1、1 引言1.1 研究的目的和意義自從 1985年我國實施肉類食品經營放開政策后，肉類加工業的發展開始起飛。1986年，市場多渠道經營的模式不斷擴大，競爭激烈，國有肉類加工企業開始加速技術更新，加快產品結構改革，擴大精加工、深加工，大搞綜合利用，狠抓產品質量。目前，我國的肉類產量已居世界第一位 1 。屠宰業是我國出口創匯和保障供給的支柱產業之一 , 屠宰廢水來自牧畜、禽類、魚類宰殺加工 , 是我國最大的有機污染源之一。據調查 , 屠宰廢水的排放量約占全國工業廢水排放量的 6%2 。我國日宰生豬 500-5000頭的肉聯廠已不下 600個，肉類加工生產中藥排放大量的血污、油脂、油塊、毛、肉屑、內臟

2、雜物、未消化的石料和糞便等，水呈紅褐色并有明顯的腥臭味，富含蛋白質、油脂，含鹽量也較高。該類廢水因受淡、旺季和生產的非連續性影響，排放量變化較大。廢水的排放量逐年增加，廢水中還含有大量與人體健康有關的微生物 ?如果肉類加工廢水不經處理直接排放的話， 會對環境造成極大的危害。首先，肉類加工廢水中有大量的有機物， 直接排放入河流會消耗水中大量的溶解氧，造成大量水生物死亡；其次，這些有機物在水中進行厭氧分解，產生沼氣之類的惡臭氣體，危害環境。因此，必須對肉類加工廢水進行處理，使之達到國家法律規定的排放標準。1.2 肉類加工廢水的來源想要清晰認識肉類加工廢水，首先要了解什么是肉類加工，肉類加工就是豬、

3、牛等家畜或雞、鴨等家禽屠宰加工。廢水自然也就產生與其過程之中了，肉類加工廢水主要產生于屠宰工序和預備工序。 廢水主要產自圈欄沖洗、 宰前的淋洗和屠宰、放血、脫毛、解體、開膛劈片等工序，油脂提取、剔骨、切割以及副食品加工等工序也會排放一定量的廢水。此外，在肉類加工廠還有來自冷凍機房的冷卻水，車間衛生設備、洗衣房、辦公樓等排放的生活污水也算入肉類加工廢水之中3 。1.3 處理要求按照環保部門要求，本文按照污水按照水綜合排放標準第二時間段二級標準 COD150mg/L， BOD 30mg/L， SS150mg/L，油脂 20mg/L， pH=692 處理工藝路線的確定2.1 厭氧處理工藝的舉例厭氧生

4、物處理適用于高濃度有機廢水的處理，一般地, 厭氧生物處理CODC r濃度大于 1000mg/L 的中高濃度工業廢水具有優勢 4 , 可回收生物能 , 低能耗 , 容積負荷率高 , 對環境的要求低 , 剩余污泥穩定 , 產量為好氧系統的 1 /10 1 /6; 投資費用低、管理簡易 , 具有廣闊的應用潛力。 其處理技術包括許多方法， 如厭氧濾池、上流式厭氧污泥床 （UASB ），厭氧內循環反應器 （IC）等。其中以 UASB（ Up-flowAnaerobic Sludge Bed/Blanket）技術最為成熟， 它采用了滯留型厭氧生物處理技術，在底部有污泥床， 依靠進水和污泥的高效接觸提供高的

5、去除率，利用頂部三相分離器，達到氣、液、固三相分離的目的，使污泥停留在污泥床防止其流失5 。普通厭氧池處理屠宰廢水在美國和澳大利亞得到了廣泛的應用。 厭氧消化池處理屠宰廢水成本低，操作和維護簡便，有機物去除率高；但反應速率慢，水力停留時間長，占地面積大，對溫度要求高，低于 21攝氏度效率將降低，一旦低溫而癱瘓就很難恢復，因此不適合土地緊張或常年低溫的地方 6 。2.2 好氧處理工藝的舉例當廢水經過厭氧處理后，其可生化性就會降低，再用厭氧處理就不合適，這時就得用好氧處理廢水。 好氧處理工藝一般有活性污泥法和生物膜法。處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池，廢水進入曝氣池后，與活性污泥(含大量好氧微生

6、物 )混合，在人工充氧的條件下，活性污泥吸附并氧化分解廢水中的有機物，而污泥和水的分離則由沉淀池來完成。活性污泥法是當前污水處理領域應用最廣泛的技術之一。普通活性污泥法處理屠宰廢水很難達到處理要求, 普遍存在以下困難 7 : 屠宰場的水量變化大 , 難以滿足連續流曝氣池對水流穩定性的要求 ; 易發生污泥膨脹 ; 剩余污泥量大、 處置費用高 ; 難以滿足脫氮要求。 針對普通活性污泥法存在的問題 ,一些新的處理工藝開發并成功應用于屠宰廢水的處理。法SBR( Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)工藝適應當前好氧生化處理工藝的發展趨勢 ,

