基本概況

2.1水質(zhì)簡(jiǎn)介

生產(chǎn)工藝

肉鴨屠宰主要包括宰前淋浴、屠宰、燙毛、除毛、剖解、冷凍等過(guò)程。

廢水來(lái)源

肉類(lèi)加工工業(yè)廢水主要來(lái)自；宰前飼養場(chǎng)排放的畜糞沖洗水；屠宰車(chē)間排放的含血污和畜糞的地面沖洗水；燙毛時(shí)排放的含大量羽毛的高溫水；剖解車(chē)間排放的含腸胃內容物的廢水。此外，還有來(lái)自冷凍機房的冷卻水和來(lái)自車(chē)間衛生設備、鍋爐、辦公樓等排放的生活污水。

2.1.3水質(zhì)特點(diǎn)

肉鴨屠宰廢水中含有大量的血污、油脂、毛、肉屑、動(dòng)物糞便等。它具有水量較大、排水不均勻、濃度較高、雜質(zhì)和懸浮物多、可生化性好等特點(diǎn)。另外它與其他高濃度有機廢水的最大不同在于它的NH₃-N、TN及TP濃度較高，因此在工藝設計中應充分考慮以上指標對廢水處理造成的影響。

2.2設計水質(zhì)水量

設計水量

根據廠(chǎng)方提供的水量資料，現有污水處理系統最大處理能力1000m3/d，要求改造處理能力達到2000m3/d，設計按每天24小時(shí)連續運行計算，則設計處理量為85m³/h 

2.2.2設計進(jìn)水水質(zhì)

根據同類(lèi)企業(yè)所排放水質(zhì)數據，確定設計進(jìn)水水質(zhì)如下所示：

表2-1設計進(jìn)水水質(zhì)

說(shuō)明：進(jìn)水指標以均質(zhì)后計

設計出水水質(zhì)

要求處理后廢水水質(zhì)達到COD_cr≤50mg/L，NH₃-N≤5mg/L。

工藝選擇

3.1工藝選擇的原則

作為企業(yè)基礎設施的重要組成部分和水污染控制的關(guān)鍵環(huán)節，廢水處理工程的建設和運行意義重大。由于廢水處理工程的建設和運行不但耗資較大，而且受多種因素的制約和影響，其中處理工藝方案的優(yōu)化選擇對確保處理站的運行性能和降低費用最為關(guān)鍵，因此有必要根據確定的標準和一般原則，從整體優(yōu)化的觀(guān)念出發(fā)，結合設計規模、廢水水質(zhì)特性以及當地的實(shí)際條件和要求，選擇切實(shí)可行且經(jīng)濟合理的方案，經(jīng)全面經(jīng)濟技術(shù)比較后優(yōu)選出最佳的總體工藝方案和實(shí)施方式。

在廢水處理工程的總體工藝方案確定中，將遵循以下原則：

（一）處理效果穩定可靠

（二）工藝控制調節靈活

（三）工程實(shí)施切實(shí)可行

（四）運行維護管理方便

（五）投資運行費用節省

（六）整體工藝協(xié)調優(yōu)化

3.2項目現狀

1、處理工藝：調節池+厭氧池+曝氣池+沉淀池。

2、厭氧池：16×5×5.8m，4格，有效容積1600m³；

   好氧池：9.76×6.5×5.8m，8格，有效容積2500m³；

   沉淀池：6×4.88×5.5m，4格，表面積117.12m²；

目前最大處理能力為1000 m³/d；

3、存在問(wèn)題：

（1）缺少必要的預處理單元，油脂和懸浮物未經(jīng)去除進(jìn)入系統，導致生化系統處理能力受限，出水懸浮物及COD_cr等均超標；

（2）生化系統不完善，缺少混合液回流系統，缺少氨氮降解的反硝化過(guò)程，出水氨氮超標；

（3）整體工藝采用厭氧+好氧工藝，厭氧池進(jìn)出水經(jīng)過(guò)水孔實(shí)現，容易形成短流，無(wú)泥床攪拌設施，污泥沉降導致處理效率極低；

