某养殖厂污水处理的初步设计开题报告

1 国内外污水处理方法、技术、工艺

现在国内养殖厂废水处理设计主要是分为自然处理模式、工业化处理模式和组合处理模式三种。自然处理模式主要有人工湿地、土地处理、氧化塘三种类型；工业化处理模式主要有三个单元，固液分离、厌氧阶段、好氧阶段，固液分离为预处理单元或后续处理单元，厌氧阶段为主要处理单元，好氧阶段为主要处理的补充。组合处理模式主要是由工业化处理模式中四个单元的筛选组合和自然处理阶段组成。以下将详细介绍各个处理模式在实际工程当中的应用。目前国内对于屠宰厂废水的处理方法，主要有厌氧法，活性污泥法，生物接触氧化法，化学凝聚沉淀法，气浮法等。一般均为几个方法的组合，这些方法又受地区气候的影响，厂区废水处理场地的条件影响等。

2处理工艺

l 厌氧法

厌氧法是利用以厌氧细菌为主要工作菌种，在厌氧环境下对有机废水中各种有机成分进行了降解作用的废水生物处理法。主要工艺以UASB、BF等为主。适合处理高浓度有机物污水和一些难降解成分的污水。

厌氧生物处理是利用厌氧性微生物的代谢特性，在毋需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水，进水BOD浓度可达15000mg/l，也可适用于低浓度有机废水，包括城市废；厌氧生物处理法能耗低；有机容积负荷高，一般为5－10kgCOD/m3．d高的可达50kgCOD/m3．d；剩余污泥量少；产生的沼气可利用；营养需要量少；被降解的有机物种类多；能承受较大的负荷变化和水质变化。 显而易见，开发厌氧生物处理新工艺用来治理有机污水的污染，无疑是一种具有良好经济效益的方法。近年来，污水厌氧处理工艺发展十分迅速，各种新工艺、新方法不断出现，包括有厌氧接触法、升流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物池、厌氧膨胀床和流化床、厌氧生物转盘等，目前升流式厌氧污泥床这种新工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，运转及构筑物造价均有所下降，对于不同含固量污水的适应性也强，因而已越来越受到重视，国内外目前已设计和施工的这种工艺较多。

l SBR工艺

间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，简称SBR)。SBR以其独特的优点成为近年来国内外广泛重视和研究较多的一种污水生物处理新技术。在20世纪80年代，国外对其研究进入了工业化生产阶段，继后，日本、美国、澳大利亚等国的技术人员陆续对其进行了大量的研究。我国在80年代中期也开始了这方面的应用研究。

间歇式活性污泥法的核心是反应池，该池集水质均化、初次沉淀、生物降解、二次沉淀等功能于一体，整个工艺简洁，运行操作可通过自动控制装置完成，管理简单，投资较省。间歇式活性污泥法中间歇式包含两层含义：一是运行操作在空间上按序列、间歇的方式进行，由于污水大都是连续或半连续排放，处理系统中至少需要2个或多个反应器交替运行，因此，从总体上污水是按顺序依次进入每个反应器，而各反应器相互协调作为一个有机的整体完成污水净化功能，但对每一个反应器则是间歇进水和间歇排水；二是每个反应器的操作分阶段、按时间顺序进行，典型SBR工艺的一个完整运行周期由五个阶段组成，即进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、排水阶段和闲置阶段，从第一次进水开始到第二次进水开始称为一个工作周期。

(1)进水阶段

进水阶段是反应池在短时间内接纳需要处理的污水，同时起到调节和均质的作用，此阶段曝气或不曝气。将原废水或经预处理后的废水引入SBR反应器，此时反应器中已有一定数量的满足处理要求的活性污泥。充水所需的时间随处理规模和反应器容积的大小及被处理废水的水质而定，一般为几个小时。由于SBR工艺是间歇进水的，即在每个运行周期之初将废水在较短的时间内投入反应器，待反应器充水到一定位置后再进行下一步的反应过程。而在每个运行周期之末，经过反应、沉淀、排水排泥及闲置过程后，反应器中保留了一定数量的活性污泥。很明显，在反应器充水的初期，反应器内液相的污染物浓度是不大的，但随着污水的不断投入，污染物的浓度将随之不断提高。在废水的投加过程中，SBR反应器内也会存在着污染物的混合和被活性污泥吸附、吸收和氧化等作用。随着液相污染物浓度的不断提高，这种吸附、吸收和氧化作用也随之加快。

(2)反应阶段

反应阶段是停止进水后的生化反应过程，根据需要可以在好氧或缺氧条件下进行，也可在两种条件下交替进行，但一般以好氧为主。在反应阶段，活性污泥微生物周期性的处于高浓度及低浓度基质的环境中，反应器也相应的形成厌氧-缺氧-好氧的交替过程，使其不仅据用良好的有机物处理效能，而且据用良好的脱氮除磷效果。在SBR反应器运行过程中，随反应器内反应时间的延长，其基质浓度也由高到底变化，微生物经历了对数增长期、减速增长期和衰减期，其降解有机物的速度也相应的由零级反应向一级反应过度。反应期所需的反应时间是确定SBR处理工艺的一个非常重要的工艺设计参数。其取值的大小将直接影响处理工艺运行周期的长短。反应时间可通过对不同类型的废水进行研究，求出不同时间内污染物浓度随时间的变化规律来确定。

