150m3/D屠宰廢水處理方案

第一章 工程概況

一、工程名稱

　　屠宰場廠廢水處理項目

二 、設計單位

　　山東基旭環境工程有限公司

三、工程概況

　　屠宰過程中將產生一定量的廢水,廢水主要來自屠宰后清洗、解體沖洗、內臟清洗和地面沖洗以及糞便廢水等廢水。廢水中含有大量的有機物質，主要成分：動物糞便、血液、動物內臟雜物、禽毛、碎皮肉和油脂等有機物，屬于高濃度有機廢水。廢水呈褐紅色，具有較強的腥臭味。這些廢水中的脂肪、蛋白質等物質不經過處理，直接排入水體，將對其周圍水體造成嚴重富營養化，嚴重破壞水體的自盡能力,造成水體發黑變臭，影響環境和農業灌溉。屠宰場為了正常生產和持續發展，保護周圍水體環境，非常重視廢水污染環境問題，決心對廢水進行治理，并委托我公司制訂治理方案。我公司針對該屠宰場廢水性質和排放要求，從降低污水處理工程造價和運行成本目標出發，采用先進廢水治理技術和設備。本著此原則擬定了本治理方案文件，供企業和有關部門領導審議。

 

第二章 設計水量水質及處理要求

一、設計水量

　　根據業主單位要求污水日處理量為150m3/d,每天按照20小時計算，每小時廢水量為7.5m3/h。

二、進水水質指標

　　根據甲方提供水質數據，參照同行業內廢水的水質特性做參考,確定設計廢水水質如下: 

項目	進水指標	出水指標
PH	6-9	6～9
CODcr	4000mg/L	500mg/L
BOD5	600～700mg/L	300mg/L
SS	500mg/L	400mg/L
氨氮	30-80 mg/L	25mg/L
油脂	300	1
大腸菌群	3x1012（個/L）	1000（個/L）

 

第三章 污水處理系統工藝

一、設計原則

a 污水處理系統設計原則

　　1、認真貫徹國家關于環境保護工作的方針和政策，使設計符合國家的有關法規、規范、標準。

　　2、綜合考慮廢水水質、水量的特征，選用的工藝流程技術先進、穩妥可靠、經濟合理、運轉靈活、安全適用。

　　3、污水處理系統平面布置力求緊湊，減少占地和投資。

　　4、妥善處置污水處理過程中產生的污泥和其它柵渣、沉淀物，避免造成二次污染。

　　5、 污水處理過程中的自動控制，力求管理方便、安全可靠、經濟實用。

　　6、高程布置上應盡量采用立體布局，充分利用地下空間。平面布置上要緊湊，以節省用地。

　　7、嚴格按照廠方界定條件進行設計，適應項目實際情況要求。

b泥處理系統設計原則

　　1、系統產生的污泥經濃縮脫水后運輸至垃圾填埋場處理。

　　2、工藝設計盡量減少系統污泥產生。

二、廢水屬性分析及工藝路線的確定

　　2.1廢水屬性分析

　　屠宰廢水含有大量的污血、油塊和油脂、毛、肉屑、骨屑、內臟雜物、未消化的食物和糞便等污染物，帶有令人不適的血紅色和使人厭惡的血腥味。

　　屠宰廢水是一種高濃度有機污染廢水，成分復雜。屠宰廢水具有以下特點：

　　1、具有一定血紅色，主要是由血造成；

　　2、具有血腥味，主要是由雞血和蛋白質分解造成；

　　3、含有大量的懸浮物，主要由雞鴨毛、肉屑、骨屑、內臟雜物、未消化的食化和糞便等形成；

　　4、含有較高動物油脂；

　　5、含有大量大腸桿菌群。

　　根據廢水特點及處理出水要求，該廢水處理工藝采用物化+生化處理工藝是必需的。廢水CODcr與色度較高，廢水中油脂濃度超過40mg/l時，油脂粘附于生物膜表面，阻斷廢水與生物膜的接觸，使生化去除效率下降；廢水中含有的大量毛、肉屑、骨屑、內臟雜物、未消化的食化和糞便等也不易生化，因此該廢水必需采取必要的預處理及物化處理，盡量降低進入生物處理構筑物的懸浮物和油脂含量，再進行生化處理，確保生化處理的正常運行。屠宰廢水除了濃度高，色度高外，還有氨氮，總磷超標比較難處理，因此在設計過程中應該考慮到它們的去除。