（4）好氧池采用傳統的活性污泥法，脫氮除磷效果較差，導致出水不合格；

（5）曝氣系統采用傳統的膜式曝氣器，使用4年多，膜片出現結垢、堵塞現象，曝氣能力衰減，有機物去除率僅達50%，導致出水COD_cr超標；

（6）缺少污泥脫水設備，系統產(chǎn)生的大量剩余污泥長(cháng)期儲存于調節池內，致使調節池無(wú)法起到調節水質(zhì)水量的作用，屠宰廢水本身水質(zhì)、水量變化較大，故導致生化系統進(jìn)水波動(dòng)大，易受沖擊，出水不穩定；

（7）排放標準提高，現有工藝不能滿(mǎn)足COD_cr≤50mg/L，NH₃-N≤5mg/L的排放標準。

3.3改造思路

根據所確定的廢水進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求，結合現有污水處理系統的情況，本方案擬定如下改造思路：

1、為保證生化系統的正常運行，增加機械格柵、隔油池+溶氣氣浮作為預處理系統；

2、對原有生化系統進(jìn)行升級改造，提高處理能力，滿(mǎn)足水量增加的要求；

3、增加深度處理單元，對生化出水進(jìn)行深度處理，滿(mǎn)足提高后的出水排放要求；

4、改造后處理工藝為：“機械格柵+初沉池+調節池+氣浮機+水解酸化+A/B+二沉池+BAF”。

5、盡量利用原有設備及構筑物，減少新增設備，降低投資；

6、選用節能產(chǎn)品，降低運行費用。

3.4預處理工藝說(shuō)明

屠宰廢水的預處理是整個(gè)系統能否有效運行的關(guān)鍵之一。屠宰廢水中固體懸浮物（SS）高達800mg/l，該類(lèi)懸浮物屬易腐化的有機物，必須及時(shí)攔截，一方面可防止后續管道設備的堵塞，另一方面即時(shí)清理可避免懸浮固體有機質(zhì)腐化溶入廢水中而成為溶解性有機質(zhì)，導致廢水COD_Cr、BOD₅濃度提高。

所以處理時(shí)應首先進(jìn)行預處理，一般采用機械格柵，經(jīng)過(guò)格柵過(guò)濾后，進(jìn)入隔油沉淀池除油，去除SS和油類(lèi)，然后再通過(guò)氣浮除掉較小的懸浮物，以保證后段生化的安全運行。

機械格柵

屠宰廢水的預處理是整個(gè)系統能否有效運行的關(guān)鍵之一。屠宰廢水中固體懸浮物（SS）高達600mg/L，該類(lèi)懸浮物屬易腐化的有機物，必須及時(shí)攔截，一方面可防止后續管道設備的堵塞，另一方面即時(shí)清理可避免懸浮固體有機質(zhì)腐化溶入廢水中而成為溶解性有機質(zhì)，降低生化單元的負荷。所以處理時(shí)應首先進(jìn)行預處理。

本方案采用粗、細兩道機械格柵去除水中大塊血污、油脂、毛、肉屑、動(dòng)物糞便等，經(jīng)過(guò)格柵過(guò)濾后，廢水進(jìn)入調節池。

3.4.2調節池

現場(chǎng)調節池共7格，從調節池首端隔出容積為50m³的池，作為混凝反應池，末端一格改為污泥濃縮池，其余5格用作調節初沉池?；炷磻貎仍O置穿孔攪拌，同時(shí)投加絮凝劑和助凝劑，使水中雜質(zhì)形成絮體，在絮體的吸附作用下，懸浮雜質(zhì)體積不斷增大，再進(jìn)入初沉池進(jìn)行沉淀分離，同時(shí)廢水在此進(jìn)行水質(zhì)水量的均衡調節，避免來(lái)水波動(dòng)對系統造成沖擊。設置混凝初沉池的目的，主要去除細小的泥沙等雜質(zhì)，減輕后續氣浮機和生化單元的負荷。沉淀在池底形成污泥， 通過(guò)穿孔排泥管，經(jīng)濃漿泵排入污泥濃縮池。

