屠宰廢水處理的工藝設計

屠宰廢水處理的工藝設計屠宰廢水處理的工藝設計PAGE屠宰廢水處理的工藝設計（2011屆）畢業(yè)設計題目：屠宰廢水處理的工藝設計學院：專業(yè)：班級:學號：姓名：指導教師:教務處制2009年6月5日誠信聲明我聲明，所呈交的論文（設計)是本人在老師指導下進行的研究工作及取得的研究結果。據(jù)我查證，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文（設計）中不包括其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得本?；蚱渌逃龣C構的學位或證書而使用過的材料。我承諾，論文（設計）中的所有內(nèi)容均真實、可信。論文（設計)作者簽名：簽名日期：年月日授權聲明學院有權保留送交論文（設計)的原件,允許論文(設計）被查閱和借閱,學?？梢怨颊撐模ㄔO計)的全部或部分內(nèi)容,可以影印、縮印或其他復制手段保存論文（設計），學校必須嚴格按照授權對論文（設計)進行處理，不得超越授權對論文（設計）進行任意處理。論文（設計）作者簽名：簽名日期：年月日PAGEII摘要：屠宰廢水是一種非常典型的工業(yè)廢水，水質(zhì)特點是“三高”,即:高氨氮濃度、高有機物濃度、高懸浮物濃度.本設計概述了屠宰廢水處理的設計原則及常用工藝流程，并對采用的污水處理工藝UASB-射流曝氣CASS工藝以及涉及到的構筑物進行設計計算.同時，還對污水重要指標BOD5、CODcr、SS和NH3-N的去除做詳細計算.設計的核心是UASB反應器和射流曝氣CASS反應器.設計進水水質(zhì):BOD5＝1100mg/L，CODcr＝2400mg/L，SS＝600mg/L,NH3-N＝65mg/L，大腸桿菌總數(shù)＝1.0×105-1。7×105個/L；設計出水水質(zhì)：BOD5≤30mg/L,CODcr≤80mg/L，SS≤60mg/L，NH3-N≤15mg/L，大腸桿菌總數(shù)≤5000個/L。處理后的污水達到《肉類加工業(yè)水污染排放標準》（GB13457-92）中畜類屠宰加工一級標準的排放要求。整個工藝具有總投資少，處理效果好，工藝簡單，占地面積省，運行穩(wěn)定,能耗少，環(huán)境污染小等優(yōu)點。關鍵詞：屠宰廢水；UASB反應器；射流曝氣；CASSAbstract:Theslaughterhousewastewaterisakindoftypicalindustrialwastewaterwiththecharacters:highconcentrationoforganicmatters，highconcentrationofammoniaandhighconcentrationofsuspendedsubstances。Thisdesignoutlinestheslaughterhousewastewatertreatmentstationofthedesignprinciplesandcommonprocess，andthedesignoftheUASB-CASSwithjetaerationtreatmentprocessaswellastheprocessinvolvedinthedesignofstructurestocarryoutthecalculation.BOD5，CODcr，SSandNH3-Nremovalefficiencywerebetter，thecoredesignisUASBreactorandCASSwithjetaeration。UndertheinfluentconditionsofBOD5＝1100mg/L,CODcr＝2400mg/L，SS＝600mg/L，NH3—N＝65mg/LandEscherichiacoli＝1。0×105-1。7×105/L，andtheeffluentareBOD5≤30mg/L,CODcr≤80mg/L,SS≤60mg/L,NH3-N≤15mg/LandEscherichiacoli≤5000/L.ItrequesttheslaugherhousewastewaterwhichdrainedmustbestrictlytreatedtothewaterpollutiondischargestandardsofmeatprocessingindustryofdomesticanimalslaughterandprocessingAstandard.Thedesignprocessinvolvedinthedesignofstructurestocarryoutthedetailedcalculation.Theentiretechnologicalprocesshavethecharacteristicsoflowerinvestment，goodtreatmenteffect,easytechnologyprocess,usingsmallarea,runningsteadyandconsuminglowerenergy。Keyword：slaughterhousewastewater;UASBreactor;jetaeration；CASS目錄摘要 IHYPERLINK\l”_Toc261946952"Abstract II1緒論 11。1屠宰廢水的產(chǎn)生及特點 1HYPERLINK\l”_Toc261946955”1。2屠宰廢水的危害 21。2.1對大氣環(huán)境的污染 2HYPERLINK\l”_Toc261946957"1。2。2傳播人畜共患病,直接危害人的健康 21。2。3重金屬與礦物元素污染 21.2。4抗生素和激素污染 21。2。5微生物污染 3HYPERLINK\l”_Toc261946958”1.3設計任務、依據(jù)及原則 3HYPERLINK\l”_Toc261946959”1.3.1設計任務 3_Toc261946961"1.3。3設計原則 31。4水質(zhì)特點分析 41。5國內(nèi)外屠宰廢水處理概況 41。6常用屠宰廢水處理工藝比較 5HYPERLINK\l”_Toc261946963”1。7工藝方案的確定 72工藝流程 82.1UASB工藝簡述 8HYPERLINK\l”_Toc261946964"2。1。1UASB的構成 82.1.2UASB工作原理 8HYPERLINK\l”_Toc261946966”2。1。3UASB工藝的主要優(yōu)點 9_Toc261946970"2.2。1CASS工作原理 9HYPERLINK\l”_Toc261946971"2。2.2CASS工藝的主要優(yōu)點 112。3UASB-射流曝氣CASS工藝簡述 11_Toc261946969" 12HYPERLINK\l”_Toc261946951”2。5水質(zhì)水量及處理要求 133粗格柵、集水池及提升泵房的設計 143。1.2柵條間隙個數(shù) 14HYPERLINK\l”_Toc261946956"3.1.3柵槽寬度計算 15_Toc261946959”3.2集水池和提升泵房的設計 17_Toc261946961”3.2。2設計流量 183.2.3選泵前總揚程估算 183.2。4泵的選擇 18_Toc261946963”4細格柵與調(diào)節(jié)沉淀池的設計計算 194.1細格柵的設計與計算 194.1。1設計說明及參數(shù)確定 194。1.3柵槽寬度 194。