设计计算 .52污泥输送管道.543.11 污泥脱水机房.54进入真空转鼓过滤机污泥量 .55机械选型.56第第 4 章章 污水厂平面和高程布置污水厂平面和高程布置 .58平面布置原那么 .58平面布置特点.58构筑物布置原那么 .58厂区道路布置.59厂区绿化要求.59电气自控设计.59污水处理厂的高程布置.604.3.1 高程计算的根本原那么.604.3.2 高程布置时的考前须知.614.3.3 污水高程计算 .614.3.4 污泥高程计算 .63第第 5 章章 附属建筑设计附属建筑设计 .655.1 生产管理用房.655.2 行政办公用房.655.3 化验室.655.4 仓库.655.5 绿化用地.665.6 传达室.665.7 其他.66第第 6 章章 构筑物一览表构筑物一览表 .67主要构筑物一览表 .67附属构筑物一览表 .67第第 7 章章 工程概算及效益分析工程概算及效益分析.687.1 计算依据.68污水厂工程总投资 .687.2.1 第一局部费用 .687.2.2 第二局部费用 .687.2.3 第三局部费用 .68污水厂处理本钱估算.70第第 8 章章 结论与体会结论与体会 .72参考文献：参考文献： .74前前 言言随着我国经济快速开展，人民生活水平得到不断的提高和改善，人们对肉类的消费促进了养殖业、肉类屠宰加工业的大规模开展，屠宰业所产生的废水成为我国重要的工业污染源。屠宰业生产耗水量较大，排放的废水是主要的含脂类废水之一，有机物污染物浓度高、杂质多，含有大量的血污、脂类，悬浮物油块、毛发、肉屑、食料、粪便等 ，废水呈褐红色，具有较强的腥臭味。由于屠宰废水有机悬浮物含量高，易腐败，排入水体会消耗水中的溶解氧，容易污染环境，引起生态系统破坏。长期以来给我国的生态环境带来了巨大的压力，影响了我国地表水的水质。假设不经处理直接排放，极容易会影响地表水的水体质量，增加其有机污染及氨氮负荷，同时其中含有的动物残体等还会滋生大量蚊蝇及细菌病菌，危害生态健康及平安1。为此，根据国家环境保护部的要求和规划，对屠宰行业的废水必须进行严格的处理，处理后出水水质必须到达中华人民共和国标准?肉类加工工业水污染物排放标准?GB13457-92中的畜类一级标准后排放。本次毕业设计采用 ABR+CASS 组合工艺，此工艺运行管理方便、处理效果较为稳定、基建投资和运行费用较低。通过设计能够熟悉并掌握相关工艺的理论知识与具体运用，污水处理厂的设计原理、方法和步骤，污水厂设计的根本流程及各构筑物的设计方法。第第 1 章章 绪绪 论论1.1 屠宰废水的水量水质情况屠宰废水的水量水质情况屠宰行业一直是用水量和排水量较大的部门之一，据不完全统计，我国屠宰及肉类加工企业每天排放废水量约 700 万吨左右。各屠宰场受不同因素的影响，其废水排放量存在较大差异。废水的产生量与加工对象、数量、生产工艺、生产管理水平等直接相关，也与生产季节淡、旺季及每天的不同时段等因素有着明显的关系2。典型的生猪屠宰每头产生的废水量约为 0.30.7 吨，牛屠宰每头产生的废水量约为 1.01.5 吨。屠宰废水的成分较为复杂，水中悬浮物浓度高，油脂含量高，水呈红褐色并有明显腥臭味，有机物浓度超过国家排放标准几十倍甚至上百倍，属于较高浓度的有机废水。屠宰废水水质具有以下特点：(1) CODCr浓度高，通常平均浓度都在 1500 mg/L 左右；(2) 有机物含量高，动物蛋白质丰富，突出表现为氨氮含量很高；(3) 油脂丰富，废水中的动植物油浓度可达数十到数百 mg/L；(4) 废水中的固体杂质较多，废水含有大量的动物残体、毛发等固体杂质3。1.2 屠宰废水处理屠宰废水处理概况概况在预处理方面，主要通过设置格栅和隔油池来去除屠宰废水中含有的血污、油脂、碎肉、畜毛、未消化的食物及粪便。废水生化处理方面，上世纪八十、九十年代由于厌氧技术在该行业的研究应用较少，主要以传统活性污泥法为主，导致能耗及运行本钱较高，且容易出现污泥膨胀等故障。经过一段时间的开展，出现了现行的厌氧与好氧工艺相结合的处理工艺，厌氧工艺主要有 UASB 法、水解酸化等，好氧工艺主要有 SBR、MBR、接触氧化法等。后续处理方面，主要是出水消毒和污泥的处理，通常按一般污水处理方式进行。我国现阶段典型的处理工艺流程如以下图所示。图图 1-1 屠宰肉类加工废水常规处理工艺流程图屠宰肉类加工废水常规处理工艺流程图第第 2 章章 10000 t/d 屠宰废水处理方案确实定屠宰废水处理方案确实定2.1 工程概况工程概况设计的屠宰废水流量为 10000 t/d，要求废水经处理后，排放标准按照国标?污水综合排放标准?GB8978-1996一级标准执行。进出水指标如下：表表 2-1 屠宰废水进屠宰废水进/出水水质指标出水水质指标2.2 确定废水处理方案确定废水处理方案2.2.1 处理方案的设计原那么处理方案的设计原那么1)工艺合理，运行稳定，处理效率高；2)管理操作简便，维护费用低；3)寿命长，方便检修；4)能耗、运行费用低，节省本钱和场地。2.2.2 屠宰废水的常规处理技术屠宰废水的常规处理技术2.2.2.1 化学法化学法用于处理屠宰废水的化学法主要有水解、混凝沉淀等，此法通常作为废水的预处理，有时也用于废水的最终处理。1碱性水解和酶水解碱性水解和酶水解：该法使用碱性物质或酶水解以减少废水中的脂肪颗粒，常作为屠宰废水的预处理技术。