3.4.3初沉池

通過(guò)投加PAC、PAM，水中懸浮雜質(zhì)形成絮體，在此預沉淀從水中分離，有降低有機物和SS的功能，減輕溶氣氣浮的負荷。

3.4.4溶氣氣浮

溶氣氣浮先對空氣加壓，使其溶于水形成空氣過(guò)飽和溶液，然后減至常壓使空氣析出，形成尺寸微細、粒度均勻、密集穩定的微小氣泡，同時(shí)通過(guò)加入混凝劑，微小氣泡粘附在雜質(zhì)絮粒上，使絮體的密度小于水而上升，從而使固液分離。這種形式的氣浮最小可去除粒徑20μm的懸浮物。

肉雞屠宰生產(chǎn)廢水中的細小懸浮物及油脂，在氣浮池內與減壓后的溶氣水混合，進(jìn)行氣浮操作過(guò)程，完成分離，氣浮法在我國工業(yè)廢水預處理中有較廣的應用，技術(shù)比較成熟，是目前應用最廣的氣浮工藝。

在本項目中，溶氣氣浮作為預處理工藝具有以下優(yōu)勢：

① 氣浮法表面負荷可高達12m³/m²·h，占地面積??；

②氣浮法具有預曝氣作用，出水和浮渣都含有一定的溶解氧，有利于后續處理，泥渣不易腐化；

③溶氣氣浮工藝中部分回流氣浮法處理效果顯著(zhù)穩定， 可比一般的混凝沉淀工藝節省藥劑費50%以上；

④工藝過(guò)程及設備比較簡(jiǎn)單，便于管理、維護。

3.5 生化工藝介紹

本項目屠宰廢水的典型特點(diǎn)是生化性好，有機物降解比較容易，其處理難點(diǎn)在于脫氮除磷。屠宰廢水中NH₃-N不高，但TN及TP含量較高，TN是有機氮和無(wú)機氮的總量，包括硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、離子態(tài)氮和蛋白質(zhì)氨基酸等。普通的生物脫氮工藝如A/O系統對氨氮（游離氨（NH3）和銨離子（NH4+）形式存在的氮）的去除效果較好，但對TN、TP的去除效果不佳。因此，本方案設計將原有簡(jiǎn)單的厭氧池+好氧池系統改造為水解酸化+A/B法工藝。具體介紹如下：

3.5.1水解酸化單元

水解酸化的主要作用是使廢水發(fā)生適度的預酸化，為隨后進(jìn)行的生化反應提供良好的環(huán)境。在前期進(jìn)行水解處理，其具有雙重作用，一是對廢水進(jìn)行生物預處理，改善其生化性，并吸附、降解一部分有機物；二是對系統的污泥進(jìn)行消化處理。 水解工藝利用厭氧處理的水解和酸化階段，而放棄產(chǎn)甲烷（堿性發(fā)酵）階段，水解處理的主要目的是通過(guò)水解和非水解作用實(shí)現難生物降解有機物的轉化，通過(guò)分子結構改變(開(kāi)環(huán)、斷鍵、 裂解、基團取代、還原等)，使結構復雜難生物降解的有機物分子轉化成可慢速或快速生物降解的有機物，從而明顯改善污水的可生物處理性。

本次改造將原有4格厭氧池中的2格改為水解酸化池，有效容積約800m³，HRT9.5h，池內設置升流式布水系統，采用一點(diǎn)一布均勻布水方式，在配水同時(shí)兼有水力攪拌的功能，還可以有效防止水流短路。同時(shí)池內加裝盾式纖維填料，為微生物提供載體。它由纖維束和中心繩兩部分組成，纖維束以支架固定纖維，中間有空隙，可通氣通水，這類(lèi)填料可有效避免軟性纖維填料出現的結球現象，接觸傳質(zhì)效果良好，氧利用率高，經(jīng)濟實(shí)用。

3.5.2A/B工藝單元

A/B法是不同于傳統活性污泥法，其最大特點(diǎn)在于A、B兩段的生物菌群特性不同。

A段屬于高污泥負荷工段，A段主要通過(guò)絮凝、吸附作用去除有機物，靠生物氧化分解去除的有機物比例較小，約為1/3。池中的活性污泥與污水接觸很短時(shí)間就能快速吸附大量有機物，主要通污泥中大部分細菌屬于大腸桿菌群，其優(yōu)勢微生物種群屬于原核微生物，即細菌和藻類(lèi)為主，主要特點(diǎn)為：①微生物個(gè)體小且單一，有較大的比表面積；②微生物繁殖能力極強，代謝生產(chǎn)很快，倍增時(shí)間約20min；③微生物菌落數量大，是傳統活性污泥法的20倍左右，約3×10⁷單位/mL；④微生物生理活性比傳統活性污泥高40～50%，特別是對組成COD的主要成分—降解聚合物的活性幾乎高出90%⑤適應的環(huán)境條件較寬，專(zhuān)一性不強，便于操作控制；⑥微生物具有自發(fā)絮凝性，有良好的沉淀性能。