1.4進水渠道寬部分的長度 20HYPERLINK\l”_Toc261946969”4.1.5柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 20_Toc261946971"4.1.7通過格柵的水頭損失 204。1。8每日柵渣量 21HYPERLINK\l”_Toc261946951"4.2調(diào)節(jié)沉淀池設計計算 21HYPERLINK\l”_Toc261946952”4.2。1設計說明及設計參數(shù) 21HYPERLINK\l”_Toc261946953"4。2.2沉淀池容積尺寸 224.2.3理論上每日的污泥量 23HYPERLINK\l”_Toc261946955”4。2。4污泥斗尺寸 235UASB反應器的設計計算 245.1設計說明 245.2設計參數(shù) 245.2.1參數(shù)選取 245。2.2設計水質(zhì) 24HYPERLINK\l”_Toc261946959”5.2.3設計水量 24_Toc261946961”5。3。1反應器容積的計算 245.3。2配水系統(tǒng)設計 255.3。3三相分離器的設計 27_Toc261946963"5.3。5排泥系統(tǒng)設計 315.3。6產(chǎn)氣量計算 316CASS反應器的設計計算 32HYPERLINK\l”_Toc261946964"6.1設計說明 32_Toc261946969”6.2.2設計水量水質(zhì) 32_Toc261946971”6.3.1曝氣時間 326.3。2沉淀時間 326。3。3運行時間 336。3.5復核出水溶解性BOD5 33HYPERLINK\l”_Toc261946956"6。3.6計算剩余污泥量 336。3。7復核污泥齡 346。3。8復核潷水高度 346。3。9設計需氧量 346.3.10標準需氧量 34HYPERLINK\l”_Toc261946958”6.4射流曝氣器安裝及曝氣池布置 36_Toc261946960"7接觸消毒池與脫氯系統(tǒng) 40HYPERLINK\l”_Toc261946961"7.1接觸消毒池的設計 407.1.1設計參數(shù) 407。1.2工作原理 40_Toc261946954"7。2脫氯系統(tǒng) 418污泥部分各處理構筑物設計與計算 438.1重力濃縮池的設計計算 43HYPERLINK\l”_Toc261946957"8.1。1設計說明 438。1。2設計污泥量 438.1.3參數(shù)選取 438.1.4設計計算 438。2機械脫水間的設計計算 46_Toc261946958”8。4廢氣處理 48HYPERLINK\l”_Toc261946959"9工程投資估價與費效分析 49HYPERLINK\l”_Toc261946960"9。1土建部分 49HYPERLINK\l”_Toc261946961”9。2設備部分 499。3其他部分 5010其他環(huán)境保護措施技術分析 51HYPERLINK\l”_Toc261946962"10。1廢渣治理措施論證分析 51HYPERLINK\l”_Toc261946963”10。2噪聲治理措施論證分析 5110。3廢氣治理措施論證分析 5111總結 52參考文獻 55PAGE511緒論1。1屠宰廢水的產(chǎn)生及特點水污染是我國環(huán)境污染的首要問題，有地域的廣闊性，污染的普遍性和排放物的多樣性等特征。在污染控制上難度大、技術復雜、投入多、運行困難。在科技發(fā)展的今天，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人類文明的進步，投入大量的人力、物力從事水污染控制是十分重要的。我國的水環(huán)境污染，特別是流域性水環(huán)境污染問題已經(jīng)成為當前我國環(huán)境污染最具代表性的問題之一.根據(jù)國家環(huán)?？偩謱ξ覈h(huán)境污染現(xiàn)狀統(tǒng)計調(diào)查表明:我國的江河、湖泊及近海流域已普遍受到不同程度的污染,總體上呈現(xiàn)加重的趨勢，造成污染加重的主要因素是工業(yè)廢水和生活污水的排放[1］。我國工業(yè)廢水污染主要以有機污染為主，屠宰廢水是一種非常典型的工業(yè)有機廢水，水質(zhì)特點是高有機物濃度、高氨氮濃度、高懸浮物濃度,直接排放對環(huán)境造成的危害非常大，由于高濃度有機廢水引發(fā)的一系列水體污染、生態(tài)環(huán)境惡化、威脅人體健康以及阻礙相關工業(yè)發(fā)展等問題［2］，目前世界各國特別是包括中國在內(nèi)的發(fā)展中國家尤為嚴重。由于采用常規(guī)的廢水處理方法難以凈化或無法滿足凈化處理的技術和經(jīng)濟要求，使得這類高濃度有機廢水或工業(yè)廢水的凈化處理已成為現(xiàn)階段國內(nèi)外環(huán)境保護技術領域亟待解決的一個難題。隨著人們生活水平的提高，對肉制品的需求量增大，屠宰場、肉聯(lián)廠廢水排放量在工業(yè)廢水排放總量中的比例也越來越大。我國是一個人均水資源缺乏的國家，人均水資源擁有量不到世界平均的1/4，屠宰廢水處理后達標排放或者回用對于減輕環(huán)境壓力、緩解我國水資源危機具有十分重要的意義.屠宰廠生產(chǎn)工序一般是：牲畜—活性畜圈-宰殺-燙毛或脫皮—解剝、取內(nèi)臟-冷藏外運。以上每一道工序都要排除廢水［3]，宰前，畜圈每天排出畜糞沖洗水；屠宰車間要排出含血污和畜糞的地面沖洗水；燙毛時要排出含大量毛屑的高溫廢水；解刨車間排出含腸胃內(nèi)容物的廢水.目前有一部分屠宰廠從事油脂提取，因此煉油廢水也成為屠宰廢水的一部分，此外屠宰廠還有來自車間衛(wèi)生設備、鍋爐、辦公樓等地的生活污水［4]。我國大部分城市己基本上實現(xiàn)禽畜的定點集中屠宰，同時隨著人們生活水平的不斷提高,屠宰場的規(guī)模也在不斷擴大，屠宰廢水的排放量越來越大.肉類加工廢水產(chǎn)生的量除與加工對象、數(shù)量、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)管理水平等有關外，還與生產(chǎn)季節(jié)（淡、旺季）有明顯關系，致使肉類加工廠的廢水流量一年之中變化較大.生產(chǎn)本身的特點是非連續(xù)生產(chǎn)，每天只一班或二班生產(chǎn)，廢水一天之中變化也較大.屠宰廢水是肉類加工廢水的一種,其來自牲畜屠宰前的沖洗水，屠宰后牲畜和內(nèi)臟的清洗水，畜倉和屠宰設備及場地的沖洗水。該廢水有如下特點：1）水質(zhì)、水量在一天內(nèi)的變化比較大。因為肉聯(lián)廠屠宰過程集中在夜間至凌晨(3—7點)，這一時段為排水高峰期，白天相對較少；2）有機污染物含量高,廢水主要成分有動物血污、油脂、糞便、內(nèi)臟殘屑和無機鹽類等［5],COD值一般在1500~4000mg／L，最高時達6000mg／L,其中高濃度處理難度較大，屠宰廢水中的營養(yǎng)物主要是氮、磷，其中氮主要以有機物或硝酸鹽形式存在,而磷主要以磷酸鹽的形式存在;3)可生化性較好，BOD5／COD大于0。5[6]；4）屠宰廢水一般呈紅褐色，有難聞的腥臭味，其中含有大量的血污、油脂質(zhì)、毛、肉屑、骨屑、內(nèi)臟雜物、未消化的食物、糞便等污物，固體懸浮物含量高。這類容易降解的有機廢水,生物處理工藝是最經(jīng)濟和有效的處理方法之一[5,7]。