通常采用石灰、NaOH、胰脂肪酶、细菌酶等，其中石灰法经济实用，但同时会产生大量废渣；用 NaOH 进行预处理时，控制质量浓度在 150300 mg/L 范围内，可使平均脂肪颗粒降至处理前的 737%。用胰脂肪酶进行指 标CODCrBOD5SSpHTNNH3-N油脂进水mg/L1500800900(6-9)180150110出水mg/L1002070(6-9)1520预处理效果最正确，可使脂肪颗粒粒径最大降到处理前的 603%。用细菌酶处理，细菌酶的使用量较多时才能到达明显的水解效果。但用碱性水解处理屠宰废水会导致 pH 值出现波动，难以控制，使后续生物氧化法工艺难以正常运行。2混凝处理混凝处理：常用的混凝剂有铝盐、铁盐等，其中采用聚合硫酸铁混凝处理屠宰废水效果较好。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。混凝法处理废水处理本钱低，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负荷4。2.2.2.2 生物法生物法：分为好氧生物处理及厌氧生物处理。好氧生物处理主要去处对象为废水中溶解的、胶体状态的有机污染物，其作用原理主要是通过微生物的代谢作用予以转化和稳定，到达无害化。厌氧生物处理是创造厌氧微生物所需要的营养条件和环境条件，利用厌氧微生物来分解废水中的有机物并产生甲烷和二氧化碳等末端产物。1活性污泥法活性污泥法：利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。其优点是曝气池内微生物、各环境要素分布均匀，传质效率高且投资省；但排泥量较大，污泥龄较短，不能满足高效硝化的需求，因此不能实现高效脱氮，且可能引起污泥膨胀等问题。2生物膜法生物膜法：生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，是利用附着生长于某些固体物外表的微生物即生物膜进行有机污水处理的方法。与活性污泥技术相比，生物膜法的主要优点有：较长的污泥龄，适于世代周期较长的硝化菌的生长；溶解氧在生物膜上呈梯度分布，为不同微生物生态结构和代谢提供了条件；污水处理效率高、占地面积相对较小、抗冲击性强。但生物填料易发生堵塞、氧接触效率低。2.2.3 厌氧工艺选择厌氧工艺选择厌氧生物处理法主要用于处理高浓度有机废水，利用厌氧微生物的代谢过程，在无需氧气的情况下把有机物转化为水和 CH4等无机物和少量的细胞物质，是一种低本钱的、可回收能源物质的处理技术。与好氧法相比，厌氧法在获得同样高的BOD 去除率条件下具有本钱低，产生的淤泥少、稳定、易脱水，占地面积小，操作方便，等优点。但常用的 UASB、AF、ASBR 等高效厌氧反响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高时，厌氧处理出水通常难以到达既定的排放标准。因此，厌氧处理一般需与好氧处理单元有机结合5。高效厌氧反响器通过强化传质和提高污泥浓度的高效厌氧反响器可在短时间内得到良好的去除效果，与传统厌氧消化池相比其优势表达在负荷能力高、水力停留时间短、占地小等方面。国内外应用于屠宰废水的主要工艺有6：上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧滤池AF 、厌氧折流反响器ABR，Anaerobic baffled Reacter 、厌氧流化床AFB 、厌氧固定膜反响器AFFR 、内循环反响器IC等。几种典型厌氧反响器情况比照见表 2-2。表表 2-2 几种典型厌氧反响器的特性比拟几种典型厌氧反响器的特性比拟反响器名称特 点不 足厌氧滤器厌氧滤器基于生物固定化原理，负荷比厌氧法高23 倍易堵塞，需要大量填料，本钱高厌氧流化床厌氧流化床惰性填料外表附着微生物来保持污泥，在水流和气流作用下，微粒状填料流态化，加速混合和传质，克服 AF 易堵塞的缺点难以保证稳定的流态化，需要单独的预酸化器和大量回流水来保证较高的上升流速，能耗大，本钱高UASB污泥颗粒化保证了高浓度的污泥，有机负荷高，水力停留时间短，无填料和污泥回流，无需搅拌装置，本钱低反响器内存在短流现象，初次启动时间长，三相别离器复杂ABR屡次折流，水利条件好；构造设计简单，不需特殊的气固液三相别离器；能在高负荷下有效地截留生物固体和进水中的SS；启动容易，能在不同条件和隔室中形成性能不同的颗粒污泥对于高浓度有机废水，第一格负荷过高，容易酸化ABR 反响器内设置假设干竖向导流板，将反响器分隔成串联的几个反响室，每个反响室都可视作一个相对独立的上流式污泥床系统，废水进入反响器后沿导流板上下折流前进，依次通过每个反响室的污泥床，废水中的有机基质通过与微生物充分的接触而得以去除。借助于废水流动和所产 CH4的上升作用，反响室中的污泥上下运动，但是由于导流板的阻挡和污泥自身的沉降性能，污泥在水平方向的流速极其缓慢，从而大量的厌氧污泥被截留在反响室中。图图 2-1 各种构造的各种构造的 ABR 反响器反响器ABR 反响器图 2-1运用挡板构造在反响器内形成多个独立的反响器，实现了分相多阶段缺氧，其流态以推流为主，对冲击负荷及进水中的有毒物质具有很好的缓冲适应能力，还具有不短流，不堵塞，无需搅拌和易启动的特点。