本方案將原厭氧池的后2格改為A段和豎流沉淀池，A段容積占510m³，HRT6h，池內加裝曝氣裝置。豎流沉淀池容積占290m³，表面負荷約1.5m³/m²·h，池內加裝中心布水器，池外裝污泥泵，將污泥回流至A段。

B段由原有的好氧池改造而成。分為厭氧、缺氧、緩沖和曝氣四個(gè)環(huán)節，總體構成A²/O系統，容積占比分別為：1：1：1:5。其中缺氧池、緩沖池和曝氣池設置曝氣裝置，通過(guò)進(jìn)氣閥門(mén)控制曝氣量，使池中溶解氧呈梯度增加。由于曝氣池之前有厭氧、缺氧、緩沖提供充分的調節和緩沖作用，因此曝氣池進(jìn)水水質(zhì)非常穩定，且負荷較低。B段的末端加裝內回流泵，將混合液回流至首端厭氧池，提高脫氮效率。B段中的又是微生物種群為原生動(dòng)物、后生動(dòng)物，它們生長(cháng)期較長(cháng)，要求環(huán)境穩定。因此B段的主要功能是過(guò)濾污水，吞食和消除由A段來(lái)的細菌微生物和有機物顆粒，并促使生物絮凝，提高出水水質(zhì)。

3.5.3曝氣設備介紹

本方案采用旋流剪切曝氣器作為A/B工藝中的曝氣裝置。該曝氣器應用卡門(mén)效應和邊界分層效應，將氣體形成霧化曝氣和微泡曝氣混合狀態(tài)，汽水混合成湍流狀態(tài)，同時(shí)，霧化曝氣形成微米級氣泡，氧溶解于混合擴散效率高，微泡曝氣由于動(dòng)能作用擴散混合效果好，更有利于微生物吸收水中溶解氧提高活性，降低污水中BOD及SS。該曝氣器具有水、污泥提升作用，形成汽、水、污泥混合物的上升與下沉，在曝氣器四周形成循環(huán)，池底不會(huì )形成大量污泥沉積。同時(shí)通過(guò)告訴水流作用打碎污泥團，通過(guò)溶解氧提高微生物活性，促進(jìn)微生物對有機物的分解。

旋流剪切曝氣器具有以下特點(diǎn)：

使用壽命15年以上，運行中無(wú)堵塞，維護成本低，無(wú)需定期清理曝氣器；

間歇運行不產(chǎn)生堵塞，使用效果不衰減，設計取值100%，適合高濃度污泥曝氣；

材料采用不銹鋼、鈦、塑料，耐腐蝕，使用壽命長(cháng)于膜片式微孔曝氣器；

老舊系統改造可實(shí)現不排水安裝。

旋流剪切曝氣器與傳統的微孔曝氣器對比見(jiàn)下頁(yè)。

圖1：旋流剪切曝氣器與傳統微孔曝氣器曝氣時(shí)效對比

表1：旋流剪切曝氣器與傳統微孔曝氣器曝氣對比

3.6沉淀池

本方案沉淀池在原有沉淀池基礎上進(jìn)行改造，池內加裝中心布水器、排泥管，并設置污泥泵，將污泥回流至水解酸化、A段曝氣池和B段厭氧池剩余污泥經(jīng)排泥管排至污泥濃縮池進(jìn)行減量處理。

3.7深度處理工藝

考慮到處理出水水質(zhì)要求較高，結合我們多年的工程經(jīng)驗，為了污水處理穩定運行及污水的達標排放，需要在二級生化處理后設深度處理的工藝。目前國內外對廢水深度處理按處理方法可分為生物法和物化法。近幾年發(fā)展了生物法與物化法相結合的深度處理流程。采用的主要方法有曝氣生物濾池、芬頓、過(guò)濾等工藝。

