基本概况

2.1水质简介

生产工艺

肉鸭屠宰主要包括宰前淋浴、屠宰、烫毛、除毛、剖解、冷冻等过程。

废水来源

肉类加工工业废水主要来自；宰前饲养场排放的畜粪冲洗水；屠宰车间排放的含血污和畜粪的地面冲洗水；烫毛时排放的含大量羽毛的高温水；剖解车间排放的含肠胃内容物的废水。此外，还有来自冷冻机房的冷却水和来自车间卫生设备、锅炉、办公楼等排放的生活污水。

2.1.3水质特点

肉鸭屠宰废水中含有大量的血污、油脂、毛、肉屑、动物粪便等。它具有水量较大、排水不均匀、浓度较高、杂质和悬浮物多、可生化性好等特点。另外它与其他高浓度有机废水的最大不同在于它的NH₃-N、TN及TP浓度较高，因此在工艺设计中应充分考虑以上指标对废水处理造成的影响。

2.2设计水质水量

设计水量

根据厂方提供的水量资料，现有污水处理系统最大处理能力1000m3/d，要求改造处理能力达到2000m3/d，设计按每天24小时连续运行计算，则设计处理量为85m³/h 

2.2.2设计进水水质

根据同类企业所排放水质数据，确定设计进水水质如下所示：

表2-1设计进水水质

说明：进水指标以均质后计

设计出水水质

要求处理后废水水质达到COD_cr≤50mg/L，NH₃-N≤5mg/L。

工艺选择

3.1工艺选择的原则

作为企业基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节，废水处理工程的建设和运行意义重大。由于废水处理工程的建设和运行不但耗资较大，而且受多种因素的制约和影响，其中处理工艺方案的优化选择对确保处理站的运行性能和降低费用最为关键，因此有必要根据确定的标准和一般原则，从整体优化的观念出发，结合设计规模、废水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的方案，经全面经济技术比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。

在废水处理工程的总体工艺方案确定中，将遵循以下原则：

（一）处理效果稳定可靠

（二）工艺控制调节灵活

（三）工程实施切实可行

（四）运行维护管理方便

（五）投资运行费用节省

（六）整体工艺协调优化

3.2项目现状

1、处理工艺：调节池+厌氧池+曝气池+沉淀池。

2、厌氧池：16×5×5.8m，4格，有效容积1600m³；

   好氧池：9.76×6.5×5.8m，8格，有效容积2500m³；

   沉淀池：6×4.88×5.5m，4格，表面积117.12m²；

目前最大处理能力为1000 m³/d；

3、存在问题：

（1）缺少必要的预处理单元，油脂和悬浮物未经去除进入系统，导致生化系统处理能力受限，出水悬浮物及COD_cr等均超标；

（2）生化系统不完善，缺少混合液回流系统，缺少氨氮降解的反硝化过程，出水氨氮超标；

（3）整体工艺采用厌氧+好氧工艺，厌氧池进出水经过水孔实现，容易形成短流，无泥床搅拌设施，污泥沉降导致处理效率极低；

（4）好氧池采用传统的活性污泥法，脱氮除磷效果较差，导致出水不合格；

（5）曝气系统采用传统的膜式曝气器，使用4年多，膜片出现结垢、堵塞现象，曝气能力衰减，有机物去除率仅达50%，导致出水COD_cr超标；

（6）缺少污泥脱水设备，系统产生的大量剩余污泥长期储存于调节池内，致使调节池无法起到调节水质水量的作用，屠宰废水本身水质、水量变化较大，故导致生化系统进水波动大，易受冲击，出水不稳定；