1.2屠宰廢水的危害屠宰廢水對環(huán)境的危害主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1.2。1對大氣環(huán)境的污染屠宰場排出的廢水含有NH3、H2S和胺等有害氣體，在未能及時清除或清楚后不能及時處理時，臭味將成倍增加，產(chǎn)生甲基硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚及低級脂肪酸等惡臭氣體，這些臭氣嚴重惡化了養(yǎng)殖場內(nèi)外環(huán)境的大氣質(zhì)量、對養(yǎng)殖工作人員產(chǎn)生危害。并且，屠宰廢水往往造成惡臭熏天,蚊蠅孽生，嚴重影響大氣質(zhì)量和居民的居住環(huán)境.1。2。2傳播人畜共患病，直接危害人的健康據(jù)世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國糧農(nóng)組織有關資料，目前已有200種“人畜共患傳染病"，即指那些由共同病原體引起的人與脊椎動物之間相互傳染和感染的疾病，其中嚴重者至少有89種，這些人畜（禽）共患傳染病的傳播載體主要是畜禽糞尿排泄物。1.2。3重金屬與礦物元素污染近年來，隨著飼料工業(yè)的發(fā)展，一些新型飼料中含有大量鈣、磷等礦物質(zhì)元素以及銅、鐵、鋅、錳、鈷、硒和碘等微量元素，有的重金屬元素沉積于生物體內(nèi)，有的未被吸收的過量礦物和重金屬元素又從畜禽糞便中排除體外而污染環(huán)境。1。2。4抗生素和激素污染在畜禽養(yǎng)殖過程中，為了防治畜禽的多發(fā)性疾病，多在飼料中添加抗菌素，而大多數(shù)飼料用抗生素都有殘留，只是殘留量大小不同。隨著藥物的經(jīng)常性使用,微生物的耐藥性增強.為了防治疾病，藥物的用量逐漸加大，藥物在動物體內(nèi)的轉化和積累必將導致藥物殘留的增加.根據(jù)報道中國每千克豬肉、豬肝和腎臟分別含土霉素0。31mg、0.49mg和1.23mg；每千克雞肉、雞肝和腎臟中分別含氯丙嗦0.2mg、0。5mg和0。65mg。為此，世界各國已明確規(guī)定不允許在飼料中使用抗生素和激素類物質(zhì)作為添加劑。1。2。5微生物污染畜禽體內(nèi)微生物主要是通過消化道排出體外的，糞便是微生物的主要載體。有關資料表明,在豬場的糞污水中，每立方米含有83萬個大腸桿菌，69萬個腸球菌，還含有寄生蟲卵、活性較強的沙門氏菌等。同時,屠宰廢水中的各種有機物也會滋生大量細菌。這些有害病菌，如果得不到妥善處理,將污染環(huán)境,這不僅會直接威脅畜禽自身的生存，還會嚴重危害人體健康。1。3設計任務、依據(jù)及原則1.3.1設計任務根據(jù)屠宰廢水的主要特點，本設計采用UASB-射流曝氣CASS工藝處理屠宰廢水,且處理后的污水達到《肉類加工業(yè)水污染排放標準》（GB13457-92)中畜類屠宰加工一級標準的排放要求,實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。同時做出設計圖紙和相關設計說明書。1。3。2設計依據(jù)（1）《中華人民共和國環(huán)境保護法》和《水污染防治法》;（2)《污水綜合排放標準》（GB18918—2002）；（3）《城市污水處理及污染防治技術政策》；（4）《肉類加工業(yè)水污染排放標準》（GB13457—92）；(5)室外排水設計規(guī)范（GBJ14-87）；（6）《城市污水處理廠污水污泥排放標準》（CJ3025—2001）;（7）環(huán)境噪聲標準（GB5096-93)；（8）《城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設備建設標準》(CJJ31—2002）；(9）《給水排水設計手冊》（第1冊）；1.3。3設計原則（1）依照國家環(huán)境保護的基本國策，執(zhí)行國家有關法律法規(guī)、政策、規(guī)范和標準;（2）依據(jù)城市的整體規(guī)劃，依據(jù)保護和改善環(huán)境、防止和減少污染、造福人民的原則，結合嘉興市的實際情況，對城市污水進行綜合處理，滿足現(xiàn)代化城市對環(huán)境的要求；（3）依據(jù)城市基礎設施統(tǒng)一規(guī)劃、分期實施的方針，在廢水處理系統(tǒng)和廠區(qū)的選擇方面,充分考慮近、遠期相結合，合理設計，并為遠景發(fā)展留有余地；（4）采用集中處理和分散處理相結合、以集中處理為主的原則，充分利用現(xiàn)有的污水設施，實行污水綜合治理,設置污水處理廠并配套相應污水管道；（5）處理構筑物盡可能布置緊湊以減少動力消耗，同時應根據(jù)河流的水位變化及環(huán)境容量，處理流程考慮多種運行方式；（6)要做好方案的對比，處理工藝力求技術先進、成熟、可靠、經(jīng)濟合理、高效節(jié)能、運行管理方便、簡單、成本低、占地少；(7）廢水處理工藝以處理效果好、處理流程簡單、動力消耗低、組合式設備化、運行穩(wěn)定、管理方便的生化法為主，輔以高效物化處理工藝以強化廢水預處理效果；（8）主要處理設備選用高效、運行穩(wěn)定、操作維護容易、低噪聲的設備;(9）設計中選用質(zhì)量可靠的自動化儀表，以提高工程的自動化水平，盡量減少操作人員，并保證處理效果；（10）污水處理站構筑物應與主體構筑物風格相協(xié)調(diào)[8，9].1。4水質(zhì)特點分析肉類加工企業(yè)產(chǎn)生的廢水主要有兩部分:一是生產(chǎn)廢水,二是生活污水（極少量）。其中生產(chǎn)廢水主要來自:運送生豬的籠箱清洗水、生豬廄舍清洗水和宰前沖洗污物、糞便水;屠宰工段排放內(nèi)臟和胴體的清洗水;屠宰設備及場地的沖洗水。該廢水有如下特點：（1）水量有明顯的季節(jié)性差異和日時段差異,并且為非連續(xù)性排放,因為肉聯(lián)廠屠宰過程集中在夜間至凌晨,這一時段為排水高峰期，白天相對較少；（2）廢水固體懸浮物含量高（廢水中含有大量的血污、油脂、豬毛、肉屑、內(nèi)臟雜物、未消化的飼料及糞便等污物），還可能含有多種和人體健康有關的細菌,如糞大腸桿菌、葡萄球菌、細菌螺旋體菌、沙門氏菌等；（3）廢水有機物含量高，COD一般在1500-4000mg/L，BOD5在800—1500mg/L左右，色度高，約500倍，外觀呈暗紅色。生活污水污染物含量較低,主要為COD、BOD5等。生活污水由于與生產(chǎn)廢水性質(zhì)基本相同，都屬于生化有機廢水，采取和生產(chǎn)廢水一并處理和排放[10]。1.5國內(nèi)外屠宰廢水處理概況國內(nèi)從20世紀50年代開始考慮肉類加工廢水的處理問題,但由于眾多原因，直到70年代,國內(nèi)廢水處理設施基本仍處于一級處理，廢水只是經(jīng)過簡單的截糞、隔油和沉淀處理.70年代中后期淺層曝氣活性污泥工藝、完全混合曝氣池、生物吸附(AB法）在一些廠家得到應用，80年代以來，以同濟大學為代表的一些科研院所進行了射流曝氣活性污泥法、好氧生物流化床、厭氧生物濾池和管道厭氧發(fā)酵工藝處理肉類加工廢水的試驗。從90年代初開始，SBR工藝在肉類加工廢水處理中獲得成功并迅速推廣。除上述生物處理工藝外，一些單位也研究了用混凝法和氣浮法處理肉類加工廢水。國外應用于生產(chǎn)和研究的處理屠宰廢水的生物處理工藝眾多。