綜合分析考慮本工程的建設規模、場(chǎng)地情況、進(jìn)水特性、處理要求、工程運行費用和維護管理，我們選擇多介質(zhì)過(guò)濾器作為深度處理單元。多介質(zhì)過(guò)濾器采用兩種以上的介質(zhì)作為濾層的介質(zhì)過(guò)濾器，在深度處理系統中，用以去除污水中雜質(zhì)、吸附油等，使水質(zhì)符合生產(chǎn)回用的要求。過(guò)濾的作用，主要是去除水中的懸浮或膠態(tài)雜質(zhì)，特別是能有效地去除沉淀技術(shù)不能去除的微小粒子和細菌等，BOD₅和COD_cr等也有某種程度的去除效果。

3.8污泥處理工藝

本方案污泥主要來(lái)源于氣浮預處理、生化排泥以及二沉池排泥，系統排出的污泥經(jīng)濃縮后，需要進(jìn)行脫水處理。污泥脫水方法分為機械脫水和自然干化脫水，目前，用于污泥脫水處理的機械設備主要有：板框壓濾機、帶式壓濾機、臥螺離心機和疊螺離心機，本方案采用帶式壓濾機對污泥進(jìn)行脫水處理，具體介紹如下：

帶式壓濾機是消化國外先進(jìn)技術(shù)研制開(kāi)發(fā)的一種脫水設備，可以連續壓濾大量的污泥，產(chǎn)品采用高強度鍍錫方管制作，具有處理量大，脫水效率高，使用壽命長(cháng)等特點(diǎn)，廣泛用于各行業(yè)的固液分離中，其配置的軸承使用壽命長(cháng)，密封性好，同時(shí)采用高品質(zhì)的濾帶，完全確保壓濾機的性能和品質(zhì)。

1、預處理脫水

原始污水在經(jīng)過(guò)生物化等工藝處理后，再經(jīng)過(guò)沉淀、濃縮，一部分水成為清液排出，原來(lái)的污水形成較高濃縮度的污泥，以達到帶式壓濾機的最佳工作條件。

2、重力脫水區

重力脫水區也可以說(shuō)是高度濃縮區，預處理后的污泥經(jīng)污泥泵輸送到混合器中與加入的絮凝劑混合，使污泥絮凝，然后流入布料斗均勻送入網(wǎng)帶，由此開(kāi)始重力脫水，物料隨濾帶向前運行，游離太水在自重作用下通過(guò)濾帶流入接水槽。

3、楔形區預脫水段

重力脫水后的污泥流動(dòng)性完全喪失，隨著(zhù)濾帶的向前運行，上下濾帶間距逐漸減少，物料開(kāi)始受到輕微壓力，并隨著(zhù)濾帶運行，壓力逐漸增大，楔形區的作用是延長(cháng)重力脫水時(shí)間，增加絮團的擠壓穩定性，為進(jìn)入壓力區做準備。

4、高壓脫水段

物料脫離楔形區就進(jìn)入壓力區，物料在此區內收擠壓，沿濾帶運行方向壓力隨擠壓輥直經(jīng)的減少而增加，物料受到擠壓體積收縮，物料內的間隙游離水被擠出，此時(shí)，基本形成濾餅，繼續向前至尾部的高壓力，經(jīng)過(guò)高壓后濾餅的含水量可降低至最低。

5、濾餅排出

物料經(jīng)過(guò)以上各階段的脫水處理后形成濾餅排出，通過(guò)刮泥板刮下，上下濾帶分開(kāi)，經(jīng)過(guò)高壓沖洗水清除濾網(wǎng)孔間的微量物料，繼續進(jìn)一步脫水循環(huán)。

設計性能及優(yōu)點(diǎn)：

1、濾帶自動(dòng)漲緊、自動(dòng)糾偏

2、能耗低、使用壽命長(cháng)；

3、易于管理，維修方便

4、脫水率高，濾餅含固率高；

5、噪音低、化學(xué)藥劑用量少；

6、采用高效率噴頭和洗刷機構進(jìn)行自動(dòng)清洗