嚴(yán)寒地區(qū)屠宰廢水處理改造擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)

趙勇嬌 單連斌 王允妹 陳明 崔勇

摘 要：針對(duì)原有屠宰廢水處理工藝存在問(wèn)題及應(yīng)對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)低溫環(huán)境，采用ABR+SBR+BAF工藝，對(duì)原污水處理設(shè)施進(jìn)行改造擴(kuò)建，運(yùn)行結(jié)果表明COD、BOD5、SS、NH3-N去除率可分別達(dá)到97.7%、98.4%、98.25%、95.38%，出水達(dá)到《肉類加工工業(yè)水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中肉制品加工一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。冬季運(yùn)行成本為2.31元/t。

關(guān)鍵詞：嚴(yán)寒地區(qū) ?屠宰廢水 ?ABR ?SBR

中圖分類號(hào)：X506 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（b）-0119-03

Reconstruction and Expansion Design of Slaughter Wastewater Treatment in Severe Cold Trgion

Zhao Yongjiao

（Shenyang Academy of Environmental Sciences，Shenyang，Liaoning，110016，China）

Abstract：According to the problem of the original process of slaughterhouse wastewater，and in response to low temperature environment in severe cold trgion， ?using ABR+SBR+BAF process，to expansion and transformation of the original sewage treatment facilities. The running results showed that，the removal ratio of CODcr，BOD5，SS，NH3-N can reach 97.7%，98.4%， 98.25%， 95.38% respectively. The quality of the effluent can meet the requirements for the first-order of the comprehensive discharge standard of water pollutants for meat processing industry.The running cost was 2.31 RMB/Ton in winter.

Key Words：Severe Cold Trgion;Slaughter Water;ABR;SBR

某屠宰與肉食品加工企業(yè)位于黑龍江省，是以生豬屠宰、肉食品加工為主的企業(yè)。企業(yè)原污水站設(shè)計(jì)處理水量2400 m3/d，進(jìn)水水質(zhì)COD=2000 mg/L，BOD=1000 mg/L，氨氮=60 mg/L，懸浮物=1200 mg/L，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)為《肉類加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13457-92）的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，由于現(xiàn)有水量、水質(zhì)超出原設(shè)計(jì)范圍等多種原因，導(dǎo)致處理效果不佳，企業(yè)決定對(duì)現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行升級(jí)改造，升級(jí)改造完畢后處理規(guī)模達(dá)到3600噸/日，出水達(dá)到《肉類加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13457-92）的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，以滿足企業(yè)的正常生產(chǎn)要求。

1 廢水情況及排放標(biāo)準(zhǔn)

本方案設(shè)計(jì)廢水處理量為3600 m3/d，廢水處理設(shè)施每天24 h運(yùn)行。污水處理站出水水質(zhì)要求達(dá)到《肉類加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13457-92）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1。

2 現(xiàn)有設(shè)施問(wèn)題診斷

企業(yè)原污水處理站工藝流程：粗細(xì)格柵+豎流式沉砂池+調(diào)節(jié)池+ABR+中間池+BAF+消毒池，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)考察及分析后，提出如下主要問(wèn)題：

（1）原粗細(xì)格柵全部放在地下6 m的地下積水泵房，不僅由于一旦停電造成粗細(xì)格柵被淹沒(méi)，而且地下室空間窄小潮濕、有異味，清渣操作環(huán)境惡劣。

（2）粗細(xì)格柵選型不當(dāng)，柵間隙過(guò)大，豎流式沉砂室池體積太小，導(dǎo)致調(diào)節(jié)池、隔油沉砂池和ABR大量沉積污泥，并使部分污泥由于停留時(shí)間長(zhǎng)而消化上浮，從而影響整套處理設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）由于進(jìn)水水量增大，沖擊負(fù)荷較大，而原有調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)容積只占總水量的30%左右，不能達(dá)到對(duì)水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)作用。

（4）進(jìn)水水量、水質(zhì)遠(yuǎn)超過(guò)原設(shè)計(jì)范圍。

（5）原設(shè)計(jì)工藝選擇不合理，屠宰污水屬于中高濃度有機(jī)污水，如果前處理不好，BAF非常容易堵塞，不僅增加了反沖洗的頻率也增加了無(wú)功運(yùn)行時(shí)間。導(dǎo)致處理后水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。