ABR 反响器在结构上可看作是多个 UASB 的简单串联，但水流形态不同于 UASB 的完全混合式反响器，因上下折流板的阻挡和分隔作用使水流在不同隔室中呈完全混合态但整个反响在水平方向那么为推流态。这种流态保证了反响器的容积利用率，提高了处理效果，促进了运行的稳定性，且所需的反响器容积较单个完全混合式的反响器容积低。UASB 反响器与 ABR 反响器的比拟见图 2-3。ABR 反响器因具有结构简单、污泥截留能力强、稳定性高、对高浓度有机废水，特别是对有毒、难降解废水处理中有特殊的作用而引起了人们的广泛关注。表表 2-3 UASB 反响器与反响器与 ABR 反响器的比拟反响器的比拟UASB7ABR水利条件完全混合式流态完全混合与推流相结合的复合型流态生物固体截留能力进水悬浮物含量有限制40005000mg/L ，浓度过高会影响处理工艺，负荷上下会引起污泥流失或泥床堵塞，使其不能正常运行污泥与废水间混合接触良好，有利于污泥絮凝体的形成和生长，不易发生堵塞，折流板的设置为污泥的陈江和截留创造了良好条件颗粒污泥形成及微生物种群分布二者污泥颗粒的形成过程及条件是相似的，污泥颗粒的形成对于 UASB 工艺是关键，而对于 ABR 来说，不形成污泥颗粒也能获得良好的处理效果，且由于 ABR 反响器水利条件较 UASB 优越，只要条件适宜，污泥颗粒的形成和生长是十分快速的，且不同隔室内的微生物种群分布状况良好处理及运行效果随负荷变化而变化具有较高的抗冲击负荷能力8，具有良好的出理想和稳定的运行效果屠宰废水中的有机物主要为蛋白质和脂肪，属大分子长链有机物，通常难以被好氧菌直接利用，在其生物降解过程中，一般先通过酶的作用分解成氨基酸、碳水化合物等小分子有机物后才能被好氧菌利用。另外，高浓度有机废水直接采用好氧工艺去除全部的有机物时，因曝气而导致电耗本钱较高。因此，屠宰废水的生物处理工艺中，先有厌氧反响池对废水进行前期处理，再采用好氧单元进行后期生化处理，以增强生化处理效果，节省废水处理本钱。屠宰废水中同时含有大量 SS 和油脂，进入厌氧系统前进行预处理，否那么会降低厌氧反响速度和甲烷产量，甚至引起设备堵塞、污泥上浮等不良后果。鉴于屠宰废水自身的不同特征以及 ABR 反响器的优点，本设计采用 ABR 反响器作为屠宰废水的厌氧处理单元。2.2.4 好氧工艺的选择好氧工艺的选择屠宰废水的好氧生物处理工艺包括活性污泥法和接触氧化法两大类。活性污泥法是一种传统的污水处理方法，但接触氧化工艺具体设计参数尚不完善。二者在工艺上的最大差异是微生物所处的状态不同，前者是悬浮态而后者是固定态。后者曝气池内需要安装填料作为生物的载体，投资较高。目前，屠宰废水好氧生物处理所用的工艺多为传统活性污泥法、氧化沟法、SBR 工艺等。传统活性污泥法又称普通活性污泥法或推流式活性污泥法，系统由曝气池、二沉池和污泥回流管线及设备三局部组成。其主要优点有：a.处理效果好：BOD5去除率可达 9095%；b.对废水的处理程度比拟灵活，可根据要求进行调节。活性污泥法存在的主要问题有：a.为防止池首端形成厌氧状态，不宜采用过高的有机负荷，因而池容较大，占地面积较大；b.在池末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现象，会浪费动力费用；c.对冲击负荷的适应性较弱。氧化沟法是传统活性污泥法污水处理技术的改进，外形呈封闭环状沟，其特点是混合液在沟内不中断地循环流动，形成厌氧、缺氧和好氧段，且将传统的鼓风曝气改为外表机械曝气。氧化沟法除具有一般活性污泥法的优点外，还具有许多独特的特性：a.流程简化，一般不需设初沉池。氧化沟水力停留时间和污泥龄较长，有机物去除较为彻底，剩余污泥高度稳定，污泥一般不需厌氧消化。b氧化沟具有推流特性，因此沿池长方向具有溶解氧梯度，分别形成好氧、缺氧和厌氧区。通过合理设计和控制可使 N 和 P 得到较好地去除。c.具有净化程度高、耐冲击、运行稳定可靠、操作简单、运行管理方便、维修简单、投资少、能耗低等特点。主要缺点是占地面积相对较大。SBR 工艺是序列间歇式活性污泥法Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。其主要特征表达在运行上的有序和间歇操作。SBR 技术的核心是 SBR 反响池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。适应当前好氧生化处理工艺的开展趋势，简易、高效、低耗，广泛地应用于屠宰废水的处理中。该技术主要优点有：a.运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好；b.耐冲击负荷，池内滞留的处理水对污水有稀释、缓冲作用，能有效抵抗水量和有机污物的冲击；c.工艺流程简单、造价低，无二沉池和污泥回流设备，比普通活性污泥法可节省基建投资 30%，运行费用 1020%；d.不易发生污泥膨胀，具有较强的脱氮除磷能力；剩余污泥性质稳定，便于浓缩和脱水。该技术存在的缺点如下：a.自动化控制以设备、仪表要求较高；b.由于不设初沉池，易产生浮渣。CASSCyclic Activated Sludge System系统是连续进水周期循环曝气的活性污泥(无污泥回流系统图 2-2 ，是在 SBR 根底上开展起来的，是将 SBR 系统的反响池沿长度方向分为两局部，前部为生物选择区也称预反响区，后部为主反响区。