美國肉類加工廢水大多經(jīng)過預處理后排入城市污水處理系統(tǒng)進行處理，采用延時曝氣居多；在澳大利亞，氧化塘是肉類加工廢水處理采用的最普遍的方法;加拿大、新西蘭等國采用厭氧—好氧塘工藝處理廢水;在日本,活性污泥法、生物濾池、氣浮和絮凝沉淀等工藝均有較廣泛的應用；歐洲的一些國家如波蘭、法國、英國、荷蘭、德國多采用氣浮+厭氧處理+好氧處理的組合工藝[10]。1。6常用屠宰廢水處理工藝比較屠宰廢水處理工藝的選擇應根據(jù)廢水的性質(zhì)、排放標準及企業(yè)的具體情況進行綜合分析對比后確定。對于易生物降解的有機廢水,生物處理工藝是最有效和經(jīng)濟的處理方法之一，也是肉類加工廢水處理采用的最普遍的主體工藝。為了去除廢水中的懸浮物和大量的非溶解性的蛋白質(zhì)、脂肪等雜物,回收有用的副產(chǎn)物，降低生物處理設施的負荷和穩(wěn)定生物處理工藝的效果，一些物理方法（如格柵、調(diào)節(jié)、撇渣、沉淀、氣浮等）和化學方法（如絮凝、過濾、微濾、反滲透、離子交換、電滲析）也常與生物處理工藝結合使用，作為生物處理前的預處理[10］。隨著人們生活水平的提高，肉類加工廢水的污染物含量也不斷增長，傳統(tǒng)的單一處理工藝流程已經(jīng)遠不能達到處理結果要求,為了既獲得更好的處理效果，又可以降低處理成本，肉類加工廢水的處理往往采用多種方法相結合的工藝。近年來污水處理技術發(fā)展很快,低能耗、管理方便的新工藝或組合工藝不斷得到應用，常用的處理流程簡單列舉如下:①污水→格柵→隔油池→酸化調(diào)節(jié)池→一段SBR池→二段SBR池→出水②污水→格柵→調(diào)節(jié)池→提升泵→接觸氧化池→混凝過濾(加藥）→出水③污水→格柵→均質(zhì)沉淀池→UASB反應器→好氧反應器→出水④污水→格柵→水解酸化→生物吸附→接觸氧化池→出水生物處理作為肉類加工廢水處理工藝的核心,通過微生物的新陳代謝作用，分解廢水中的溶解性有機物,使廢水得到凈化。常用的單一好氧處理工藝有SBR、射流曝氣、氧化溝、淺層曝氣等［11］。（1)SBR法：SBR法(見圖1）處理屠宰廢水是一種較為經(jīng)濟有效的方法，但由于屠宰廢水含有大量的油脂、血水,碳氮比和碳磷比大，氮、磷相對不足，此時易產(chǎn)生油性泡沫而使污泥松散和指數(shù)增高，易出現(xiàn)高粘性膨脹而導致污泥流失問題,此時對自動控制設備的依賴相當高，污泥量大且不易處置，現(xiàn)已很少單獨使用此工藝.圖1SBR法循環(huán)操作過程（2）厭氧接觸工藝：厭氧接觸工藝是對傳統(tǒng)消化池的一種改進，采用污泥回流，增加了污泥齡。其工藝流程如圖2所示，其對高濃度污水的處理有較好的效果,由于從消化池流出的混合液中會帶有一些未分離干凈的氣體，這些氣體進入沉淀池必然干擾固液分離。因此,一般在消化池和沉淀池之間都要設脫氣裝置，以除去未分離干凈的氣體,工業(yè)生產(chǎn)上多采用與好氧聯(lián)合使用的工藝。圖2厭氧接觸法處理工藝（3)氧化溝法:氧化溝又名連續(xù)循環(huán)曝氣池（ContinuousLoopReactor），是活性污泥法的一種變形，如圖3所示，它的水力流態(tài)和普通活性污泥法相差較大，是一種首尾相接的循環(huán)流.氧化溝有多種變形,自從1954年在荷蘭首次投入使用以來，由于其出水水質(zhì)好、運行穩(wěn)定、管理方便等技術特點，已經(jīng)在國內(nèi)外廣泛地應用于生活污水的治理。氧化溝對水質(zhì)、水溫、水量的變動有較強的適應性，污泥齡長，可以產(chǎn)生硝化、反硝化反應，脫氮除磷效果較好,管理方便，但其占地面積大，基建投資高，適合大中型污水處理廠，工業(yè)生產(chǎn)中單獨使用較少。圖3氧化溝工藝流程圖（4)淺層曝氣工藝：淺層曝氣工藝是基于淺池理論和雙模理論的研究成果，該工藝具有氧傳遞效率高、利用率高，有機負荷大等優(yōu)點，但其曝氣管易堵塞，維修清理頻繁，曝氣量減少會導致污泥沉降性能差；淡季加工量少時,廢水濃度低,曝氣池經(jīng)常出現(xiàn)溶解氧偏高現(xiàn)象，引起污泥沉降性能差，結構松散，不易分離。1.7工藝方案的確定工藝的選擇必須注重成熟性和可靠性,強調(diào)技術的合理，而不是簡單地提倡技術先進，必須把技術的風險降到最小程度。污水處理工藝應根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特性、收納水體的環(huán)境功能及當?shù)氐膶嶋H情況和要求，經(jīng)全面技術經(jīng)濟比較后優(yōu)選確定。結合國內(nèi)和我省屠宰企業(yè)目前采用的廢水治理方法，同時進行經(jīng)濟、技術論證比選分析,本設計提出使用UASB—射流曝氣CASS工藝治理屠宰廢水方案。2工藝流程2.1UASB工藝簡述UASB（UpflowAnaerobicSludgeBlanket）是升流式厭氧污泥床反應器廢水厭氧生物處理技術的簡稱。該項處理工藝是由荷蘭瓦格寧根（Wageningen）農(nóng)業(yè)大學拉丁格（Lettinga）教授在20世紀70年代開發(fā)的。目前全世界已有1000余座UASB反應器處理裝置在實際生產(chǎn)中使用.國內(nèi)現(xiàn)在已有150座（不包括容積在100m32。1.1UASB的構成圖4是UASB反應器的示意圖。UASB反應器的主體部分主要分為兩個區(qū)域,即反應區(qū)和三相分離區(qū)。其中反應區(qū)為UASB反應器的工作主體.圖4UASB反應器示意圖2。1.2UASB工作原理廢水引入UASB反應器(見圖4）的底部，污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應發(fā)生在廢水與污泥顆粒的接觸過程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣（只要是甲烷和二氧化碳)引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對于顆粒污泥的形成和維持有利.在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒有附著的氣體向反應器頂部上升。上升到表面的污泥碰擊三相分離器氣體發(fā)射板的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣.氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，產(chǎn)生的氣體被收集到反應器頂部的集氣室。三相分離器擋板的作用為氣體反射器和防止沼氣氣泡進入沉淀區(qū)，以免引起沉淀區(qū)的紊動，阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體經(jīng)過分離器縫隙進入沉淀區(qū)。由于分離器的斜壁沉淀區(qū)的過流面積在接近水面時增加，因此上升流速在接近排放點降低。由于流速降低，污泥絮體在沉淀區(qū)可以絮凝和沉淀.累積在三相分離器上的污泥絮體在一定程度將超過其保持在斜壁上的摩擦力,其將滑回到反應區(qū)，這部分污泥又可與進水有機物發(fā)生反應。