屠宰废水处理工艺设计[开题报告]

开题报告

环境工程

屠宰废水处理工艺设计

一、选题的背景、意义

1 背景

我国人均水资源占有量很低，中国水资源总量达到2.8万亿m3，按河流径流总量我国排在全世界第6位，但是人口众多，人均水资源占有量只有2200 m3，位于世界第121位，相当于世界人均水平的1/4，是世界上公认的贫水国[1-3]。同时，中国的水资源在时间和空间上分布不均匀[4]，在时间上分布不均匀主要是夏秋多，冬春少，在空间上分布不均匀主要是南多北少、东多西少。据悉，南方的国土面积占全国国土面积的36.5％，但水资源总量占到全国总量的80％；北方的面积占到63.5％，但是水资源总量只占到全国的19％，从而更加重了我国水资源短缺的形势。

随着经济发展和城市化水平的提高，水污染的状况不容乐观，根据最新的《中国环境状况公报》2007[4-5]，我国7大水系有62％受到严重污染（IV类以下，其中劣V类占30％），达不到基本的水质功能要求，低于同类水质要求，从而丧失水体使用价值。重要污染物为石油类、NH4+-N、COD Mn、CODcr；我国28个主要湖库，仅有7个达到III类以上水质（占25％），而已不具有使用功能水域（V类以下）占了75％（其中劣V类又占了36％），尤其是太湖、滇池、巢湖污染严重，主要污染物为N、P；我国四大海域，IV类及劣V类的水质占30％，主要污染物为N和P。这些都源于我国废水排放量大幅增加而没有得到有效治理。由此可以看出有机污染、氮、磷污染己经成为我国水污染的主要问题。2006年，全国废水排放总量为536.8亿吨，其中，工业废水排放量240.2亿吨，占废水排放总量的44.7％；城镇生活污水排放量296.6亿吨，占废水排放总量的55.3％。废水中化学需氧量排放量1428.2万吨。其中，工业废水中化学需氧量排放量541.5万吨，占化学需氧量排放总量的37.9％；城镇生活污水中化学需氧量排放量886.7万吨，占化学需氧量排放总量的62.1％。废水中氨氮排放量141.3万吨，工业氨氮排放量42.5万吨，占氨氮排放量的30.0％；生活氨氮排放量98.8万吨，占氨氮排放量的70.0％。工业废水排放达标率92.1％，工业用水重复利用率80.6％。生活污水处理率57.1％。

此外，由于我国社会经济发展水平、生产力水平不高，水资源利用率极低，我国万元GDP的耗水量是400立方米，是世界平均水平的4倍，是欧美等发达国家的8倍。我们农业灌溉用水的效率只有0.4左右，60％的灌溉用水都白白跑掉了。2000年我国总供水5320m 亿m3，人均412 m3/年·人。其中生活耗水631亿m3，占22％：工业耗水1177亿m3，占22％；

生态用水79亿m3，仅占1.5％；农业耗水3433亿m3，占64.5％；人均生活用水才0.13 m3/人·天（在世界处于较低水平）。水资源先天性不足，再加上严重的污染和巨大的浪费（低效率），可以说我国水环境形势十分严峻。

2 意义

水污染是我国环境污染的首要问题，有地域的广阔性，污染的普遍性和排放物的多样性等特征。在污染控制上难度大、技术复杂、投入多、运行困难。在科技发展的今天，随着社会经济的发展和人类文明的进步，投入大量的人力、物力从事水污染控制是十分重要的。我国的水环境污染，特别是流域性水环境污染问题已经成为当前我国环境污染最具代表性的问题之一。根据国家环保总局对我国水环境污染现状统计调查表明：我国的江河、湖泊及近海流域已普遍受到不同程度的污染，总体上呈现加重的趋势，造成污染加重的主要因素是工业废水和生活污水。我国工业废水污染主要以有机污染为主，屠宰废水是一种非常典型的工业有机废水，水质特点是高有机物浓度、高氨氮浓度、高悬浮物浓度，直接排放对环境造成的危害非常大，由于高浓度有机废水引发的一系列水体污染、生态环境恶化、威胁人体健康以及阻碍相关工业发展等问题，目前世界各国特别是包括中国在内的发展中国家尤为严重。由于采用常规的废水处理方法难以净化或无法满足净化处理的技术和经济要求，使得这类高浓度有机废水或工业废水的净化处理已成为现阶段国内外环境保护技术领域亟待解决的一个难题。