在预反响区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大局部可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、pH 和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反响区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS 工艺运行过程包括充水-曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段组成，废水以推流方式运行。CASS 工艺集反响、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物那么处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而到达对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。CASS 工艺优点如下：a.工艺流程简单，占地面积小，投资较低；b.生化反响推动大，沉淀效果好；c.运行灵活，抗冲击能力强；d.不易发生污泥膨胀，剩余污泥量小且性质稳定。图图 2-2 CASS 反响池根本示意图反响池根本示意图 屠宰场排放废水存在水量变化大，难以满足连续流曝气池对水流稳定性的要求；易发生污泥膨胀；剩余污泥量大、处置费用高；难以满足脱氮要求的问题。因此使用普通活性污泥法处理屠宰废水效果难以达至既定的处理要求。本次设计中，待处理的屠宰废水流量较大，为 10000 t/d，综合考虑到处理效果、运行方式、设备、占地面积、投资本钱等因素，设计时采用 CASS 工艺作为好氧阶段的生化处理单元。2.2.5 ABR+CASS 工艺工艺本次设计中，厌氧段选择使用 ABR 反响器，利用 ABR 反响器推流与完全混合流相结合复合型流态的良好水利条件，在厌氧条件下将大分子有机物厌氧分解为小分子物质并放出生物能沼气，使得屠宰废水中局部 COD、BOD、氨氮、悬浮物等有效去除一局部，为后续好氧处理减轻一定的负荷。好氧段采用 CASS 工艺，经充水-曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段完成反硝化、硝化等反响，使小分子有机物在有氧条件下得到有效分解10。2.3 屠宰废水处理工艺设计屠宰废水处理工艺设计2.3.1 设计依据及标准设计依据及标准?中华人民共和国环境保护法?1989 年 12 月 ；?中华人民共和国水污染防治法?1996 年 5 月修正 ；?建设工程环境保护管理条例?1998 年 11 月 29 日 ；?污水综合排放标准?GB8978-1996 ；?室外排水设计标准?GB500142006 ；?肉类加工工业污染物排放标准?GB13457-92 ；?污水综合排放标准?GB89781996 ；?屠宰与肉类加工废水治理工程技术标准?HJ 2004-2021 ；?地表水环境质量标准?GH2B11999 ；?建筑制图标准?GB/T501042001 ；?结构制图标准?GB/T501052001 ；?给水排水制图标准?GB/T5010720012.3.2 设计原那么设计原那么1.一般工程设计应遵循以下原那么：1遵循国家有关环境保护法律、法规，遵守污染物排放的国家标准和地方标准；在实施重点污染物排放总量控制的区域内，须符合重点污染物排放总量控制要求。2选用的技术要先进、适用。在设计中要尽量采用先进的、成熟的、适用的技术，要符合我国国情，同时要积极吸收和引进国外先进技术和经验。采用新技术要经过试验，而且要有正式的技术鉴定。3废水处理设计应当在工业建设工程中采用能耗物耗小、污染物产生量少的清洁生产工艺。实现工业污染物的源头消减与控制。根据实际废水的组成，坚持综合利用，清污分流，合理确定设计规模。4经济合理原那么。在我国资源和财力条件下，使工程建设到达工程投资的目标，取得投资省、工期短、技术经济指标最正确的效果。5选用质量可靠、维修简便、能耗低的机电设备、专用设备和药剂，尽可能降低系统的运行费用。6废水处理要做到卫生平安，有效控制二次污染。2.根本原那么：1) 严格执行国家和地方环保、卫生和平安等法规，经处理后主要水质指标符合国家有关标准；2) 采用的水处理工艺既要表达技术先进、经济合理，又要成熟、平安可靠，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本钱。2.3.3 屠宰废水处理工艺流程屠宰废水处理工艺流程本次设计采用 ABR+CASS 工艺流程处理屠宰废水。废水先经格栅去除猪毛、内脏漂浮物等杂质，以防止管道和泵堵塞；再流入平流沉淀池，除去浮油和局部悬浮物后进入调节池调节水量、均化水质；然后由提升泵提升流入 ABR 池，在此通过厌氧微生物的产甲烷作用，将大局部有机物转化为可回收利用的生物能沼气，从而去除大局部有机物；ABR 池出水进入 CASS 池，通过好氧微生物的生化代谢作用以及 CASS 池独特的结构和间歇运行方式，完成反硝化、硝化以及 BOD 的生化降解，有效去除氨氮以及剩余有机物；出水经消毒池消毒后排放。