2.1.3UASB工藝的主要優(yōu)點UASB工藝作為第二代厭氧反應器的典型代表，不僅具有工藝結構緊湊，有機負荷高,處理效果好以及占地面積小等優(yōu)點，與傳統(tǒng)的厭氧反應處理工藝相比,不僅實現(xiàn)了水力停留時間（HRT）與污泥齡（SRT）的分離，使反應器中可截留大量的生物量，使HRT縮短；同時由于其獨特的水力特征，使反應器中的的污泥以顆?；嬖冢纱藰O大地改善了污泥的沉降和分離性能，大大延長了污泥在反應器中的停留時間，顯著提高了其處理能力[12］。2.2CASS工藝簡述CASS（CyclicActivatedSludgeSystem）工藝是間歇式活性污泥法SBR的一種變革，是近年來國際公認的生活污水及工業(yè)廢水處理的先進工藝.1978年Goronszy教授利用活性污泥底物積累再生理論，根據(jù)底物去除與污泥負荷的實驗結果以及活性污泥活性組成和污泥呼吸速率之間的關系，將生物選擇器與SBR工藝有機結合，成功地開發(fā)出CASS工藝，1984年和1989年分別在美國和加拿大取得循環(huán)式活性污泥工藝（CASS）的專利.2.2。1CASS工作原理CASS在SBR池內(nèi)進水端增加了一個生物選擇器，實現(xiàn)了連續(xù)進水（沉淀期、排水期仍連續(xù)進水），間歇排水。設置生物選擇器的只要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細菌，其容積約占整個池子的10％.生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質(zhì)積累-再生理論,使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷了一個高負荷的吸附階段(基質(zhì)積累），隨后在主反應區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個基質(zhì)降解的全過程和污泥再生。CASS工藝原理為:CASS反應器由三個區(qū)域組成:生物選擇區(qū)、兼氧區(qū)和主反應區(qū)。生物選擇區(qū)是設置在CASS前端的小容積區(qū),通常在厭氧或兼氧條件下運行。兼氧區(qū)不僅具有輔助厭氧和對進水水質(zhì)水量變化的緩沖作用，同時還具有促進磷的進一步釋放和強化反硝化的作用.主反應區(qū)則是最終去除有機物的場所。CASS池分預反應區(qū)和主反應區(qū)。在預反映區(qū)內(nèi)，微生物能夠通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經(jīng)歷一個高負荷的基質(zhì)快速積累過程，這對進水水質(zhì)、水量、PH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解過程。CASS工藝集反應、沉淀、排水功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程,而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中,從而達到對污染物去除作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能.原理如圖5所示,在反應器的前部設置了生物選擇區(qū)，后部設置了可升降的自動潷水裝置。其工作工程可分為曝氣、沉淀和排水三個階段，周期循環(huán)進行。污水連續(xù)進入預反應區(qū)，經(jīng)過隔墻底部進入主反應區(qū),在保證供氧的條件下，使有機物被池中的微生物降解.根據(jù)進水水質(zhì)可對運行參數(shù)進行調(diào)整。圖5所示為CASS工藝的基本循環(huán)過程，具體依次為：（1)充水—曝氣階段，邊進水邊曝氣,同時將主反應區(qū)的污泥回流至生物選擇器，污泥回流量約為處理廢水量的20％。（2）充水-沉淀階段,停止曝氣，靜置沉淀以使泥水分離.在沉淀剛開始時，由于曝氣所提供的攪拌作用能使污泥發(fā)生絮凝，隨后污泥以區(qū)域沉降的形式下降，因而所形成的沉淀污泥濃度圖5CASS工藝的循環(huán)操作過程較高。據(jù)報道，當混合液的污泥濃度為3500mg/L時，經(jīng)沉淀后污泥的濃度可達到10000mg/L以上［13］。與傳統(tǒng)SBR工藝不同的是,CASS工藝在沉淀階段不僅不停止進水，而且污泥回流也不停止.CASS工藝在沉淀期間不停止進水卻可獲得良好沉淀效果的原因除上述外,還由于在此期間反應器不出水,在合理的設計條件下，反應器猶如豎流式沉淀池，而其表面負荷則要比豎流式沉淀池低得多。（3）表面潷水階段，處于潷水階段的CASS反應器需停止進水，根據(jù)處理系統(tǒng)中CASS反應器個數(shù)的不同，或者將原水引入其它CASS反應器（兩個或兩個以上CASS反應器），或者將原水引入CASS反應器之前的集水井（單個CASS反應器)。潷水期間，污泥回流系統(tǒng)照常工作，污泥回流的目的是提高缺氧區(qū)的污泥濃度，使回流污泥中的硝態(tài)氮進行反硝化，并進行磷的釋放而促進在好氧區(qū)內(nèi)對磷的吸收。由于CASS反應器在運行過程中的最高水位和潷水時的最低水位是確定的,因而在潷水期間進行污泥回流不會影響出水水質(zhì).（4）閑置階段，實際運行過程中,由于潷水時間往往要比設計潷水時間短，其剩余時間通常用于反應器內(nèi)污泥的閑置以恢復污泥的吸附能力。閑置期間污泥回流系統(tǒng)照常工作.完成上述四個階段即為CASS工藝的一個運行周期。2。2。2CASS工藝的主要優(yōu)點CASS工藝集反應、沉淀、排水于一體，每一個工作周期微生物處于好氧—缺氧周期性變化之中。因此，CASS工藝比普通活性污泥法建設費用低，占地面積省;不需設專人管理，自動化程度高，只需由電工兼顧管理即可；除氮、脫磷不需要另加藥劑；污泥活性高，靜止出水，出水水質(zhì)好；運行可靠，耐負荷沖擊能力強,可隨時調(diào)節(jié)充氧量及排放周期，便于設備檢修,并且不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象；在一個周期內(nèi)厭氧、兼氧、好氧交替變化，便于除磷、脫氮；污泥量極少,由于池容積較大，污泥負荷低，池內(nèi)長期處于內(nèi)源呼吸階段，不但除去了水中的污染物，而且還氧化了合成的細胞質(zhì)，實際是污水處理和污泥耗氧處理的綜合構筑物，此法剩余污泥接近于零［14］。2.3UASB—射流曝氣CASS工藝簡述UASB—射流曝氣CASS工藝，也屬于目前應用較廣的組合工藝，與其他的組合工藝相比具有下列優(yōu)勢：（1)由于采用了先進的射流曝氣系統(tǒng)，其耐沖擊的負荷能力大為提高(包括稀釋作用、濃度梯度、溶解氧量大)；（2)其獨特的布氣、布水技術確保反應高效進行；（3)對于高濃度、難降解及部分含毒廢水，運用生物酶代用品技術及移動生物載體技術,其價格僅為國外的1/5，且效率更高;(4）射流曝氣系統(tǒng)具有設計簡單，氧利用高，對于處理規(guī)模小于3000t/d的中、低濃度有機廢水同其它曝氣方式相比，具有很高性能價格比,對空氣無過濾要求，不易堵塞,便于維修管理。其用于曝氣裝置投資是常規(guī)鼓風曝氣裝置的一半，而且噪聲小，工作環(huán)境好，對負荷變化適應性強；（5）根據(jù)生物反應動力學原理,采用多池串聯(lián)運行，使廢水在反應器的流動呈現(xiàn)出整體推流而在不同區(qū)域內(nèi)為完全混合的復雜流態(tài)，不僅保證了穩(wěn)定的處理效果，而且提高了容積利用率[15］.