7、 簡易、高效、低耗 , 廣泛地應用于屠宰廢水的處理中。其主要優點有 8 :(1)流程簡單 , 無二沉池和污泥回流設備;9 。(2)比普通活性污泥法可節省基建投資30%、運行費用 10 20%;(3)不易發生污泥膨脹 , 具有較強的脫氮除磷能力 ; 剩余污泥性質穩定 , 便于濃縮和脫水 ;(4)耐沖擊負荷能力強氧化溝法氧化溝是活性污泥法的一種變型，其曝氣池呈封閉的溝渠型， 所以它在水力流態上不同于傳統的活性污泥法。目前應用較為廣泛的氧化溝類型包括帕斯韋爾(Pasveer)氧化溝 ?卡魯塞爾 (Carrousel)氧化溝 ?奧爾伯 (Orbal)氧化溝 ?T 型氧化溝仨溝式氧化溝 ?DE 型氧化溝

8、和一體化氧化溝 ?這些氧化溝由于在結構和運行上存在差異 , 因此各具特點法AB 法是生物吸附活性污泥法的簡稱,A 段污泥負荷可高達 2 6kgBOD 5 kgMLSS d , 對廢水主要起生物吸附作用 :而 B 段負荷較低 ,不大于0.3kgBOD 5kgMLSS d , 主要起生物氧化作用 10 。AB 法特別適用于屠宰廢水懸浮有機物濃度高、水質水量變化大的特點 , 一般不設初沉池 , 對 BOD5 、 CODcr、SS、P 和 NH3- N 的去除率一般高于常規活性污泥法 , 且可節省基建投資約 20%、節省能耗 15%左右 11 。好氧工藝UASB+ 好氧技術： USAB+ 好氧處理工藝

9、，其特點有：在 UASB 反應器中大部分有機物被去除，且 COD 去除率在 70以上， BOD 去除率在 80以上，降低了直接進行好氧處理的能耗；厭氧過程有機負荷高，水力停留時間短，且污泥產率低，從而可降低污泥處理費用； 好氧池進一步降解UASB 反應器出水中殘余的有機物； UASB 反應器占地面積小，可節省投資，整套工藝處理效率高，操作簡單，運行穩定。 UASB 其后可以生物接觸氧化、新型生物接觸氧化、A/O 工藝、氧化溝、 SBR 等 12。渦凹氣浮 -SBR 法CAF 渦凹氣浮 -SBR 法的特點 14 :（1）該工藝由機械格柵、沉淀、CAF 混凝氣浮、 SBR 好氧曝氣、過濾組成，為氣

10、浮 SBR 組合工藝，整個流程連續性強，操作簡便，運行費用低，工藝完善合理。（2）原水經過機械格柵去除大部分固體污染物，避免了大塊固體顆粒影響氣浮、曝氣工藝，大大降低了后續工段的壓力，再經機械過濾把關，保證了出水穩定達標。（3）CAF 氣浮系統操作彈性大，抗負荷沖擊能力強，出水穩定，對于污染物濃度較小的原水，僅采用CAF 系統即可滿足排放水質要求，可在一定時間內停運SBR 塔，節省運行費用。水解酸化 + 兩段 SBR 工藝水解酸化 +兩段 SBR 工藝處理屠宰廢水，具有工藝簡單、處理流程短、操作方便、投資省和運行費用低等優點，適合于肉類加工廠屠宰廢水處理。本工藝對廢水的水量及有機負荷的沖擊有較

11、好的緩沖能力，按設計的處理程序運行， 無污泥膨脹現象發生，系統工作穩定可靠。運行期間活性污泥性能良好，沒有發生污泥膨脹現象。水解酸化 +兩段 SBR 工藝的操作運行穩定、方便，對水量、水質負荷有較強的抗沖擊能力，對于處理水質、水量變化較大的屠宰廢水廠來說，是一種理想的選擇15。2.4 基本處理工藝路線的確定根據以上的分析，可以得知肉類加工廢水既有血污、油脂、蛋白等高BOD、COD 的有機物顆粒，也有碎骨、泥沙、毛等大顆粒的可生化性差的物質。所以我們可以首先去除大顆粒的物質和懸浮物，使廢水先通過格柵，去除大顆粒物質，然后再通過調節池去除大部分 SS，物理處理部分完成。再接著就是生化處理部分，肉類

12、及加工廢水 BOD 、COD 比較高，非常有利于生化處理。 根據廢水水質的不同，可采用厭氧與好氧相結合的方法 3 。本文采用 UASB+SBR 的方法處理廢水，該方法有以下優點：(1)在進水明渠上設格柵， 添加調節沉淀池， 可以防止肉類加工廢水的雜物造成泵和管道的堵塞 ,影響 UASB 池的處理效果。保證了系統正常運行。(2)在該設計中，上部排泥口兼作循環泵的吸水口，實現廢水循環。 廢水循環可稀釋高濃度的廢水、改善廢水和污泥的混合。(3)好氧工藝處理肉類加工廢水會產生大量剩余污泥。該設計中 ,SBR 池產生的剩余污泥可由污泥泵送入 UASB 池進行厭氧消化 ,整個系統產生的污泥由 UASB 池