沉淀池和生化池的剩余污泥经干化床自然干化后用作肥料或者外运后进行填埋处置。本设计选用的以 ABR 及 CASS 为主体的工艺流程如图 2-3：ABR池平流沉淀隔油池消毒池CASS池调节池格栅达标排放污泥浓缩池屠宰废水外运图图 2-3 ABR+CASS 工艺流程图工艺流程图2.4.4 工艺原理及流程说明工艺原理及流程说明1)格栅：由于屠宰废水含有大量的毛发和碎肉等物质，为防止后续构筑物、管道、水泵等堵塞，设置格栅以去除各种杂质和较大的悬浮物，减轻后续操作单元负荷。2)平流沉淀隔油池：经格栅后的废水油脂及有机悬浮物含量仍较高，采用隔油沉淀去除油脂以及大颗粒悬浮有机污染物。3)调节池：调节水位水量，为后续处理构筑物均匀配水，起缓冲作用。4)ABR 反响器：屠宰废水经过 ABR 反响器的不同隔室，利用良好水利条件与有机物进行充分、持久接触，进行厌氧反响。在厌氧微生物生物作用下污水中复杂大分子有机物先被厌氧菌胞外酶分解成可溶性小分子有机物，如粪便中的纤维素、淀粉等碳水化合物分解成糖类；脂肪、蛋白质等水解成氨基酸；溶解性有机物由兼性和专性厌氧菌转化成有机酸、醇、二氧化碳和各种低级有机酸及氢等，同时产生沼气。5)CASS 反响池：厌氧/缺氧/好氧过程交替运行，具有一定脱氮除磷效果，废水以推流方式运行，各反响区那么以完全混合的形式运行以实现同步硝化一反硝化和生物脱氮除磷，有机物在好氧微生物作用下有效分解，进一步降低废水污染物浓度。6)紫外消毒池：利用紫外线作用于微生物的 DNA，破坏 DNA 结构，使之失去繁殖和自我复制的功能从而到达杀菌消毒的目的，平安可靠，不会产生消毒副产物。7)污泥浓缩池：用于降低污泥含水率、减少污泥体积。第第 3 章章 主要构筑物及建筑物设计主要构筑物及建筑物设计设计流量为 10000 m3/d，总变化系数：0.112.7zKQ式中：Kz 总变化系数 Q 平均日平均时污水流量L/s ，处理量为 10000 m3/d 时：0.112.71.6010000 1000()86400zK 设计最大处理量为：33310000 1.6016000/666.7/0.185/maxQmdmhms取进水管的流速为 v=1.0 m3/s，那么进水管的截面积为：max20.1850.1851.0QSmv进水管管径：44 0.1850.493.14sdm由于城市污水流量的变化，所以设计进水管道为 500 mm。管道流速校核：max220.1850.943/ 43.14 0.5 / 4Qvm sd1格栅按栅条间净间距分：粗格栅保护型格栅 ，栅距大于 40 mm；中格栅：栅距 1525 mm；细格栅：栅距 410 mm11。格栅常规设置方法：a.一粗一中或一中一细二道格栅； b.一粗一中一细，三道格栅。2清渣方式：a 人工清渣：适合于小型污水处理厂，栅渣量小于或等于 0.2 m3/d 时采用，格栅安装角度以 3045 度为宜；b 机械清渣：适合于栅渣量大于 0.2 m3/d 时采用，有固定式清渣机、活动式清渣机适合于格栅的宽度大时使用回转耙式清渣机。格栅安装角度 6070 度；3栅渣量：栅渣量以每单位水量产渣量计。一般情况下，分粗细两道格栅，粗格栅的作用是拦截较大的悬浮物或漂浮物，以便保护水泵；细格栅的作用是拦截粗格栅未截留的悬浮物或漂浮物。被截留的物质称为栅渣。栅渣的含水率约为 7080%，容重约为 750 kg/m3。本设计采用一中一细两道格栅，设计参数整理如表 3-1：3.3.1 设计参数设计参数表表 3-1 格栅设计取值依据格栅设计取值依据重要参数的取值依据取 值安装倾角一般取 6070=60栅条间距宽：粗：40mm 中：1525mm 细：410mmb=20mm格栅受污染物阻塞时水头增大的倍数一般采用 3k=3h2栅渣量(m3/103m33.3.2 设计计算设计计算(1) 格栅设计12简图如下。图图 3-1 格栅结构示意图格栅结构示意图第一道格栅中格栅1栅条的间隙数maxsinQnbhv式中： Qmax最大设计流量，Qmax = 0.185 m3/s 格栅倾角，取 60 b栅条间隙，m，取 b0.020 mm n栅条间隙数，个 h栅前水深，m，取 h0.4m 取 36 个0.185sin6035.90.020 0.4 0.6n校核过栅流速：maxsin0.185 sin600.598/0.020 0.4 36Qvm sbhn2栅槽宽度设栅条宽度：=20=0.02 =Smmm b那么栅槽宽度： =1=0.0236-1 +0 02 36=142 B S nbnm（）.3进水渠道渐宽局部的长度进水渠宽，其渐宽局部开角度 a1=20max10.185=0.770.4 0.6QBhv 1111.420.77=0.89m2tan2tan20BBL4栅槽与出水渠道连接处的渐窄局部长度=212LL 0.890.45 2m5过栅水头损失10hkh20sin2gh式中： h1过栅水头损失，m h0计算水头损失，m g重力加速度，9.81m/s2 k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般 k=3 阻力系数，与栅条断面形状有关，当为迎水面为半圆4/3bS形断面时，4/321sin2gShkb 4/320.020.61.833sin600.0202 9.81 =0.087m6栅后槽总高度 设栅前渠道超高 h2=0.3m 12 =0.4+0.087+0.3=0.787Hhhhm 式中：H栅后槽总高度，m h栅前水深，m7栅前渠道深：12=0.4+0.3=0.7Hhh8栅槽总长度1120.5 1.0tanHLLL 0.70.89+0.45+0.5+1.0+tan60=3.24m9每日栅渣量 W 计算 在格栅间隙 20mm 的情况下，设栅渣量为每 1000m3污水产3栅渣。 