從經(jīng)濟技術上看使用此法是合理可行的。通過上述比選,UASB—射流曝氣CASS法在費用投資、操作運行等方面都有比其他工藝有明顯的優(yōu)勢，結合該企業(yè)生產(chǎn)工藝外排廢水的特點，本項目選用擁有連續(xù)三次榮獲國家環(huán)保局最佳實用技術的UASB-射流曝氣CASS處理工藝治理該廠屠宰廢水。2.4UASB-射流曝氣CASS處理工藝流程說明圖6UASB-射流曝氣CASS處理工藝流程圖UASB-射流曝氣CASS處理工藝流程如圖6所示.根據(jù)水質(zhì)情況，屠宰廢水中含有大量的毛、內(nèi)臟殘屑和事物殘渣等，懸浮物含量高，因此在預處理階段采用了強化措施保證后續(xù)生物處理階段的穩(wěn)定運行。污水首先通過粗格柵去除粗大的懸浮物（如豬內(nèi)臟屑、漂浮油脂等)，再進入集水池中，經(jīng)過潛污提升泵提升，利用細格柵進一步除去廢水中攜帶的畜毛及其它細小固體懸浮雜質(zhì)，進入合建的初沉池和調(diào)節(jié)池,污水中的細小分散的油脂和懸浮物通過初沉池撇渣去除,同時污水水質(zhì)也得到均化，水量得到調(diào)節(jié)，為后續(xù)生物反應器做好準備。經(jīng)調(diào)節(jié)后的污水進入UASB厭氧池,進一步穩(wěn)定污泥，更易脫水，同時使廢水起到酸化分解的作用，把復雜的有機物分解成簡單的有機物，增加了廢水的可生化性，使廢水中的污染物降低。接著廢水進入CASS曝氣池,污染物得到最終降解,經(jīng)過消毒后廢水達一級排放標準外排。調(diào)節(jié)沉淀池、UASB厭氧池及CASS池的剩余污泥進入污泥濃縮池濃縮后加入絮凝劑,在污泥脫水車間用帶式壓濾機脫水，干污泥外運處置或用作農(nóng)肥。污泥濃縮池上清液、帶式壓濾機濾網(wǎng)沖洗水和壓濾液回流進行再處理.2.5水質(zhì)水量及處理要求根據(jù)調(diào)查了解數(shù)據(jù)和相關資料,該廠的污水水量及水質(zhì)如下：設計最大進水量：2400m3/d小時平均水量：100m3/h根據(jù)相關要求，處理后的廢水需達到《肉類加工業(yè)水污染排放標準》（GB13457-92）中畜類屠宰加工的一級標準的排放要求［16].表1進出水水質(zhì)標準pHCODcr(mg/L)BOD5（mg/L）SS（mg/L）NH3—N（mg/L)大腸桿菌（個/L）進水出水6。0—8。56。0—9。02400801100306006065151。0×105—1。7×10550003粗格柵、集水池及提升泵房的設計3。1粗格柵的設計計算3。1.1粗格柵設計說明及參數(shù)確定格柵是污水處理廠第一道預處理設施，可去除大尺寸的漂浮物或懸浮物，以保護進水泵的正常運轉,并盡量去掉那些不利于后續(xù)處理過程的雜物。本設計擬用GH型鏈條式回轉格柵除污機（見圖7），回轉式格柵除污機采用懸掛式雙擊渦輪桿減速機，使傳動鏈輪與傳動鏈條的嚙合調(diào)整保持良好狀態(tài)。整機水上部分采用鋁合金型材、板材;水下部分為優(yōu)質(zhì)不銹鋼.清污耙固定在兩根牽引鏈條之間,可隨鏈條回轉.每個耙齒都插入柵隙內(nèi)一定深度。當耙齒轉到柵體頂部牽引鏈條換向時，齒耙也隨之反轉，污物脫落［17]。設計參數(shù)：設計進水最大流量柵條間隙柵前水深過柵流速安裝傾角3.1。2柵條間隙個數(shù)柵條間隙個數(shù):式中：—最大設計流量，—格柵傾角，(），取—柵條間隙,,取-柵條間隙個數(shù),個-柵前水深，，取—過柵流速，,取格柵設兩組,按兩組同時工作設計,一格使用，一格工作校核.則：圖7GH型鏈條式回轉格柵除污機3.1.3柵槽寬度計算柵槽寬度一般比格柵寬0。2～0。3m，取設柵條寬度：則柵槽寬度:格柵的設計計算圖如圖8所示。3。1.4進水渠道寬部分的長度設進水渠道寬，其漸寬部分展開角度,進水渠道內(nèi)的流速為。3.1.5柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度格柵與出水渠道連接處的漸窄部分長度:圖8格柵設計計算圖3.1。6柵槽總長度格柵總長：式中：為柵前渠道深，，m3.1.7通過格柵的水頭損失通過格柵的水頭損失：式中:-設計水頭損失，m—計算水頭損失，m—系數(shù)，格柵受污染物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用—阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關,設柵條端斷面為銳邊矩形斷面,設柵后槽總高度為，柵前渠道超高3。1。8每日柵渣量每日柵渣量：式中：為柵渣量,污水,格柵間隙為16~25mm時,污水；格柵間隙為30～50mm時，污水。本設計格柵間隙為10mm，取污水，則根據(jù)清洗方法,格柵和篩網(wǎng)都可設計成人工清渣和機械清渣兩類，當污染物量大時,一般采用機械清渣,以減少人工勞動量.本設計柵渣量大于0.2m3/d3。2集水池和提升泵房的設計3.2.1設計說明污水泵房用于提升污水廠的污水,以保證污水能在后續(xù)處理構筑物內(nèi)暢通地流動，它由機器間、集水池、格柵、輔助間等組成,機器間內(nèi)設置水泵機組和有關的附屬設備，格柵和吸水管安裝在集水池內(nèi)，集水池還可以在一定程度上調(diào)節(jié)來水的不均勻性,以便水泵較均勻工作，格柵的作用是阻攔水中粗大的固體雜質(zhì),以防止雜物阻塞和損壞水泵，輔助間包括貯藏室、修理間、休息室和廁所等[18]。3.2。2設計流量3。2.3選泵前總揚程估算經(jīng)過粗格柵的水頭損失為0.5m，進水管渠內(nèi)水面標高為—2。335m，則格柵后的水面標高為:—2.335-0。5=—2.835m。設集水池的有效水深為2m，則集水池的最低工作水位為：—2.835-2=-4.835m，所需提升的最高水位為6.78m出水管管線水頭損失計算如下［19]：出水管，選用管徑為200mm的鑄鐵管。查《給水排水設計手冊》第1冊得：，；出水管線長度估算為37m，局部系數(shù)為8。則出水管管線水頭損失為:泵站內(nèi)的管線水頭損失假設為2。0m，考慮自由水頭為1m,則水泵總揚程為：3。2.4泵的選擇根據(jù)流量，揚程，擬選用150WLI170—16.5型立式污水泵，每臺水泵的流量為，揚程為。選擇集水池與機器間合建的圓形水泵站，考慮選用2臺水泵，一用一備。選用150WLI170-16.5型污水泵是可行的[17].3。2。5附屬設備選擇(1）本污水泵站為自灌式，無須引水裝置；(2）為了松動集水坑內(nèi)的沉渣，從水泵的壓水管上接出一根直徑為50mm的鋼管伸入集水坑中，定期將沉渣沖起，由水泵抽；（3）本污水泵站的集水池利用通風管自由通風,在屋頂設置風帽，機器間進行自然通風,在屋頂設置風帽；（4)起重設備選用電動葫蘆。4細格柵與調(diào)節(jié)沉淀池的設計計算4。1細格柵的設計與計算4.1。1設計說明及參數(shù)確定格柵也屬于預處理固液分離設備，本設計選用反切式單向流旋轉細格柵,該設備對處理含有大量豬毛的屠宰廢水，固液分離效果好,除毛率可達95％。同時，運行穩(wěn)定，操作方便，可解決在其他同類常出現(xiàn)的廢水流經(jīng)柵網(wǎng)時水流不暢以及清洗困難的問題。本設計采用XWB-Ⅱ型背耙式細格柵除污機[17］。