2.2工藝路線分析

　　根據廢水特點及處理出水要求，該廢水處理工藝采用物化+生化處理+過濾消毒工藝是必要的。廢水COD和色度較高，主要是廢水中糞便濃度過高所致，大量糞便的存在影響后續污水的處理，使生化去除率下降；廢水中含有大量毛、殘留飼料、雜物等也不易生化，因此該廢水必須采用必要的預處理及物化處理，盡量降低進入生物處理構筑物的懸浮物，再進行生化處理的正常運行。

2.3廢水的預處理

　　屠宰廢水的預處理是整個系統能否有效運行的關鍵。該廢水中固體懸浮物（SS）高達200-1000mg/L，該類懸浮物屬易腐化的有機物，必須在進入處理系統前加以攔截，以防止后續管道、設備的堵塞，延長設備的使用壽命，同時可避免懸浮固體有機質腐化成為溶解性有機質，導致廢水CODcr、BOD5濃度升高。

　　常用的預處理方法很多，主要包括：過濾、沉砂、沉淀、混凝沉淀、調節、氣浮等?？紤]到本工程的水質特點，預處理工藝采用格柵、固液分離機、調節池、氣浮機相結合的工藝。

　　廢水首先經過格柵進入處理系統，格柵可以去除廢水中較大粒徑的懸浮物、漂浮物、毛、等雜質，出水進入隔油池，隔油池即可以對水量及水質進行調節，又可以去除浮油。隔油池出水由提升泵提升至固液分離機，固液分離是一種機械過濾的方法。它適用于把液體中存在的微小懸浮物質（漿料、纖維、糞便）最大限度地分離出來，實現固、液兩相分離的目的。固液分離與其它方法的區別在于過濾介質空隙特別小，借助篩網回轉的離心力，在較低的水力阻力下，具有較高流速性，截留住懸浮固體。

　　本設備是針對現有微濾機易堵塞、易破損、維修維護工作量大、二次投資多等問題專門研制的，是適用于廢水處理的最佳實用設備之一。

　　該設備是吸收新西蘭萬全機技術，針對我國國情開發的一種新型固液分離機。它廣泛適用于需進行固液分離的各種場合，如城市生活污水、造紙、食品、紡織、印染、化工污水等的過濾。

　　經過固液分離機處理后，廢水中的懸浮物大大降低，給后續處理創造了條件。固液分離機出渣進入渣漿池，出水進入集水池，集水池經過泵送入高效氣浮機。

　　氣浮采用一元化氣浮裝置，它由池體，溶氣罐、空壓機及回流水泵組成，由一個電控箱進行控制操作。廢水中有大量的細小懸浮物及油脂，通過氣浮裝置的處理可大大降低上述污染物濃度，在氣浮設備工作時加入高分子絮凝劑，廢水經加藥反應后進入氣浮機內，與通過釋放器釋放的氣泡充分混合接觸，使水中的絮凝體粘附在微小氣泡上，釋放的氣泡平均直徑Φ30um左右，絮體浮向水面形成浮渣，浮渣聚集到一定厚度后，由刮渣機刮入氣浮泥槽道送到污泥濃縮池，氣浮機下層的清水一部分經溶氣泵抽送供溶氣水使用，剩余的清水通過溢流管進入后續處理單元。氣浮能夠去除80—90%的懸浮物和40—70%的CODcr。同時，由于在氣浮池內加入了混凝劑，與廢水中的磷酸鹽反應，生成更難溶于水的鹽類，從而將廢水中的磷較好的去除，減少了后續除磷處理單元的負荷。