（6）污泥處理設(shè)施較簡(jiǎn)陋。

3 工藝流程及設(shè)計(jì)說(shuō)明

3.1 工藝流程

生產(chǎn)污水首先經(jīng)粗格柵去除粗大懸浮物，再經(jīng)轉(zhuǎn)鼓細(xì)格柵進(jìn)一步去除懸浮物，然后進(jìn)入平流隔油沉淀池，浮油和分散油靜止上浮，浮油及底泥由刮油刮泥機(jī)去除，而后污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，均質(zhì)均量后，污水由泵經(jīng)一級(jí)提升，進(jìn)入氣浮管道混合器并與加入的無(wú)機(jī)絮凝劑（PAC）和有機(jī)絮凝劑（PAM）反應(yīng)后，污水進(jìn)入氣浮池，利用空壓機(jī)使壓縮空氣與污水在溶氣罐中充分混合，溶氣水在氣浮槽中釋放后產(chǎn)生大量氣泡使大量懸浮物、油脂上浮由刮渣機(jī)撇渣而被去除，出水進(jìn)入ABR池，經(jīng)過(guò)ABR中污泥層攔截進(jìn)一步去除細(xì)小的懸浮物質(zhì)，并將污水中難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到馕镔|(zhì)，提高了污水的可生化性，同時(shí)去除部分CODCr后，自流進(jìn)入SBR反應(yīng)池進(jìn)行生物處理。在SBR反應(yīng)池內(nèi)污水按時(shí)間順序完成進(jìn)水同時(shí)曝氣2 h、靜止攪拌2 h、再曝氣2 h、沉淀1 h、排水1 h四個(gè)步驟，然后進(jìn)行下一周期的反應(yīng)，出水達(dá)標(biāo)排放。平流沉淀池底泥、氣浮槽浮渣、ABR和SBR剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮槽，濃縮后污泥經(jīng)帶式壓濾機(jī)壓濾后，泥餅定期外運(yùn)處置。污泥濃縮槽上清液和帶式壓濾機(jī)壓濾水回到調(diào)節(jié)池再處理。工藝流程圖見(jiàn)圖1。

3.2 改造擴(kuò)建方案

該工程污水處理量為3600 m3/d，折合成小時(shí)平均處理量為150 m3/h。其中屠宰污水量約2200 m3/d，排放時(shí)間約15 h，其余肉制品加工污水和生活污水量約1400 m3/d，24 h連續(xù)排放，因此高峰水量約為205 m3/h。取變化系數(shù)K=1.2，得出小時(shí)最大水量為246 m3/h。本次方案設(shè)計(jì)預(yù)處理部分水量按250 m3/h，經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后，按平均水量150 m3/h設(shè)計(jì)。

（1）粗格柵部分。

舊格柵間拆除，新建格柵間一座，3 m×5 m，新建格柵池一座，尺寸3 m× 1 m×6 m，安裝循環(huán)式耙齒清污機(jī)一臺(tái)，原細(xì)格柵放在平流沉淀池上方，再增加一臺(tái)轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵，柵間隙<1 mm，這樣不僅提高了去除SS能力，而且把除柵渣操作提升到地上，大大改善了工作條件，增加了集水池的集水容積。

循環(huán)式耙齒清污機(jī)，具體參數(shù)如下：耙齒間隙b=3 mm，柵條總寬B=1000 mm，安裝角度75 °，材質(zhì)為柵條ABS，主體SUS304，配備電控柜和超聲波液位計(jì)，能夠滿足自動(dòng)控制的要求。

（2）集水池部分。

集水池利舊，集水池內(nèi)原有三臺(tái)潛水泵，新增2臺(tái)潛水泵，利用原有一臺(tái)潛水泵作為備用。具體參數(shù)如下：流量Q=200 m3/h，揚(yáng)程H=15 m，材質(zhì)著脫裝置、軌道及泵葉輪采用SUS304。

（3）細(xì)格柵部分。

原有細(xì)格柵保留，并新增一臺(tái)處理量400 m3/h轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵，兩臺(tái)細(xì)格柵一用一備。新增轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵具體參數(shù)如下：柵條間隙b=1 mm，轉(zhuǎn)鼓直徑D=950 mm，安裝角度35°材質(zhì)全部SUS304，轉(zhuǎn)鼓的上方配有尼龍刷和沖洗水噴嘴，柵篩可在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清洗。

（4）平流沉淀池。

新增平流式隔油沉淀池一座，分兩格，平面尺寸20 m×9 m，超高h(yuǎn)1=0.3 m，有效水深h2=3 m，緩沖層h3=0.5 m，泥斗高h(yuǎn)4=3.618 m，總高H=7.418 m，有效容積V=725.2 m3，沉淀池內(nèi)設(shè)行車式刮油刮泥機(jī)2臺(tái)，污泥泵2臺(tái)。