設計參數(shù)：柵條間隙柵前水深過柵流速安裝傾角4。1.2柵條間隙個數(shù)柵條間隙個數(shù)：式中：—最大設計流量,—格柵傾角,（）,取—柵條間隙，，取—柵條間隙個數(shù),個—柵前水深,,取—過柵流速，，取細格柵只設一組，則：4.1.3柵槽寬度柵槽寬度一般比格柵寬0。2～0.3m,取0。3m設柵條寬度：則柵槽寬度：4。1.4進水渠道寬部分的長度設進水渠道寬，其漸寬部分展開角度，進水渠道內(nèi)的流速為0。77m/s.4。1.5柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度格柵與出水渠道連接處的漸窄部分長度：4.1。6柵槽總長度格柵總長：式中：為柵前渠道深，，m4.1.7通過格柵的水頭損失通過格柵的水頭損失:式中:—設計水頭損失，m—計算水頭損失,m-系數(shù)，格柵受污染物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用—阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關，設柵條端斷面為銳邊矩形斷面,柵后槽總高度為，柵前渠道超高4。1。8每日柵渣量每日柵渣量:式中：為柵渣量，污水；格柵間隙為16～25mm時，污水;格柵間隙為30~50mm時，污水。本設計格柵間隙為5mm，取污水，則采用人工清渣。4。2調(diào)節(jié)沉淀池設計計算4.2.1設計說明及設計參數(shù)屠宰廢水的水量和水質(zhì)隨時間的變化幅度較大，為保證后續(xù)處理構筑物或設備的正常運行，需對廢水的水量、水質(zhì)進行調(diào)節(jié)。由于屠宰廢水中懸浮物(SS）濃度較高，此調(diào)節(jié)池也兼具有沉淀、撇油的作用，該池設計有沉淀池的泥斗,有足夠的水力停留時間，保證后續(xù)處理構筑物能連續(xù)運行，其均質(zhì)作用主要靠池側的沿程進水，使同時進入池的廢水轉變?yōu)榍昂蟪鏊?，以達到與不同時序的廢水相混合的目的；污泥由鏈式刮泥機刮入泥斗，浮渣和浮油則靠撇渣器撇走。設計參數(shù)：水力停留時間；設計流量，采用機械刮泥除渣。水質(zhì)指標見表2所示：表2調(diào)節(jié)沉淀池進出水水質(zhì)指標水質(zhì)指標CODcrBOD5SSNH3—N進水水質(zhì)（mg/L）去除率(％）出水水質(zhì)（mg/L）2400722321100710236005030065760調(diào)節(jié)沉淀池的設計計算圖如圖9：圖9調(diào)節(jié)沉淀池設計計算圖4.2.2沉淀池容積尺寸池子有效容積為：取池子總高度，其中超高，有效水深，則池面積：池長取，池寬取，則池子總尺寸為：4.2。3理論上每日的污泥量式中：—設計流量，—進水懸浮物濃度，—出水懸浮物濃度，—污泥含水率，％4。2。4污泥斗尺寸取斗底尺寸為，污泥斗傾角取，則污泥斗的高度為：污泥斗的容積：符合設計要求，采用機械泵吸泥4。2.5進水出水布置進水起端兩側設進水堰，水堰設置成鋸齒形三角堰，堰長為池長的2/3。沉淀池整個出流堰的單位長度溢流量應相等。堰前設置擋渣板，以阻攔漂浮物，同時應設置浮渣收集與排除裝置。為適應水流的變化或構筑物的不均勻沉降,堰板安裝孔應便于上下調(diào)節(jié)堰口高度，使出水口堰保持水平.5UASB反應器的設計計算5。1設計說明UASB是一種結構緊湊，效率高的厭氧反應器。它的容積負荷率高，水力停留時間較短，因此所需池容大大縮小.設備簡單，運行方便,無需設沉淀池和污泥回流裝置，不需充填填料，也不需在反應區(qū)設機械攪拌裝置,造價相對較低，便于管理，且不存在堵塞問題［20]。5.2設計參數(shù)5。2。1參數(shù)選取設計參數(shù)選取如下：容積負荷（）;污泥產(chǎn)率；產(chǎn)氣率5。2.2設計水質(zhì)表3UASB反應器進出水水質(zhì)指標水質(zhì)指標CODcrBOD5SSNH3-N進水水質(zhì)（mg/L)去除率（%）出水水質(zhì)（mg/L）223275558102380204。6300501506045335。2。3設計水量5。3設計計算5.3.1反應器容積的計算UASB反應器反應區(qū)容積（）的設計采用進水容積負荷法：式中：—UASB反應器的進水流量，—進水的有機物質(zhì)量濃度,-進水有機物CODcr或BOD5容積負荷，將UASB設計成圓形池子，布水均勻，處理效果好。取水力負荷,則采用4座相同的UASB反應器，則取，則實際橫截面積為：實際表面水力負荷為：故符合設計要求.5.3。2配水系統(tǒng)設計本系統(tǒng)設計為圓形布水器（見圖10），每個UASB反應器設36個布水點。圖10UASB布水系統(tǒng)設計計算圖(1）參數(shù):每個池子流量：(2）設計計算:①圓環(huán)直徑計算：每個孔口服務面積為在1～3之間，符合設計要求?？稍O3個圓環(huán)，最里面的圓環(huán)設6個孔口，中間設12個，最外圍設18個孔口。內(nèi)圈6個孔口設計：服務面積折合為服務圓的直徑為：用此直徑作一個虛圓，在該圓內(nèi)等分虛圓面積處設一實圓環(huán),其上布6個孔口，則圓的直徑計算如下：則②中圈12個孔口設計：服務面積：折合成服務圓直徑為：中間圓環(huán)直徑計算如下：則③外圈18個孔口設計：服務面積：折合成服務圈直徑為：外圓環(huán)的直徑計算如下：則5.3.3三相分離器的設計（1）設計說明[20]圖11UASB三相分離器設計計算圖三相分離器（見圖11）要具有氣、液、固三相分離的功能.三相分離器的設計主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設計。三相分離器中氣液分離的主要功能是改變反應器中氣泡的流向,以防止氣泡進入沉淀區(qū)而干擾沉淀區(qū)中的泥水分離及回流。雖然三相分離器結構形式各不相同,但它們的設計思想是基本一致的，即必須考慮以下幾個問題:①在泥水進入沉淀區(qū)前，必須有效地將氣泡分開；②沉淀區(qū)應具有穩(wěn)定的流態(tài)，以獲得良好的泥水分離效果；③沉淀區(qū)中濃縮的懸浮固體能借助于反應器內(nèi)固體與液體之間的密度差產(chǎn)生循環(huán)液流,使?jié)饪s的懸浮固體不斷地返回反應器內(nèi)（污泥的回流速度除取決于密度差外，還與反應器中的產(chǎn)氣速率和系統(tǒng)的阻力大小有關）。（2）沉淀區(qū)的設計三相分離器的沉淀區(qū)的設計與二次沉淀池的設計相同，主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和表面負荷率決定.由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機物還可以發(fā)生一定的生化反應，產(chǎn)生少量氣體，這對固液分離不利，故設計時應滿足以下要求：1)沉淀區(qū)水力表面負荷＜1。0m/h;2）沉淀器斜壁角度設為，使污泥不致積聚，盡快落入反應區(qū)；3）進入沉淀區(qū)前，沉淀槽底縫隙的流速≤2m/h；4）總沉淀水深應大于1。5m；5)水力停留時間介于1.5~2h；如果以上條件均能滿足，則可達到良好的分離效果.沉淀器（集氣罩）斜壁傾角沉淀區(qū)面積為:表面水力負荷為故符合設計要求(3）回流縫設計：回流縫的作用是實現(xiàn)污泥的循環(huán)回流，其大小必須滿足使沉淀室中的污泥能順利回流到反應器中而不致積累的要求。