max186400=1000zQWWK 0.185 0.07 86400=1.60 10003=0.69930.7/md，所以宜采用机械清渣。33=0.7/0.2/Wmdmd第二道格栅：1栅条的间隙数，同上，个36n 2栅槽宽度设栅条宽度：=10=0.01 , =16=0.016Smmm bmmm那么栅槽宽度： =1=0.0236-1 +0 016 36=1.276 B S nbnm（）.3进水渠道渐宽局部的长度进水渠宽，其渐宽局部开角度 a1=20max10.185=0.770.4 0.6QBhv=1112tanBBL1.2760.772tan20=0.6950.70mm4栅槽与出水渠道连接处的渐窄局部长度=212LL 0.700.35 2m5过栅水头损失10hkh20sin2gh式中过栅水头损失，m1h 计算水头损失，m0h 重力加速度，9.81m/s2g 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3k 阻力系数，与栅条断面形状有关，当为迎水面为半圆形断4/3bS面时，4/321sin2gShkb 4/320.020.61.833sin600.0162 9.81 =0.117m6栅后槽总高度 设栅前渠道超高 2=0.3hm12 =0.4+0.117+0.3=0.817Hhhhm 式中：H栅后槽总高度，m h栅前水深，m7栅前渠道深12=0.4+0.3=0.7Hhh8栅槽总长度1120.5 1.0tanHLLL 0.70.70+0.35+0.5+1.0+tan60 =2.95m9每日栅渣量 W 计算： 在格栅间隙 16mm 的情况下，设栅渣量为每 1000m3污水产3栅渣。max186400=1000zQWWK 0.185 0.10 86400=1.60 10003=0.9991.0/md，所以宜采用机械清渣。33=1.0/0.2/Wmdmd 格栅选择回转式格栅除污机两台。其技术参数见下表：表表3-3 GSLY-300 回转格栅除污机技术参数回转格栅除污机技术参数型号电机功率kw设备宽度mm设备总宽度mm耙齿节距mm沟深mm安装角度GSLY-300300880100153560753.4 泵房设计泵房设计污水泵房用于提升污水厂的污水，以保证污水能在后续处理构筑物内畅通的流动，它有机器间、集水池、格栅、辅助间等组成，机器间内设置水泵机组和有关附属设备，格栅和吸水管安装在集水池内，集水池还可以在一定程度上调节采水的不均匀性，以便水泵连续均匀工作，格栅作用是阻拦水中粗大的固体杂质，以防止杂物阻塞和损坏水泵，辅助间一般包括贮藏室、修理间、休息室等。污水泵站的特点：连续进水，水量较小，但变化幅度大；水中污杂物含量多，对周围环境的污染影响大。所以污水泵站应该使用适合污水的水泵和清污量大的格栅除污机，集水池要有足够的调蓄容积，水泵的运行时间长，应考虑备用泵；泵站的设计应尽量减少对环境的污染，站内要提供较好的管理、检修条件。1泵房形式选择条件1由于污水泵站一般为常年运转，大型泵站多为连续开泵，小型本站除连续开泵运转外，亦有定期开泵间断性运转，应选用自灌式泵房较方便。只有在特殊条件下才选用非自灌式泵房。2流量小于 2m3/s 时，常选用下圆上方形泵房，其设计和施工都有一定经验，故被广泛选用。3大流量的永久性污水泵站，选用矩形或组合型泵房，由于工艺布置合理，管理方便。4分建与合建式泵房的选用，一般自灌启动时应采用合建式泵房；非自灌启动或因地形地物受到一定限制时，可采用分建式泵房。5日污水量在 500 m3以下时，如某些仓库、铁路车站、或人数不多的单位、宿舍，选用较简便的小泵站。2泵房布置原那么1) 泵房内力求美观，管线简捷。2) 吸水管尽量不拐弯，以减少水头损失。3) 泵房内扬水管架高，以便管理与维修。4) 管线进出泵房设置导管，导管内设短管，以利于维修。5) 扬水管室内设在冰冻线以上，出泵房下降到冰冻线以下，且应考虑保暖。6) 考虑工作人员管理方便，泵房内应设值班室，配电室。7) 值班室，配电室在楼上，以改善工作人员的工作环境。8) 泵房内还应设置起吊设备。9) 主要机组的布置和通道宽度，应满足机电设备安装、运行和操作的要求。3集水池设计 全日制运行的污水泵房，集水池容积是根据工作水泵机组停车时启动备用机组所需的时间来计算的，也就是由水泵开停次数决定。当为人工管理时，每小时水泵开停次数不宜多于 3 次，当为自动控制是又电机性能决定。 小型污水泵房由于夜间流量小，通常在夜间停运，此种情况下集水池容积必须能偶容纳夜间流量。 集水池的容积在满足安装格栅、吸水管的要求、保证水泵工作是的水利条件及能够及时将流入的污水抽走的前提下，应尽量减小些，以降低造价，减轻污染物的沉积腐化。 