（7）排放标准提高，现有工艺不能满足COD_cr≤50mg/L，NH₃-N≤5mg/L的排放标准。

3.3改造思路

根据所确定的废水进水水质和出水水质要求，结合现有污水处理系统的情况，本方案拟定如下改造思路：

1、为保证生化系统的正常运行，增加机械格栅、隔油池+溶气气浮作为预处理系统；

2、对原有生化系统进行升级改造，提高处理能力，满足水量增加的要求；

3、增加深度处理单元，对生化出水进行深度处理，满足提高后的出水排放要求；

4、改造后处理工艺为：“机械格栅+初沉池+调节池+气浮机+水解酸化+A/B+二沉池+BAF”。

5、尽量利用原有设备及构筑物，减少新增设备，降低投资；

6、选用节能产品，降低运行费用。

3.4预处理工艺说明

屠宰废水的预处理是整个系统能否有效运行的关键之一。屠宰废水中固体悬浮物（SS）高达800mg/l，该类悬浮物属易腐化的有机物，必须及时拦截，一方面可防止后续管道设备的堵塞，另一方面即时清理可避免悬浮固体有机质腐化溶入废水中而成为溶解性有机质，导致废水COD_Cr、BOD₅浓度提高。

所以处理时应首先进行预处理，一般采用机械格栅，经过格栅过滤后，进入隔油沉淀池除油，去除SS和油类，然后再通过气浮除掉较小的悬浮物，以保证后段生化的安全运行。

机械格栅

屠宰废水的预处理是整个系统能否有效运行的关键之一。屠宰废水中固体悬浮物（SS）高达600mg/L，该类悬浮物属易腐化的有机物，必须及时拦截，一方面可防止后续管道设备的堵塞，另一方面即时清理可避免悬浮固体有机质腐化溶入废水中而成为溶解性有机质，降低生化单元的负荷。所以处理时应首先进行预处理。

本方案采用粗、细两道机械格栅去除水中大块血污、油脂、毛、肉屑、动物粪便等，经过格栅过滤后，废水进入调节池。

3.4.2调节池

现场调节池共7格，从调节池首端隔出容积为50m³的池，作为混凝反应池，末端一格改为污泥浓缩池，其余5格用作调节初沉池。混凝反应池内设置穿孔搅拌，同时投加絮凝剂和助凝剂，使水中杂质形成絮体，在絮体的吸附作用下，悬浮杂质体积不断增大，再进入初沉池进行沉淀分离，同时废水在此进行水质水量的均衡调节，避免来水波动对系统造成冲击。设置混凝初沉池的目的，主要去除细小的泥沙等杂质，减轻后续气浮机和生化单元的负荷。沉淀在池底形成污泥， 通过穿孔排泥管，经浓浆泵排入污泥浓缩池。

3.4.3初沉池

通过投加PAC、PAM，水中悬浮杂质形成絮体，在此预沉淀从水中分离，有降低有机物和SS的功能，减轻溶气气浮的负荷。

3.4.4溶气气浮

溶气气浮先对空气加压，使其溶于水形成空气过饱和溶液，然后减至常压使空气析出，形成尺寸微细、粒度均匀、密集稳定的微小气泡，同时通过加入混凝剂，微小气泡粘附在杂质絮粒上，使絮体的密度小于水而上升，从而使固液分离。这种形式的气浮最小可去除粒径20μm的悬浮物。

肉鸡屠宰生产废水中的细小悬浮物及油脂，在气浮池内与减压后的溶气水混合，进行气浮操作过程，完成分离，气浮法在我国工业废水预处理中有较广的应用，技术比较成熟，是目前应用最广的气浮工艺。

在本项目中，溶气气浮作为预处理工艺具有以下优势：

① 气浮法表面负荷可高达12m³/m²·h，占地面积小；

②气浮法具有预曝气作用，出水和浮渣都含有一定的溶解氧，有利于后续处理，泥渣不易腐化；

③溶气气浮工艺中部分回流气浮法处理效果显著稳定， 可比一般的混凝沉淀工艺节省药剂费50%以上；

④工艺过程及设备比较简单，便于管理、维护。

3.5 生化工艺介绍

本项目屠宰废水的典型特点是生化性好，有机物降解比较容易，其处理难点在于脱氮除磷。屠宰废水中NH₃-N不高，但TN及TP含量较高，TN是有机氮和无机氮的总量，包括硝态氮、亚硝态氮、离子态氮和蛋白质氨基酸等。普通的生物脱氮工艺如A/O系统对氨氮（游离氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氮）的去除效果较好，但对TN、TP的去除效果不佳。因此，本方案设计将原有简单的厌氧池+好氧池系统改造为水解酸化+A/B法工艺。具体介绍如下：