取，,,則式中:—下三角集氣罩底水平寬度,—下三角集氣罩斜面的水平夾角—下三角集氣罩的垂直高度，下三角集氣罩之間的污泥回流縫中混合液的上升流速可用下式計算：式中：-反應器中廢水流量,-下三角形集氣罩回流縫面積，，符合設計要求。上下三角形集氣罩之間回流縫中流速（）可用下式計算:式中：—反應器中廢水流量，-上三角形集氣罩回流縫之間面積,取回流縫寬，上集氣罩下底寬，則故符合設計要求.確定上下三角形集氣罩相對位置及尺寸,由圖11可知：故由上述尺寸可計算出上集氣罩上底直徑為：（4）氣液分離設計，，,一般廢水的＞凈水的，故取由斯托克斯公式可得氣體上升速度為：，則：，，故滿足設計要求。5.3.4進、出水系統(tǒng)的設計目前，生產(chǎn)性UASB反應器裝置所采用的進水方式大致可分為間隙式進水、脈沖式進水、連續(xù)均勻進水和連續(xù)進水與間歇回流相結合的進水方式等幾種.一般情況下多采用連續(xù)均勻進水方式，必要時可采用脈沖式進水和連續(xù)進水與間歇回流相組合的進水方式。當反應器運行正常后，一般不必進行回流,而連續(xù)進水。采用鋸齒形出水槽,槽寬0。2m，槽高0.2m.5.3.5排泥系統(tǒng)設計產(chǎn)泥量為:每日產(chǎn)泥量，則每個UASB日產(chǎn)泥量，可用130mm排泥管，每天排泥一次。5。3.6產(chǎn)氣量計算每日產(chǎn)氣量：6CASS反應器的設計計算6.1設計說明經(jīng)UASB處理后的廢水,CODcr含量仍然很高，要達到排放標準，必須進一步處理，即采用好氧處理CASS反應裝置，其結構簡單，運行控制靈活，集反應、沉淀、排水于一體，對污染物質(zhì)的降解是一個時間上的推流過程，微生物處于好氧—缺氧—厭氧周期性變化之中，因此具有較好的脫氮除磷功能。該工藝在國內(nèi)外廢水處理廠均獲得了良好的效果，CODcr的去除率可大于90％,BOD5去除率大于95％，并達到良好的脫氮除磷效果,完全可以達標排放［21]。6。2設計參數(shù)6。2。1參數(shù)選?。?）污泥負荷率：Ns取值為（2）污泥濃度和SVI：污泥濃度采用，SVI取1006.2.2設計水量水質(zhì)表4CASS反應器設計進水水質(zhì)水質(zhì)指標CODcrBOD5SSNH3—N進水水質(zhì)（mg/L）去除率（%）出水水質(zhì)（mg/L)5588680204。6853015060603355156.3設計計算6.3。1曝氣時間設混合液污泥濃度，污泥負荷，充水比,曝氣時間為[16］：6.3.2沉淀時間當污泥濃度小于時，污泥界面沉降速度為:式中:-污水溫度設污水溫度,污泥界面沉降速度為：設曝氣池水深，緩沖層高度，沉淀時間為：6。3.3運行周期設排水時間，運行周期每日周期數(shù)為:6。3。4曝氣池容積曝氣池個數(shù)，每座曝氣池容積：6。3.5復核出水溶解性BOD5根據(jù)設計出水水質(zhì)，出水溶解性BOD5應小于23.61mg/L，本設計中出水溶解性BOD5為:計算結果滿足設計要求。6。3。6計算剩余污泥量15℃時,活性污泥自身氧化系統(tǒng)系數(shù)：剩余生物污泥量:剩余非生物污泥:剩余污泥總量：6。3.7復核污泥齡計算結果表明污泥齡可以滿足氨氮完全硝化的需要。6。3。8復核潷水高度曝氣池有效水深，潷水高度復核結果與設定值相同。6。3.9設計需氧量考慮最不利情況，按夏季時最高水溫計算設計需氧量。根據(jù)《室外給水設計規(guī)范GBJ14-1987》（1997年版）第6.7.2條,設計需氧量AOR：式中，第二部分為氨氮硝化需氧量,a，b，c為計算系數(shù),a=1.47，b=4.6，c=1。42。6。3.10標準需氧量標準需氧量計算公式如下：式中：—20℃時氧在清水中飽和溶解度，取;-氧總轉移系數(shù),取;—氧在污水中飽和溶解度修正系數(shù)，??；—因海拔高度不同而引起的壓力系數(shù)；—所在地區(qū)大氣壓力，Pa；—設計污水溫度，本設計中冬季污水,夏季；—設計水溫條件下曝氣池內(nèi)平均溶解氧飽和度,mg/L；—設計水溫條件下氧在清水中的飽和溶解度,mg/L；—空氣擴散裝置處的絕對壓力，Pa，；—空氣擴散裝置淹沒深度，m;—氣泡離開水面時的含氧量，%；—空氣擴散裝置氧轉移效率，%,可由設備樣本查得;—曝氣池內(nèi)平均溶解氧濃度，取。工程所在地海拔高度900m，大氣壓P為,壓力修正系數(shù)：射流曝氣頭安裝在距池底0.3m處,淹沒深度4.7m,其絕對壓力為：射流曝氣頭氧轉移效率為20％，氣泡離開水面時含氧量:水溫25℃,清水飽和度為8。4mg/L，曝氣池內(nèi)平均溶解氧飽和度：標準需氧量SOR：空氣用量:最大氣水比=685×24/2400=6。856。4射流曝氣器安裝及曝氣池布置射流曝氣是利用射流曝氣器將氣流或氣-液混合流導入曝氣池，以增加液體中氧含量的系統(tǒng)，它是曝氣方式一種較早的改進,其充氧性能高于穿孔管曝氣，且維護方便。目前，仍有新型的流曝氣裝置出現(xiàn)。射流曝氣器（圖12）主要由工作噴嘴、進氣管、吸氣室、喉管(混合管）及擴散管組成。射流曝氣法在國外應用得更多，并逐漸成為繼鼓風曝氣和機械曝氣后的第三類曝氣法。國內(nèi)對射流曝氣法的研究和應用始于七十年代,主要用在中小型污水處理裝置中。目前國內(nèi)外研究和應用較多的仍是自吸式單級單噴嘴潛水射流器,它構造簡單，加工容易，運行可靠。圖12射流曝氣器射流曝氣原理：射流器采用文丘里噴嘴，工作水泵出水通過射流器的噴嘴，隨著噴嘴直徑變小,液體以極高的速度從噴嘴噴射出來，高速流動的液體穿過吸氣室進入喉管，在喉管形成局部真空,通過導氣管吸入（或壓入）的大量空氣進入喉管后，在噴水壓力的作用下被分割成大量微小的氣泡，與水形成混合體。氣液混合體通過擴散管向外排出,其速度減慢,壓力增強，形成強力噴射流,對廢水攪拌充氧.氣泡經(jīng)多次切割,噴射擾動后，變成無數(shù)細小氣泡，其表面積很大，使空氣中的氧更易快速溶解于水中。由于氣泡直徑小,上升速度緩慢，從而延長了大氣中氧氣溶解于水的時間，促使廢水和氧氣充分混合接觸,氧化廢水中的還原性物質(zhì)，殺滅大部分還原菌和其它一些厭氧菌，進而達到處理廢水的目的[22].圖13HLP型自吸射流曝氣機工作原理本設計采用自吸式潛水射流曝氣器，規(guī)格參數(shù)：HLP—752A型（見圖13）,功率：7。5kw，電壓：380V，空氣量：135m3/h，最淺水深：4。5m，供氧能力：7。0—8。4kgO2/h。每座曝氣池安裝16組,采用浸沒式豎直安裝,材質(zhì)為不銹鋼。射流加壓泵規(guī)格參數(shù)為:WQ600—15運行時,水泵葉輪在潛水電機帶動下高速旋轉，將泥水混合物推入射流器形成射流,在射流周圍產(chǎn)生負壓區(qū)，將空氣通過吸氣管吸入射流噴嘴負壓區(qū)，在射流器的喉管內(nèi)進行氣、水、泥充分混合，又通過射流器的擴散管將射流的動能逐步轉變成壓能后進入散流器。在散流器內(nèi)，氣、水、泥混合物進一步混合，迫使氣體繼續(xù)剪切、粉碎并乳化，保證絕大部分氧充分溶解于水中。同時,在射流流體壓力的作用下，射流攜帶氧分子和微小氣泡，從散流器的噴嘴中傾斜向下噴出、擴散，形成對水體和對生化池底部污泥沖擊、攪拌后，由池底緩緩上升至水面，微氣泡在水中停留時間一般長達30秒以上，使空氣中的氧充分被溶解和吸收，提高了氧轉移效率和充氧