主要設(shè)備：

行車式刮油刮泥機(jī)2臺(tái)，材質(zhì)為行架主體碳鋼，液下SUS304，配有電控柜和行車軌道。污泥泵Q=25 m3/h，H=10 m，材質(zhì)為軌道及泵葉輪采用SUS304，水面上刮油排入浮油收集池，水池底板刮泥，沉淀污泥刮入集泥斗靠無(wú)堵塞泵排入平流沉淀池污泥儲(chǔ)池[1]。

（5）事故池。

根據(jù)黑龍江省環(huán)保局的要求，污水處理系統(tǒng)的氣浮系統(tǒng)或生化系統(tǒng)出現(xiàn)異常和設(shè)備檢修時(shí)，污水不能直接排放必須排入事故池臨時(shí)儲(chǔ)存，污水處理系統(tǒng)正常時(shí)再提升至平流沉淀池進(jìn)行處理。

新增事故池一座，尺寸15 m×15 m× 3.5 m，有效容積V=675 m3，配兩臺(tái)污水泵。污水泵具體參數(shù)如下：Q=100 m3/h，H=12 m。

（6）調(diào)節(jié)池。

原有池體改造，尺寸25 m×15 m× 4.5 m，有效容積為1500 m3，在改造后調(diào)節(jié)池內(nèi)增設(shè)預(yù)曝氣系統(tǒng)，為穿孔管曝氣方式。以防止池內(nèi)懸浮物和油質(zhì)上浮，及防止調(diào)節(jié)池內(nèi)產(chǎn)生惡臭氣味。

（7）淺層氣浮處理系統(tǒng)。

新增淺層氣浮系統(tǒng)兩套，位于地上，池體尺寸φ×H=6 m×0.8 m，有效水深0.7 m，停留時(shí)間10 min，設(shè)計(jì)SS去除率85%，回流比R=30%，表面水力負(fù)荷q=5—8 m3/m2.h，浮渣池尺寸5.0 m×2.5 m×3.0 m，材質(zhì)為鋼結(jié)構(gòu)。

主要設(shè)備：

①淺層氣浮機(jī)：兩套，鋼結(jié)構(gòu)，Q=100 t/h，含溶藥系統(tǒng)、溶氣釋放器及釋放管路、組合式刮沫機(jī)、走道扶梯、空壓機(jī)、電氣控制系統(tǒng)等，見(jiàn)圖2。

②回流水泵：2臺(tái)，Q=50 m3/h，H=50 m，一用一備;

③空氣壓縮機(jī)：Q=0.53 m3/min，P=0.7 Mpa;

④組合式溶藥槽：上溶藥，下用藥，有效容積4.0 m3，材質(zhì)PVC，兩套;

⑤加藥泵4臺(tái)，Q=1 m3/h，P≤0.6 Mpa，兩用兩備;

（8）ABR池。

新建兩組共用壁四格式ABR池一座。構(gòu)筑物尺寸8.0 m×15.0 m×5.5 m，有效池容1200 m3，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，半地上半地下，ABR池端設(shè)有蒸汽穿孔管加熱區(qū)，對(duì)淺層氣浮自流進(jìn)水進(jìn)行加熱，保證生化反應(yīng)所需的溫度，以應(yīng)對(duì)嚴(yán)寒天氣。ABR池尺寸16 m×15 m×5.5 m，設(shè)6臺(tái)潛污泵，回流用于水解池內(nèi)污泥浮起及水解污泥排放。ABR設(shè)計(jì)容積負(fù)荷0.96kgBOD5/m3.d，出水堰負(fù)荷1.1 m3/m.h，總停留時(shí)間6.0 h[2]。

主要設(shè)備：

污泥泵6臺(tái)，不銹鋼葉輪，Q=40 t/h，H=10 m;

組合填料（含鋼筋支架）720 m3（h=3 m）。

（9）SBR生化反應(yīng)池。

新建四格式SBR生化反應(yīng)池一座。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸48 m×15 m×6 m，有效容積3960 m3，運(yùn)行周期取8 h，同時(shí)曝氣2 h、靜止攪拌2 h、再曝氣2 h、沉淀1 h、排水1 h，SBR池內(nèi)分生物選擇區(qū)，約占總有效池容的20%，有利于除去氨氮。

主要設(shè)備：

①回流泵4臺(tái)，45 m3/h，H=15 m;

②對(duì)夾式電動(dòng)蝶閥DN= 300，4個(gè);

③曝氣頭1400個(gè);

