基本概況

2.1水質(zhì)簡介

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、冷凍等過程。

廢水來源

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

2.1.3水質(zhì)特點

肉鴨屠宰廢水中含有大量的血污、油脂、毛、肉屑、動物糞便等。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。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(jù)廠方提供的水量資料，現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)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小時連續(xù)運行計算，則設計處理量為85m³/h 

2.2.2設計進水水質(zhì)

根據(jù)同類企業(yè)所排放水質(zhì)數(shù)據(jù)，確定設計進水水質(zhì)如下所示：

表2-1設計進水水質(zhì)

說明：進水指標以均質(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(jié)，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(jù)確定的標準和一般原則，從整體優(yōu)化的觀念出發(fā)，結(jié)合設計規(guī)模、廢水水質(zhì)特性以及當?shù)氐膶嶋H條件和要求，選擇切實可行且經(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(wěn)定可靠

（二）工藝控制調(diào)節(jié)靈活

（三）工程實施切實可行

（四）運行維護管理方便

（五）投資運行費用節(jié)省

（六）整體工藝協(xié)調(diào)優(yōu)化

3.2項目現(xiàn)狀

1、處理工藝：調(diào)節(jié)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、存在問題：

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

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

（3）整體工藝采用厭氧+好氧工藝，厭氧池進出水經(jīng)過水孔實現(xiàn)，容易形成短流，無泥床攪拌設施，污泥沉降導致處理效率極低；

（4）好氧池采用傳統(tǒng)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(tǒng)采用傳統(tǒng)的膜式曝氣器，使用4年多，膜片出現(xiàn)結(jié)垢、堵塞現(xiàn)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(tǒng)產(chǎn)生的大量剩余污泥長期儲存于調(diào)節(jié)池內(nèi)，致使調(diào)節(jié)池無法起到調(diào)節(jié)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(tǒng)進水波動大，易受沖擊，出水不穩(wěn)定；

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

3.3改造思路

根據(jù)所確定的廢水進水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求，結(jié)合現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)的情況，本方案擬定如下改造思路：

1、為保證生化系統(tǒng)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(tǒng)；

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

3、增加深度處理單元，對生化出水進行深度處理，滿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(diào)節(jié)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(gòu)筑物，減少新增設備，降低投資；

6、選用節(jié)能產(chǎn)品，降低運行費用。

3.4預處理工藝說明

屠宰廢水的預處理是整個系統(tǒng)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，該類懸浮物屬易腐化的有機物，必須及時攔截，一方面可防止后續(xù)管道設備的堵塞，另一方面即時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。

所以處理時應首先進行預處理，一般采用機械格柵，經(jīng)過格柵過濾后，進入隔油沉淀池除油，去除SS和油類，然后再通過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系統(tǒng)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，該類懸浮物屬易腐化的有機物，必須及時攔截，一方面可防止后續(xù)管道設備的堵塞，另一方面即時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。所以處理時應首先進行預處理。

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、動物糞便等，經(jīng)過格柵過濾后，廢水進入調(diào)節(jié)池。

3.4.2調(diào)節(jié)池

現(xiàn)場調(diào)節(jié)池共7格，從調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)初沉池。混凝反應池內(nèi)設置穿孔攪拌，同時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，再進入初沉池進行沉淀分離，同時廢水在此進行水質(zhì)水量的均衡調(diào)節(jié)，避免來水波動對系統(tǒng)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(xù)氣浮機和生化單元的負荷。沉淀在池底形成污泥， 通過穿孔排泥管，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(wěn)定的微小氣泡，同時通過加入混凝劑，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(nèi)與減壓后的溶氣水混合，進行氣浮操作過程，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，占地面積小；

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(xù)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穩(wěn)定， 可比一般的混凝沉淀工藝節(jié)省藥劑費50%以上；

④工藝過程及設備比較簡單，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是生化性好，有機物降解比較容易，其處理難點在于脫氮除磷。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(tǒng)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單的厭氧池+好氧池系統(tǒng)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，為隨后進行的生化反應提供良好的環(huán)境。在前期進行水解處理，其具有雙重作用，一是對廢水進行生物預處理，改善其生化性，并吸附、降解一部分有機物；二是對系統(tǒng)的污泥進行消化處理。 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水解和非水解作用實現(xiàn)難生物降解有機物的轉(zhuǎn)化，通過分子結(jié)構(gòu)改變(開環(huán)、斷鍵、 裂解、基團取代、還原等)，使結(jié)構(gòu)復雜難生物降解的有機物分子轉(zhuǎn)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(nèi)設置升流式布水系統(tǒng)，采用一點一布均勻布水方式，在配水同時兼有水力攪拌的功能，還可以有效防止水流短路。同時池內(nèi)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，這類填料可有效避免軟性纖維填料出現(xiàn)的結(jié)球現(xiàn)象，接觸傳質(zhì)效果良好，氧利用率高，經(jīng)濟實用。