2.4二級處理工藝的選擇

2.4.1厭氧部分工藝的選擇

　　屠宰廢水中的有機物主要為蛋白質和脂肪，難以被一般的好氧菌直接利用，其生物降解過程中一般是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，然后方可被好氧菌直接利用。另外，本廢水的污染物濃度較高，直接用好氧工藝去除全部的有機物將消耗大量的電能，勢必增加系統的運行費用。為了節省運行成本，選擇一種既要處理效果好，又要節省運行成本的工藝是非常重要的。在屠宰廢水處理中常用的厭氧方法有完全厭氧和不完全厭氧即水解酸化，水解酸化是完全厭氧的主要階段。完整的厭氧過程分為水解、酸化、產乙酸和產甲烷四個階段。在水解階段，高分子有機物被細菌胞外酶分解為能夠溶解于水并能夠透過細胞膜的小分子物質；在酸化階段，水解后的小分子物質在酸化菌的細胞內轉化為更簡單的化合物并分泌至細胞外；在產乙酸階段，水解酸化階段的產物被產乙酸菌進一步轉化為乙酸、氫氣、二氧化碳以及新的細胞物質；在甲烷化階段，產乙酸階段產生的乙酸、氫氣、碳酸以及甲酸、甲醇等被轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。完全厭氧工藝對高濃度有機廢水的處理具有容積負荷高、去除效果明顯、抗沖擊能力強、產甲烷菌活性強、污泥濃度高的優勢。但是完全厭氧工藝的條件要求比較嚴格，如廢水需達到一定溫度（中溫消化為35—38℃）、反應器內的PH值必須保持在一定的水平、必須具有有效的三項分離器、必須具有顆粒污泥或高濃度厭氧污泥等。同時 在完全厭氧反應過程中產生大量的沼氣，針對于本項目的廢水類型，產生的沼氣存在臭味、腐蝕性和易爆炸等問題，若管理、處理不善，會危及管理人員及周圍居民的安全。

　　水解酸化工藝在高濃度有機廢水的處理中是應用最多的形式，是通過控制水力停留時間及水中溶解氧的濃度，將生物的厭氧過程控制在水解及酸化階段，不要求進入產乙酸和產甲烷階段，從而縮短了反應的進程和時間。其主要的優勢在于能夠去除較多的有機物、降解分子量大和碳鏈較長的物質、提高進水的可生化性，同時由于其不進入產甲烷階段，對環境條件的要求較低，能夠抵抗一定的水質和水量的沖擊負荷，同時水解酸化反應在厭氧和缺氧條件下都能夠發生，對反應池的結構形式要求較低。水解酸化是將厭氧過程控制在水解和酸化階段即可，因此水解酸化反應池的停留時間短，反應池內的優勢菌群為水解酸化菌，少數為乙酸菌和產甲烷菌。另外，水解酸化工藝不進入產甲烷階段，產生的少量氣體可直接排入大氣中，不會對人體和周圍環境產生較大的影響。

　　因此，從運行穩定、管理方便安全、經濟性等角度考慮，水解酸化工藝優于完全厭氧工藝。

2.4.2好氧部分工藝的選擇

　　該項目有機廢水處理后達到《綜合排放排放標準》(GB18918-2002)一級標準，最后選用好氧生物處理工藝是最常用、最有效、運行成本最低廉的工藝。對于屠宰和肉類加工廢水來講，國內外運用比較多的好氧生物處理工藝有A2O、SBR、接觸氧化等工藝?，F將幾種方法 的優缺點進行比較，確定適合本工程的處理工藝。

　　A2O工藝即厭氧-缺氧-好氧工藝，該工藝的生物處理構筑物分為三部分，即厭氧池、缺氧池和好氧池，在三個池內分別生長著不同的優勢菌群，分別去除不同的污染物，去除效率相對較高，同時由于污泥依次經過厭氧、缺氧和好氧的條件，不易發生膨脹。但是A2O工藝需要在好氧池與缺氧池之間以及二沉池與厭氧池設置兩套污泥回流系統，以實現廢水的脫氮除磷作用，所需的設備較多、維護管理工作量大。同時A2O工藝的污泥有機負荷低、池體容積很大。

　　SBR工藝是一種間歇式的活性污泥系統，其基本特征是在同一反應池內的不同時段實現不同有機物的去除。單個SBR池運行包括進水、反應、沉淀、出水和閑置5個基本工序，周而復始的循環運行。該工藝不需另設二沉池和污泥回流設備，工藝流程簡單、處理效果良好。但是由于SBR反應池水位不恒定，反應池容積利用率較低。當幾個SBR反應池并聯運行時，每個反應池在不同的時間內分別充當調節池、曝氣池、沉淀池，每個反應池內均需設有一套曝氣系統、潷水系統等相應設備，而各池是交替運行的，因此設備利用率也較低。另外由于SBR工藝為間歇運行，其控制系統依賴于計算機，對設備儀表和自控系統的可靠性要求較高，有時需使用進口設備，將增加設備的總體造價。