3.5.1水解酸化单元

水解酸化的主要作用是使废水发生适度的预酸化，为随后进行的生化反应提供良好的环境。在前期进行水解处理，其具有双重作用，一是对废水进行生物预处理，改善其生化性，并吸附、降解一部分有机物；二是对系统的污泥进行消化处理。 水解工艺利用厌氧处理的水解和酸化阶段，而放弃产甲烷（碱性发酵）阶段，水解处理的主要目的是通过水解和非水解作用实现难生物降解有机物的转化，通过分子结构改变(开环、断键、 裂解、基团取代、还原等)，使结构复杂难生物降解的有机物分子转化成可慢速或快速生物降解的有机物，从而明显改善污水的可生物处理性。

本次改造将原有4格厌氧池中的2格改为水解酸化池，有效容积约800m³，HRT9.5h，池内设置升流式布水系统，采用一点一布均匀布水方式，在配水同时兼有水力搅拌的功能，还可以有效防止水流短路。同时池内加装盾式纤维填料，为微生物提供载体。它由纤维束和中心绳两部分组成，纤维束以支架固定纤维，中间有空隙，可通气通水，这类填料可有效避免软性纤维填料出现的结球现象，接触传质效果良好，氧利用率高，经济实用。

3.5.2A/B工艺单元

A/B法是不同于传统活性污泥法，其最大特点在于A、B两段的生物菌群特性不同。

A段属于高污泥负荷工段，A段主要通过絮凝、吸附作用去除有机物，靠生物氧化分解去除的有机物比例较小，约为1/3。池中的活性污泥与污水接触很短时间就能快速吸附大量有机物，主要通污泥中大部分细菌属于大肠杆菌群，其优势微生物种群属于原核微生物，即细菌和藻类为主，主要特点为：①微生物个体小且单一，有较大的比表面积；②微生物繁殖能力极强，代谢生产很快，倍增时间约20min；③微生物菌落数量大，是传统活性污泥法的20倍左右，约3×10⁷单位/mL；④微生物生理活性比传统活性污泥高40～50%，特别是对组成COD的主要成分—降解聚合物的活性几乎高出90%⑤适应的环境条件较宽，专一性不强，便于操作控制；⑥微生物具有自发絮凝性，有良好的沉淀性能。

本方案将原厌氧池的后2格改为A段和竖流沉淀池，A段容积占510m³，HRT6h，池内加装曝气装置。竖流沉淀池容积占290m³，表面负荷约1.5m³/m²·h，池内加装中心布水器，池外装污泥泵，将污泥回流至A段。

B段由原有的好氧池改造而成。分为厌氧、缺氧、缓冲和曝气四个环节，总体构成A²/O系统，容积占比分别为：1：1：1:5。其中缺氧池、缓冲池和曝气池设置曝气装置，通过进气阀门控制曝气量，使池中溶解氧呈梯度增加。由于曝气池之前有厌氧、缺氧、缓冲提供充分的调节和缓冲作用，因此曝气池进水水质非常稳定，且负荷较低。B段的末端加装内回流泵，将混合液回流至首端厌氧池，提高脱氮效率。B段中的又是微生物种群为原生动物、后生动物，它们生长期较长，要求环境稳定。因此B段的主要功能是过滤污水，吞食和消除由A段来的细菌微生物和有机物颗粒，并促使生物絮凝，提高出水水质。

3.5.3曝气设备介绍

本方案采用旋流剪切曝气器作为A/B工艺中的曝气装置。该曝气器应用卡门效应和边界分层效应，将气体形成雾化曝气和微泡曝气混合状态，汽水混合成湍流状态，同时，雾化曝气形成微米级气泡，氧溶解于混合扩散效率高，微泡曝气由于动能作用扩散混合效果好，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。该曝气器具有水、污泥提升作用，形成汽、水、污泥混合物的上升与下沉，在曝气器四周形成循环，池底不会形成大量污泥沉积。同时通过告诉水流作用打碎污泥团，通过溶解氧提高微生物活性，促进微生物对有机物的分解。