13、定期排入集泥井 ,污泥經過濃縮脫水可作肥料 ?(4)UASB+SBR 工藝中絕大部分有機物由厭氧分解,能耗低 ?2.5 肉類廢水處理工藝流程該廠廢水處理工藝流程如圖曝氣廢水格柵預沉調節池UASB 池SBR 池排放污泥泥餅外運機械脫水間儲泥池污泥濃縮池集泥井圖 2.5廢水處理工藝流程3 廢水處理工程設計計算3.1 格柵的設計設計說明格柵安裝在廢水渠道的進口處，用于截留較大的懸浮物或漂浮物，主要對水泵起保護主用。另外，可以減輕后續構筑物的處理負荷。由于處理水量不是很大，柵渣可用人工清除。設計參數：取中格柵；柵條間隙 e=10mm；柵前水深 h=0.4；過柵流速 v=0.6m/s；安裝傾角=45。3

14、33設計計算圖 3.1格柵設計計算草圖(1)柵條間隙數（ n）Q sinnehv(式 3.1)0.050sin 450.010.417.510.6取 n=18 條。(2)柵槽有效寬度（ B）設計采用20 圓鋼為柵條，即S=0.02mB S n 1 en(式 3.2)0.02(171)0.01170.49 m(3)進水渠道漸寬部分長度設進水渠道內的流速為0.5m/s，進水渠道寬取B1=0.175，漸寬部分展開角1 =20。L1B B12 tan 1(式 3.3 )0.490.1752tan 200.43m(4)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2L12(式 3.4)0.215m(5)過柵水頭損

15、失k=31.79v=0.6m/s4 / 3h1 kSvsin ae2 g(式 3.5 )4/ 331.790.020.62sin 45 0.1760.0129.8(6)柵槽總高度（ H）取柵前渠道超高h20.3m ，柵前槽高 H 1hh20.7mH=h+h1+ h2=0.4+0.176+0.3=0.876m(7)柵槽總長度（ L ）LL1L20.5 1.0H 10.43 0.215 0.5 1.00.72.845mtan 45tan 45(8)每日柵渣取 W10.06m3 /103 m3 K 21.5QW186400WK 21000(式 3.6)0.050 0.06 864000.17m3 /

16、 d （可采用人工清渣）1.51000式中： Q設計流量， m3/s；W1 柵渣量，取0.10.01，粗格柵取小值，細格柵取大值，中格柵取中值。3.2 集水井設計說明由于工業廢水排放的不連續性， 為了避免地基處理的難度， 調節沉淀池的設在地上，所以在調節沉淀池之前和格柵之后設一集水井， 其大小主要取決于提升水泵的能力，目的是防止水泵頻繁啟動。以延長水泵的使用壽命。具體設計時要選取適當的設計參數及合適的水泵型號，已達到要求。設計計算（1）參數選取水力停留時間 HRT=2h；集水井的有效水深 h=4.5m；水面超高取 0.5m （2）計算集水井的有效容積V Q T(式 3.7)4300 24 2

17、358 m3 h集水井的高度H4.50.55m集水井的面積A V h(式 3.8)358 4.579.6m2集水井的尺寸為LBH875m3（3）提升泵的選取提升流量 Q=358 m3/h揚程 H=15m選 150WQ200-15-22 型潛水排污泵3.3 調節沉淀池設計說明工業廢水的水量和水質隨時間的變化幅度較大。 為了保證后續構筑物或設備的正常運行，需對廢水的水量和水質進行調節。 由于廢水中的懸浮物 （SS）濃度較高，此調節池也具有沉淀池的作用。 該池設計有沉淀池的污泥斗， 有足夠的水力停留時間保證后續構筑物能連續運行。 其均質主要靠池側的沿程進水， 使同時進入池的廢水轉變為前后進水，以達到與不同時序的廢水相混合的目的。設計計算圖 3.2 調節池沉淀池設計計算草圖（1）參數選取水力停留時間 T=8h；設計流量 Q4300 m3 d179.2m3 h0.050 m 3 s表 3.1調節沉淀池進出水狀況CODBODSS油脂進水水質（ mg/L ）1300600800240去除率 %10106068出水水質（ mg/L ）117054034082（2）設計計算1池子尺寸池有效容積VQT179.281434m3取池總高 H5.5m ，其中超高0.5m，有效水深h 5m ；則池面積 AV h 1434 5287300m2池長取 L 25m ，池寬取 B12m；池子的總尺寸為 L BH2