④潷水器4臺(tái)，潷水量45 m3/h，潷水深度2 m。

（10）清水池、反沖洗水池、消毒池。

清水池利舊，接納SBR池出水，作為曝氣生物濾池的供水和反沖洗水，同時(shí)給二臺(tái)帶式壓濾機(jī)清洗濾帶供水。

（11）污泥濃縮池和浮渣儲(chǔ)池。

將原設(shè)備間內(nèi)的豎流沉砂池改造成污泥濃縮池，有效容積100 m3，污泥濃縮池需安裝高速推流器，污泥濃縮池的平面尺寸4 m×8 m，分兩格，超高h(yuǎn)1=0.5 m，有效水深h2=3 m，泥斗高h(yuǎn)3=1.5 m，總高H=5m，有效容積V=117 m3。

高速推流器具體參數(shù)：推力：163 N，葉槳轉(zhuǎn)速740 r/min，葉槳直徑260 mm，材質(zhì)SUS304

（12）設(shè)備間。

由于廠區(qū)位于寒冷地區(qū)，無(wú)霜期長(zhǎng)，冬季氣溫低，極限溫度-38 ℃，為了保證設(shè)備、設(shè)施在冬季也能正常運(yùn)行，必須把某些設(shè)備放在設(shè)備間內(nèi)，并進(jìn)行采暖保溫措施。需要放置的構(gòu)筑物有氣浮機(jī)系統(tǒng)、鼓風(fēng)機(jī)、溶藥加藥裝置、電控系統(tǒng)、平流沉淀池、污泥濃縮池、污泥脫水系統(tǒng)等。

①氣浮間，主要包含氣浮系統(tǒng)，溶藥加藥裝置，設(shè)計(jì)尺寸18.5 m×18.5 m×7.5 m。

②污泥處理間，主要為污泥處理系統(tǒng)、污泥濃縮溶藥加藥裝置、電控系統(tǒng)、平流沉淀池等。設(shè)計(jì)尺寸35.5 m×21.5 m×6.5 m。

③鼓風(fēng)機(jī)房及配電間。

設(shè)羅茨鼓風(fēng)機(jī)6臺(tái)，單臺(tái)參數(shù)：Q=18.31 m3/min，H=69.0 kPa，4用2備，設(shè)計(jì)尺寸18 m×6 m×4 m。

（13）BAF池。

BAF池利舊，進(jìn)行填料及底板更新。

（14）增設(shè)污泥脫水系統(tǒng)。

選用二臺(tái)帶式壓濾機(jī)，帶寬2 m。原壓濾間的廂式板框壓濾機(jī)拆除淘汰。采用新購(gòu)置的二臺(tái)2 m帶寬的帶式壓濾機(jī)。所有的壓濾水均通過(guò)地下管道排回集水池。兩臺(tái)帶機(jī)前設(shè)一平一斜兩臺(tái)螺旋輸送機(jī)，將產(chǎn)生的泥餅輸送到平流沉淀池間的高位泥斗里。斗中的污泥通過(guò)自動(dòng)卸料裝置卸到汽車?yán)锴暹\(yùn)出廠。

（15）應(yīng)對(duì)嚴(yán)寒技術(shù)措施。

①將已受氣溫影響的污水處理設(shè)施布置在室內(nèi)，并增加采暖設(shè)施。

②位于室外池體進(jìn)行封蓋及外墻保溫，SBR池潷水器置于彩板房?jī)?nèi)。

③室外污水及污泥管道采用伴熱電纜及保溫材料進(jìn)行保溫。

④ABR池前端設(shè)置蒸汽加熱區(qū)，對(duì)污水進(jìn)行加熱，保證生化反應(yīng)所需的溫度。

采用上述保溫措施后，可在嚴(yán)寒季節(jié)生化系統(tǒng)可正常運(yùn)行。

4 運(yùn)行效果

該工程通過(guò)當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)部門驗(yàn)收，1月份，ABR池和SBR池生化系統(tǒng)運(yùn)行正常，水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果如表2所示。

從出水的監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，該工藝運(yùn)行穩(wěn)定，出水各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

對(duì)工程運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行分析，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果如表3所示。

6 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)屠宰廢水，對(duì)原有的處理系統(tǒng)進(jìn)行了改造擴(kuò)建，預(yù)處理部分增加了隔油沉淀池及淺層氣浮，生化處理部分采用了ABR+SBR工藝，實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)改造擴(kuò)建后，運(yùn)行穩(wěn)定，處理水水質(zhì)達(dá)到《肉類加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13457-92）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，冬季運(yùn)行成本為2.31元/t，其他季節(jié)運(yùn)行成本為2.08元/t。

參考文獻(xiàn)

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