3.5.2A/B工藝單元

A/B法是不同于傳統(tǒng)活性污泥法，其最大特點在于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，即細菌和藻類為主，主要特點為：①微生物個體小且單一，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，倍增時間約20min；③微生物菌落數(shù)量大，是傳統(tǒng)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(tǒng)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(nèi)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(nèi)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、緩沖和曝氣四個環(huán)節(jié)，總體構(gòu)成A²/O系統(tǒng)，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，通過進氣閥門控制曝氣量，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(diào)節(jié)和緩沖作用，因此曝氣池進水水質(zhì)非常穩(wěn)定，且負荷較低。B段的末端加裝內(nèi)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物、后生動物，它們生長期較長，要求環(huán)境穩(wěn)定。因此B段的主要功能是過濾污水，吞食和消除由A段來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，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)，池底不會形成大量污泥沉積。同時通過告訴水流作用打碎污泥團，通過溶解氧提高微生物活性，促進微生物對有機物的分解。

旋流剪切曝氣器具有以下特點：

使用壽命15年以上，運行中無堵塞，維護成本低，無需定期清理曝氣器；

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，使用壽命長于膜片式微孔曝氣器；

老舊系統(tǒng)改造可實現(xiàn)不排水安裝。

旋流剪切曝氣器與傳統(tǒng)的微孔曝氣器對比見下頁。

圖1：旋流剪切曝氣器與傳統(tǒng)微孔曝氣器曝氣時效對比

表1：旋流剪切曝氣器與傳統(tǒng)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行改造，池內(nèi)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(jié)合我們多年的工程經(jīng)驗，為了污水處理穩(wěn)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(nèi)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(jié)合的深度處理流程。采用的主要方法有曝氣生物濾池、芬頓、過濾等工藝。

綜合分析考慮本工程的建設規(guī)模、場地情況、進水特性、處理要求、工程運行費用和維護管理，我們選擇多介質(zhì)過濾器作為深度處理單元。多介質(zhì)過濾器采用兩種以上的介質(zhì)作為濾層的介質(zhì)過濾器，在深度處理系統(tǒng)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

本方案污泥主要來源于氣浮預處理、生化排泥以及二沉池排泥，系統(tǒng)排出的污泥經(jīng)濃縮后，需要進行脫水處理。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行脫水處理，具體介紹如下：

帶式壓濾機是消化國外先進技術(shù)研制開發(fā)的一種脫水設備，可以連續(xù)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，使用壽命長等特點，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，密封性好，同時采用高品質(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)過生物化等工藝處理后，再經(jīng)過沉淀、濃縮，一部分水成為清液排出，原來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(qū)

重力脫水區(qū)也可以說是高度濃縮區(qū)，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濾帶流入接水槽。

3、楔形區(qū)預脫水段

重力脫水后的污泥流動性完全喪失，隨著濾帶的向前運行，上下濾帶間距逐漸減少，物料開始受到輕微壓力，并隨著濾帶運行，壓力逐漸增大，楔形區(qū)的作用是延長重力脫水時間，增加絮團的擠壓穩(wěn)定性，為進入壓力區(qū)做準備。

4、高壓脫水段

物料脫離楔形區(qū)就進入壓力區(qū)，物料在此區(qū)內(nèi)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(nèi)的間隙游離水被擠出，此時，基本形成濾餅，繼續(xù)向前至尾部的高壓力，經(jīng)過高壓后濾餅的含水量可降低至最低。

5、濾餅排出

物料經(jīng)過以上各階段的脫水處理后形成濾餅排出，通過刮泥板刮下，上下濾帶分開，經(jīng)過高壓沖洗水清除濾網(wǎng)孔間的微量物料，繼續(xù)進一步脫水循環(huán)。

設計性能及優(yōu)點：

1、濾帶自動漲緊、自動糾偏

2、能耗低、使用壽命長；

3、易于管理，維修方便

4、脫水率高，濾餅含固率高；

5、噪音低、化學藥劑用量少；

6、采用高效率噴頭和洗刷機構(gòu)進行自動清洗