随着人们生活水平的提高，对肉制品的需求量增大，屠宰场、肉联厂废水排放量在工业废水排放总量中的比例也越来越大。屠宰业是我国出口创汇和保障供给的支柱产业之一，屠宰废水来自牧畜、禽类、鱼类宰杀加工，是我国最大的有机污染源之一[6]。据调查，屠宰废水的排放量约占全国工业废水排放量的6％，其污染还有不断加剧的趋势[7]。屠宰废水为高浓度有机废水，色度深、杂物多、油脂含量高[8]，并带有难闻的臭味。废水的主要成分有动物血污、油脂、粪便、内脏残渣和无机盐类，水体中的CODcr，、BOD5、氨氮、SS等指标均较高。BOD5/COD Cr=0.5，可生化性优良、无毒性。因含有高浓度的有机质而不易降解、处理难度较大[9,10]，若不经治理直接排放，会对地表水产生污染。如果废水渗漏下排，少量经过土壤过滤、吸附、离子交换、沉淀、水解及生物积累等过程使污水中的一些物质得到去除外，其他的污染将渗入地下，对地下水造成严重污染[11]。直接排放的污水如进入河流将对水体产生严重的污染，其难闻的臭味也会污染大气，对沿岸居民的生活产生严重的影响。对屠宰废水的处理技术从70年代开始逐渐被开发应用，处理工艺不断发展，处理程度也在不断提高。结合国内外对屠宰废水治理的方法，通过对屠宰废水特性及工程应用的研究，掌握屠宰废水水质的变化规律，针对此规律选择处理工艺，对处理工艺进行分析研究，能够对屠宰废水的治理提供可借鉴的技术参考。在水资源如此缺乏的今天，能够研究出低成本、高效率的屠宰废水处理技术，妥善的处理好屠宰废水，使其达标排放，对于减轻环境压力、缓解水资源紧张具有十分重要的意义。

二、相关研究的最新成果及动态

2.1加压生物接触氧化-混凝沉淀组合工艺[12]处理废水

该工艺适合处理中浓度的屠宰废水，出水先经过加压生物接触氧化处理后，提高废水中的溶解氧和有机物的降解速率，再经混凝沉淀后可达到现有企业的二级排放标准。该工艺处理中浓度废水效率较高，但处理成本高，难于维护和管理。

2.2 UASB+SBR工艺处理废水

该工艺在厌氧工艺上采用UASB技术，在好氧工艺上采用SBR（序批式活性污泥法）技术，是高、低浓度污水处理工程的理想设备。该工艺对碳源有机物处理效果好，运行灵活，操作方便，而且具有脱氮功能。该工艺成熟可靠、稳定达标。工程初期投资和日常运行费用低廉，整个工艺流程简洁流畅、操作方便，有广泛的推广价值。

2.3水解酸化-CAF涡凹气浮-SBR法[13]处理废水

其核心工艺是SBR，其运行周期主要分为进水期，反应期，沉淀期，排水期等四个阶段。屠宰废水首先经过格栅，然后进入水解酸化池，利用水解和产酸菌的反应，将难降解有机物如血红素分解成小分子可降解物质，进一步提高可生化性，出水提升进入涡凹气浮，将大量的悬浮物和油脂去除。根据屠宰废水集中排放的特点，好氧单元采用SBR处理工艺，SBR去除有机物的机理和活性污泥相同，不同点是，其在运行时，进水、反应、沉淀、排水依次在同一个SBR反应池进行，无需设二沉池和污泥回流系统，因此可减少占地，降低造价，同时运行管理简单，具有耐冲击负荷能力强，处理效果好等特点。

其工艺特点：

（1）通过水解酸化作用，将难降解的有机物分解成为可降解的物质，进一步提高污水的可生化性，有利于后续生物处理；

（2）CAF在SS和废水中油份去除方面显示出了操作简单，去除率高等特点；

（3）SBR处理效果好，无污泥膨胀现象发生，出水水质优于国家标准。

2.4升流式厌氧污泥床过滤器（UASBAF）-序批式活性污泥法（SBR）工艺[14]处理废水

该工艺是适用于水质波动较大、蛋白质含量高的废水处理。该工艺具有工艺流程简单、启动速度快、耐冲击负荷、运行管理简便且稳定可靠、工程造价省和运行费用低等特点，适合于小型肉类加工厂的屠牢废水处理工程。

2.5序批式-生物膜反应器（SBBR）处理废水

序批式-生物膜反应器（SBBR）是将序批式的运行模式和生物膜法相结合的一种新型复合式生物膜反应器。其工艺流程如图1所示。