旋流剪切曝气器具有以下特点：

使用寿命15年以上，运行中无堵塞，维护成本低，无需定期清理曝气器；

间歇运行不产生堵塞，使用效果不衰减，设计取值100%，适合高浓度污泥曝气；

材料采用不锈钢、钛、塑料，耐腐蚀，使用寿命长于膜片式微孔曝气器；

老旧系统改造可实现不排水安装。

旋流剪切曝气器与传统的微孔曝气器对比见下页。

图1：旋流剪切曝气器与传统微孔曝气器曝气时效对比

表1：旋流剪切曝气器与传统微孔曝气器曝气对比

3.6沉淀池

本方案沉淀池在原有沉淀池基础上进行改造，池内加装中心布水器、排泥管，并设置污泥泵，将污泥回流至水解酸化、A段曝气池和B段厌氧池剩余污泥经排泥管排至污泥浓缩池进行减量处理。

3.7深度处理工艺

考虑到处理出水水质要求较高，结合我们多年的工程经验，为了污水处理稳定运行及污水的达标排放，需要在二级生化处理后设深度处理的工艺。目前国内外对废水深度处理按处理方法可分为生物法和物化法。近几年发展了生物法与物化法相结合的深度处理流程。采用的主要方法有曝气生物滤池、芬顿、过滤等工艺。

综合分析考虑本工程的建设规模、场地情况、进水特性、处理要求、工程运行费用和维护管理，我们选择多介质过滤器作为深度处理单元。多介质过滤器采用两种以上的介质作为滤层的介质过滤器，在深度处理系统中，用以去除污水中杂质、吸附油等，使水质符合生产回用的要求。过滤的作用，主要是去除水中的悬浮或胶态杂质，特别是能有效地去除沉淀技术不能去除的微小粒子和细菌等，BOD₅和COD_cr等也有某种程度的去除效果。

3.8污泥处理工艺

本方案污泥主要来源于气浮预处理、生化排泥以及二沉池排泥，系统排出的污泥经浓缩后，需要进行脱水处理。污泥脱水方法分为机械脱水和自然干化脱水，目前，用于污泥脱水处理的机械设备主要有：板框压滤机、带式压滤机、卧螺离心机和叠螺离心机，本方案采用带式压滤机对污泥进行脱水处理，具体介绍如下：

带式压滤机是消化国外先进技术研制开发的一种脱水设备，可以连续压滤大量的污泥，产品采用高强度镀锡方管制作，具有处理量大，脱水效率高，使用寿命长等特点，广泛用于各行业的固液分离中，其配置的轴承使用寿命长，密封性好，同时采用高品质的滤带，完全确保压滤机的性能和品质。

1、预处理脱水

原始污水在经过生物化等工艺处理后，再经过沉淀、浓缩，一部分水成为清液排出，原来的污水形成较高浓缩度的污泥，以达到带式压滤机的最佳工作条件。

2、重力脱水区

重力脱水区也可以说是高度浓缩区，预处理后的污泥经污泥泵输送到混合器中与加入的絮凝剂混合，使污泥絮凝，然后流入布料斗均匀送入网带，由此开始重力脱水，物料随滤带向前运行，游离太水在自重作用下通过滤带流入接水槽。

3、楔形区预脱水段

重力脱水后的污泥流动性完全丧失，随着滤带的向前运行，上下滤带间距逐渐减少，物料开始受到轻微压力，并随着滤带运行，压力逐渐增大，楔形区的作用是延长重力脱水时间，增加絮团的挤压稳定性，为进入压力区做准备。

4、高压脱水段

物料脱离楔形区就进入压力区，物料在此区内收挤压，沿滤带运行方向压力随挤压辊直经的减少而增加，物料受到挤压体积收缩，物料内的间隙游离水被挤出，此时，基本形成滤饼，继续向前至尾部的高压力，经过高压后滤饼的含水量可降低至最低。

5、滤饼排出

物料经过以上各阶段的脱水处理后形成滤饼排出，通过刮泥板刮下，上下滤带分开，经过高压冲洗水清除滤网孔间的微量物料，继续进一步脱水循环。

设计性能及优点：

1、滤带自动涨紧、自动纠偏

2、能耗低、使用寿命长；

3、易于管理，维修方便

4、脱水率高，滤饼含固率高；

5、噪音低、化学药剂用量少；

6、采用高效率喷头和洗刷机构进行自动清洗