　　接觸氧化法是一種好氧生物膜法工藝，微生物以生物膜形式及懸浮態生長于水中，因此它兼具活性污泥及生物濾池二者的特點。池內設置立體彈性填料和曝氣管路系統，并于曝氣管路系統上安裝微孔曝氣器。彈性填料由拉毛的PP材質的絲條和絞繩制成，呈圓形毛刷狀，

　　比表面積大，能附著大量的微生物（生物膜）。該填料掛膜快，脫膜容易,運行時絲條對空氣泡能起到極好的切割作用，使大氣泡切割成小氣泡，可增加氣液接觸面積，促進氧的傳遞，從而提高處理效果。微孔曝氣器強度高，不易損壞，布氣均勻，阻力損失小，抗腐蝕，氧的利用率高達15%以上，與彈性填料配合使用，可達到較大的節能效果。因為填料的比表面積大，池內氧的利用率高，具有較高的容積負荷，而且耐沖擊；生物接觸氧化池不需要污泥回流系統，不存在污泥膨脹問題，運行管理方便；生物接觸氧化池內生物固體量多，當有機容積負荷較高時，其F/M可以保持在一定水平上。在生物接觸氧化池有機碳水化合物最終被分解成CO2和H2O。

2.4.3氮的去除

　　中國目前的水體富營養化問題日益突出，而引起富營養化的元素主要為氮、磷等，另外國家及地方制定的各項排水標準中均對氮磷的排放量做了明確的規定，因此在廢水處理設計中必須考慮氮磷的去除。

　　有機工業廢水的脫氮處理一般采用生物法脫氮，其原理是在好氧條件下，廢水中的有機氮和氨態氮被硝化菌轉化為亞硝態氮和硝態氮，之后在無氧條件下，亞硝態氮和硝態氮被反硝化菌轉化為氮氣，前一階段稱為硝化反應，后一階段稱為反硝化反應。本項目廢水處理脫氮的主要途徑為在接觸氧化池填料生物膜表面的好氧環境發生硝化反應，而在填料生物膜內部則為缺氧環境，發生反硝化反應，從而實現同步硝化反硝化脫氮。

　　影響生物脫氮效率的因素主要是溫度、溶解氧、pH值以及反硝化碳源；生物脫氮系統中，硝化菌增長速度較緩慢，所以，要有足夠的污泥齡，也就是要求系統必須維持在較低的污泥負荷條件下進行，才可達到硝化的目的。反硝化則需在缺氧條件下進行，并且要在有充裕的碳源提供能量的情況下，才可促使反硝化作用順利進行。

　　根據以上分析，要求在去除BOD5的同時能實現脫氮的功能，生化處理系統中必須具有缺氧和好氧的單元，只有這兩個單元的有機組合才可以達到去除BOD5和N的功能。

2.4.4磷的去除

　　廢水中磷的去除方法主要為化學法、生物法及兩者相結合的方法?；瘜W法的原理是向廢水中加入鋁鹽、鐵鹽等化學物質，通過化學反應形成磷酸鹽沉淀，從而實現除磷。生物法則是活性污泥的聚磷菌在厭氧條件下，將體內積聚的磷排放在水中，之后在好氧條件下，從廢水中吸收過量的磷形成含磷污泥，并最終以剩余污泥的形式將磷排出系統，從而實現廢水的除磷目的。在本項目中，磷的去除采用化學法與生物法相結合的形式，即：在預處理階段，由于在氣浮池加入一定量的鋁鹽或鐵鹽，可以去除進水中大部分的磷，同時在水解酸化階段原水和污泥中的聚磷菌在厭氧條件下釋放磷，在接觸氧化池內聚磷菌在好氧條件下又可過量吸收磷，吸收了過量磷的剩余污泥排入濃縮池，之后進行脫水外運，從而實現了生物除磷。

2.4.5污泥處理

　　廢水生物處理過程中將產生一定量的生物污泥，其含水率高，容積大，不便于輸送與處置；同時還含有大量有機物，使污泥容易腐化發臭，此外，污泥還含有一些有毒有害物質（如寄生蟲卵，病源微生物，重金屬離子等），若不妥善處理和處置，將造成二次污染。