(3)沉淀阶段

沉淀阶段停止曝气，进行泥水分离。和传统活性污泥处理工艺一样，沉淀过程的功能是澄清出水、浓缩污泥。在SBR法中澄清出水是更为重要的。SBR反应器本身就是一个沉淀池，它避免了在连续流活性污泥法中泥水混合液必须经过管道流入沉淀池沉淀的过程，从而有可能使部分刚刚开始絮凝的活性污泥重新破碎的现象。

(4)排水阶段

SBR反应器中的混合液在经过一定时间的沉淀后，将反应器中的上清液排出反应器，然后将相当长反应过程中生长而产生的污泥量排出反应器，以保持反应器内一定数量的污泥。

(5)闲置阶段

闲置期的功能是在静置无进水的条件下，使微生物通过内源呼吸作用恢复其活性，并起到一定的反硝化作用而进行脱氮，为下一个周期创造良好的初始条件。通过闲置期后的活性污泥处于一种营养物的饥饿状态，单位重量的活性污泥具有很大的吸附表面积，因而一旦进入下一个运行周期进水期时，活性污泥便可充分发挥其较强的吸附能力而有效的发挥其初始去除作用。闲置期的设置是保证SBR工艺处理出水水质的重要内容。闲置期所需的时间也取决于所处理的废水种类、处理负荷和所要达到的处理效果。

SBR工艺的优点：

(1) 工艺流程简单，节省基建与运行费用；

(2) 运行灵活、耐冲击负荷；

(3) 脱氮除磷效果好；

(4) 污泥沉降性能良好；

(5) 耐冲击负荷，处理有毒和高浓度有机废水的能力强；

SBR工艺的缺点：

(1) 废水排放规律与SBR间歇进水的要求存在不匹配问题，特别是水量较大时，需多套反应池并联运行，增加了控制系统的复杂性；

(2) 由于排水时间短(间歇排水时),并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的排水设备(滗水器)，且对滗水器的要求很高；

(3) 后处理设备要求大：如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管道也很大；

(4) 滗水深度一般为1～2m,这部分水头损失被白白浪费，增加了总扬程；

(5) 由于不设初沉池，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决；

SBR的工艺流程图：

l 生物接触氧化法

生物接触氧化法（biological contact oxidation process）是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，将废水中的有机物氧化分解，达到净化目的。

生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下，不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。

生物处理是经过物化处理后的环节，也是整个循环流程中的重要环节，在这里氨/氮、亚硝酸、硝酸盐、硫化氰等有害物质都将得到去除，对以后流程中水质的进一步处理将起到关键作用。

如果能配合JBM新型组合式生物填料使用，可加速生物分解过程，具有运行管理简便、投资省、处理效果高、最大限度地减少占地等优点。^[11]

工艺特点

①用分段法提高净化能力。生化过程分为两个阶段。首先是有机物被吸附在污泥上或存在细胞内进行生物合成，这个吸附合成速度很快。第二阶段的生化过程以氧化为主，速度较慢。

②用加接触层的办法来提高沉淀池效率。对沉淀池的生物膜采取沉淀的办法，而对细小的悬浮物采取滤层截留的办法，沉淀池取上升流速6.5～7.5m/h；澄清区停留15min。

③接触氧化工艺只需0.5～1.0h就可以达到活性污泥工艺8h的效果。主要靠生物膜，把氧化池分为两段，沉淀池加接触层，接触氧化池分离下来的污泥含有大量气泡，宜采用气浮法分离。

基本特点

1、由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；

2、由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；

3、剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。

生物接触氧化法具有生物膜法的基本特点，但又与一般生物膜法不尽相同。一是供微生物栖附的填料全部浸在废水中，所以生物接触氧化池又称淹没式滤池。二是采用机械设备向废水中充氧，而不同于一般生物滤池靠自然通风供氧，相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填料，也可称为曝气循环型滤池或接触曝气池。三是池内废水中还存在约 2～5%的悬浮状态活性污泥，对废水也起净化作用。因此生物接触氧化法是一种具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有生物膜法和活性污泥法的优点。

优点

净化效率高；处理所需时间短；对进水有机负荷的变动适应性较强；不必进行污泥回流，同时没有污泥膨胀问题；运行管理方便。存在的问题主要是池内填料间的生物膜有时会出现堵塞现象，尚待改进。研究的方向是针对不同的进水负荷控制曝气强度，以消除堵塞；其次是研究合理的氧化池池型和形状、尺寸和材质合适的填料。

工艺的流程图

养殖污水

达标排放