集水池一般设有污泥斗，池底做成不小于 0.01 的斜坡，坡向泥斗。平台上应有供吊泥用的梁钩、滑车。 集水池与机器间合建时应做成封闭式，池内设通气管，通向池外，并将管口做成弯头或加罩，高出室外地面至少 0.5m，以防雨水或杂物入内。有条件是可在通气管上加生物填料的防臭措施13。3.4.1 水泵设计水泵设计本设计采用干式矩形半地下式合建式泵房，它具有布置紧凑、占地少、结构较省的特点。集水池和机器间由隔水墙分开，只有吸水管和叶轮浸没在水中，机器间经常保持枯燥，以利于对泵房的检修和保养，也可防止对轴承、管件、仪表的腐蚀。1流量确实定：33310000 1.6016000/666.7/0.185/maxQmdmhms本设计拟定选用 3 台泵2 用 1 备 ，那么每台泵的设计流量为：3= /2=0.185/2=0.0926/s=92.6 /Q QmL s2扬程的估算集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差：01=-( +/ - -)=45-(35+0.5 0.75-0.087-2)=11.71h hhDh D h Hm 其中： H集水池有效水深，m，取 H=2m； h0出水管提升后的水面高程，m，取 h0=45m； h1进水管管底高程，m，取 h1=35m； D进水管管径 mm，由设计任务书 D=500mm； h/D进水管充满度，由设计任务书 h/D=0.75； h经过粗格栅的水头损失，m，取 h=0.087。由于资料有限，出水管的水头损失只能估算，设总出水管管中心埋深 3 米，局部损失为沿线损失的 30%，那么泵房外管线水头损失为 0.56m。泵房内的管线水头损失假设为 1.5 米，考虑自由水头为 1 米，那么水头总扬程：HZ=1.5+0.56+11.71+1=14.71m。3.4.2 吸压水管路实际水头损失的计算吸压水管路实际水头损失的计算设计依据：1) 2.0m/s，安装要求有向水泵不断向上的坡度；2) 2.5m/s；3) 吸压水管实际水头损失不大于 2.5m/s。1由3，吸水管选用 DN=350mm 的铸铁管，压水管为 DN=300mm 的铸铁管： 2244 0.0926=0.963 /3.14 0.35Qvm sD吸2244 0.0926=1.311 /3.14 0.30Qvm sD压水泵进出口直径分别为 300mm，250mm：2244 0.0926=1.311 /3.14 0.30Qvm sD吸水口 2244 0.0926=1.887 /3.14 0.25Qvm sD压水口2吸水管路损失吸水管上有：一个喇叭口 Dg=1.5350=525mm ，1 =0.1；Dg350 的 90 弯头一个，2 =0.6；Dg350 的闸阀一个，3 =0.07；Dg350300 的偏心渐缩管一个，4 =0.19；吸水喇叭口流速：124 0.0926=0.428/3.14 0.525vm s22220.1 0.4280.600.070.190.9630.19 1.311=0.05822 9.81ivhmg局部设吸水管管长 3m，那么5.11=3=0.015m1000hi l 沿程吸水管总损失：10.0580.0150.073hm 3压水管路损失压水管上有：Dg300250 的渐缩管一个，1=0.25；Dg300 的截止阀一个，2 =3.0；Dg300 的闸阀一个，3 =0.07；Dg300 的 90 弯头两个，4 =0.59；压水喇叭口流速： =h局部gvi22220.25 1.8870.253.00.070.59 21.311=0.4402 9.81m设压水管管长 30m，那么10.4 30= =0.3121000hilm全程压水管总损失：20.4400.3120.752hm泵站内总水头损失：120.0730.7520.8252hhhmm水泵扬程校核:1.011.71 0.825 1.013.5415HHhmm静所选水泵扬程为 15m，能够满足水力输送的要求。3近期设计最大流量为 0.185m/s，设计扬程取 15m。选用三台潜污泵，二用一备。每台泵的流量为 0.0925m3/s，H=15m，查?污水处理厂工艺设计手册?：选用350WQ1000-12 型立式污水泵，其各项性能如下表：表表3-2 350WQ1000-12型污水泵型污水泵技术参数技术参数型号流量m3/h转速r/min扬程m功率kW效率%出水口直径 mm350WQ1000-1298015150553503.5 集水池集水池集水池形式集水池形式污水泵站的集水池宜采用敞开式，本工程设计的集水池与泵房和共建，属封闭式。3集水井容积按最大一台泵 6min 出流量计算，那么其容积为36 397.5=39.7560Vm有效水深取 1.5m，集水井的面积：239.75=26.51.5VFmh3.6 平流沉淀隔油池平流沉淀隔油池初沉池用作生化处理工艺的预处理单元，去除比重较大的悬浮固体物。1初沉池设计原那么13：初沉池的设计流量：(1)当污水自流进入时应按最大设计流量计算；(2)当污水由泵房替身进入时，应按水泵的最大组合流量计算。(3)初沉池的个数或分隔数不应少于 2 个，并应按并联方式设计。(4)当无实测资料时，参照下表：表表 3-4 沉淀池根本设计参数沉淀池根本设计参数沉淀池类型沉淀时间h外表水力负荷m3/(m2h)污泥量干物质g/人d 污泥含水率%初沉池14259597二沉池71999.29(5)初沉池的超高至少采用 0.3m。