　　污泥處理的要求是采取一定的措施使其穩定化，減少污泥中的有機物含量，使之得到穩定，防止均能達到80%以下?？刹捎萌缦聝煞N方案：

一 污泥定點堆放干化積肥；

二 污泥重力濃縮、機械脫水。

　　針對本工程的基本情況，采用的是生物膜處理工藝，污泥產生量較少，因此，采用一般的污泥定點堆放干化積肥對污泥進行處理即可。一般的機械脫水方式包括帶式帶式壓濾機和離心脫水機兩種，但是采用帶式壓濾機耗水量很大，每小時要十幾噸水，用來沖洗濾帶。而采用離心脫水機電力消耗過大，造成處理成本的增加。因此，針對本工程的基本情況，本方案中采用污泥池存儲定期外運堆肥發酵對污泥進行處理。

　　污泥的最終處置，目前我國污水處理后產生的污泥大都經無害化處理后用于農田，借以改良農田的土壤。本工程的污泥主要為糞便和處理后的污泥，經過發酵處理后可以還田。

2.4.6消毒工藝的選擇

　　廢水處理后都必須經過嚴格的消毒手段，以避免水體、綠地滋生各種細菌、大腸桿菌等，因此出水水質必須達到相應的衛生指標，以殺滅水中所含菌類。目前水的消毒方法大至可以分為三類：加氯消毒、紫外線消毒和臭氧消毒。

A、加氯消毒

　　加氯消毒是比較傳統的消毒方式，通過投加次氯酸鈉或液氯的方式，達到殺毒滅菌的目的，并可以保持一定的余氯使得消毒過的水在一定時間內仍具有消毒的作用。

B、臭氧消毒

　　臭氧消毒是近些年新興起來的消毒方式，不少歐美國家采用這種消毒方式。臭氧消毒時間短，效果好，制作過程較簡單，只需要用純氧或者空氣為氣源經過高壓放電反應產生臭氧氣體。但臭氧發生器設備的制造要求和安全操作要求非常高，因為臭氧可以在低濃度下對人體造成很大傷害，且設備容易老化和漏氣。廢水處理后的出水中不僅含有很多菌類，還含有一些沒處理完全的有機物，這些有機物也有可能消耗部分臭氧，或者完全分解，或者變成中間產物，而有機物被臭氧氧化后的很多中間產物具有很高的毒性，有可能對受納水體產生副作用，因此不予采用。

C、紫外線消毒

　　紫外線消毒是一種物理消毒方法，其作用并不是殺死微生物，而是去掉其繁殖能力，對其進行滅活，原理主要是用紫外光摧毀微生物的遺傳物質核酸（DNA或RNA），使其不能進行分裂復制。除此之外，紫外線還可引起微生物其它結構的破壞。微生物不能在人體內復制繁殖，就會自然死亡或被免疫系統消滅，從而不會對生物體造成危害。

　　紫外線消毒技術作為物理消毒方式，運行維護安全、簡便、消毒時間短（一般為1～10S），無需接觸池，占地小，結構簡單，設備安裝快，消毒效果不受水體pH和溫度影響，但污水經紫外線消毒后沒有余氯的產生。

　　根據對上述各種消毒工藝的分析比較，考慮到本工程中用于中水回用的出水水質對余氯有一定的要求，本工程中消毒工藝最終選擇采用投加次氯酸鈉的消毒工藝。

2.5工藝路線的確定

經過上述比較，最終工藝路線如下圖所示：

擬定污水處理工藝流程：

 

注：生化處理一體機包括水解酸化池、好氧池、斜管沉淀池、消毒池、污泥池組成，風機至于設備外風機房內。

三、污染物指標去除措施

　　本方案中主要污染物的去除措施如下：

　　CODcr/BOD5的去除：主要由氣浮機和生化處理一體機處理達到去除CODcr/BOD5的目的。

　　SS的去除：主要通過固液分離機和氣浮機處理達到去除SS的目的，后續設置過濾池去除。

　　大腸桿菌群：投加次氯酸鈉。

　　油脂：氣浮機處理。

　　NH3-N的去除：主要通過生化時的硝化及反硝化作用達到去除NH3-N的目的。