(6)当外表负荷一定时，有效水深和沉淀时间之比也是定值，即 H/t=q。一般而言沉淀时间不小于 1h，有效水深采用 24m。(7)初沉池的缓冲层高度一般采用 0.30.5m。(8)污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗不宜小于 60，圆斗不小于 55。(9)初沉池的污泥区容积一般按不大于 2 日的污泥量计算，采用机械排泥时按4h。(10)排泥管直径不小于 200mm。(11)初沉池的污泥一般采用静水压力排除，静水头不应小于 1.5m。(12)初沉池应设撇渣设施。(13)初沉池的入口和出口均应采取整流措施。(14)初沉池出水堰最大负荷不宜大于 2.9L/(sm)。(15)当每组初沉池有两个池以上时，为使每个池的入流量均等，应设置调节阀门，以调整流量。(16)排泥管一般采用铸铁管，在水面以下 1.52.0m 处接水平排出管，污泥由静水压力排出池外。废水从沉砂隔油池的一端流入，以较低的水平流速(26mm/s)流经池子，流动过程中，密度小于水的油粒上升到水面，密度大于水的颗粒杂质沉于池底，污水从沉砂隔油池的另一端流出。在沉砂隔油池的出水端设置集油管收集油污。为了及时排油及排除底泥，在大型沉砂隔油池应设置刮油刮泥机。刮油刮泥机的刮板移动速度一般应与池中流速相近，以减少对水流的影响。收集在排泥斗中的污泥由设在池底的排泥管借助静水压力排走。平流式沉砂隔油池外表一般设置盖板，除便于冬季保持浮渣的温度，从而保持它的流动性外，同时还可以防火与防雨。在寒冷地区还应在池内设置加温管，以便必要时加温。图图 3-2 平流式隔油池示意图平流式隔油池示意图平流式隔油池与平流式沉淀池在构造上根本相同，将二者功能融为一体，设计成一个池体见图 3-2 ，按平流式沉淀池计算：1沉淀区的外表积：=maxQAq 式中：A沉淀区外表积，m2 Qmax最大设计流量，m3/h q外表水力负荷，m3/(m23/(m23/(m2h) 3232/666.7/=333.35(2 0).mmmhm cA2沉淀区有效水深：2=hqt 式中：h2沉淀区有效水深，m t沉淀时间，初沉池一般取，二沉池一般取 1.54.0h，取 2.0h 沉淀区有效水深 h22=2.0 2.0=4hqtm3沉淀区有效容积： 2VAh 式中：V沉淀区有效容积，m3 32=333.35 4.0=1333.4VAhm4沉淀池长度：3.6Lvt 式中：L沉淀池长度，m 3.63.6 4.5 2.032.4Lvtm5沉淀区的总宽度： BABL 式中：B沉淀区的总宽度，m 333.35=10.2932.4ABmL 232.432.3=3.15 8.1810.294.0LLBh，设计的沉淀池长宽比根本满足要求。6沉淀隔油池总高： 12340.34.00.30.85.4Hhhhhm 式中：H沉淀隔油池的总高，m； h1超高，m，取 0.3m； h2有效水深，m； h3缓冲层高度，m，取 0.3m； h43.7 ABR 反响器的设计计算反响器的设计计算1隔室数的选择14隔室数的设置，应根据所处理废水的特点和所需到达的处理程度合理地设计一般而言，在处理低浓度废水时，不必将反响器分隔成很多隔室，以 34 个隔室为宜；而在处理高浓度废水时，宜将分隔数控制在 68 个，以保证反响器在高负荷条件下的复合流态特性。2上下流室宽度比的选择15,1617上流室宽度的设计与选取的上升流速有关，应尽量使反响器在一般 HRT 下处于较好的水力流态上流室与下流室的宽度之比常控制在 5:13:1。3折流板结构的选择折流板的折角，一般取 4560，折板要伸入上流室的中间，以利于均匀布水，防止沟流。至于折板距池底的高度，可通过水力计算得到一个比拟好的冲击速度，以利于后续隔室的进水。按有机负荷计算：0/VQSq按停留时间计算：VQHRT式中：V反响器有效容积，m3； Q废水流量，m3/d； S0进水有机物浓度，g COD/L 或 BOD5/L； q容积负荷，kg COD/m3d； HRT水力停留时间，d，取 9h考虑格栅，隔油沉淀池可去除局部有机物及 SS，取 COD，BOD5的去除率为20%，SS 的为 35%，那么此时的进水水质为：51500 (1 20%)1200/800 (1 20%)640/900 (1 35%)585/CODmg LBODmg LSSmg L进水浓度 COD 1500mg/L，COD 去除率按 80%18核算，参考屠宰废水设计容积负荷 q=2.04.0 kg COD/m3，取 q=3.0 kgCOD/m3。那么：按有机负荷计算反响器有效容积： 301200100000.81000=32003QSVmq按水力停留时间计算反响器有效容积： 39=10000375024VQHRTm取反响器有效容积 3750m3校核容积负荷 符合要求031200100000.81000/2.563750 /kgCOqQSD mdV取反响器实际容积 3750m3。设计为两个 ABR 反响器，那么单个反响器容积为：33750=187522iVVm 采用矩形池体。一般经济的反响器高度深度为 46m，本设计选择5.0m，超高 0.5m。反响器隔室设计如图