1 工程概述

1.1 工程背景

某屠宰企业成立于2001年，随着企业规模的不断扩大，拟新建屠宰车间和熟食车间（新建屠宰车间设计屠宰鸡能力 12.5 万只/天）。因此，加工车间所产生的废水由目前的4000m³/d增加至7000m³/d。

目前，公司已建有污水处理站，其土建部分按照7000m³/d设计建造，设备部分则按4000m³/d配置。考虑到系统运行存在稳定性等一系列现实问题，特对现有工艺设施进行论证，明确已有设施处理能力以及满足7000m³/d处理能力所需升级扩建的条件。

1.2 编制依据

（1）现有污水处理站平面布置及工程设计图纸。

（2）建设单位提供的污水处理车间运行现状。

1.3 编制原则

（1）坚持科学发展观，坚持以人为本，严格执行国家有关方针、政策、标准和规范，遵守国家、行业、部门及地方的有关法和政策，确保水质达标。

（2）紧紧围绕公司发展规划要求，满足生产要求。

（3）在满足生产需求的前提下，统筹安排工程建设，并根据水质、水量的要求逐步实施，以确保工程的经济性并充分提高投资效率。

1.4 遵循的主要标准、规范

2 工艺设计方案

2.1 设计进出水水质

根据现场调研及收集资料，设计进水水质选取具有代表性的2016年12月份和2017年1月份的数据为参考，如表2.1所示。

表2.1 设计进水水质

经处理后直接排入城镇排水管网，根据当地环保部门的要求，污水处理站出水水质需达到表2.2的要求。

表2.2 设计出水水质

2.2 现有污水处理设施处理能力评估

现场勘查结果显示，该厂污水处理站所采用工艺流程如图2.1所示。目前已有设施处理水量约为4000m³/d。根据扩大生产需求，在原有处理能力基础上需增加处理能力达到7000 m³/d时，需在现有建设用地及水处理设施不停产前提下进行工艺升级改造。鉴于此，对现有污水处理设施的处理能力或过水能力进行核算是本次扩建改造工作必要工作，以保证升级扩建后处理出水稳定达到处理出水水质要求。现有构筑物技术参数如表2.3所示。

图2.1 现有污水处理站工艺流程

由于生产过程排水条件的客观需求，生产车间污废水属于集中排放，其集中排放历时约为10h。因此，污水处理站进水设计流量按700 m³/h计算。

表2.3 现有水处理构筑物一览表

2.2.1 污水管线

原污水处理站设计进水管液位标高为-2.1m，流量提高后相应地液位标高提高。

已有进污水处理站污水管径DN1000，当进水流量增大至700 m³/h后，经水力计算，流速按照0.8m/s计，充满度约为0.4，管道充满度、流速等均满足设计过水要求。

2.2.2 格栅集水池

根据原有污水处理设施设计高程、设计流量，反算校核现有设施处理能力负荷。

栅渠尺寸L×B×H =7.79×1.20×3.30

（1）在现有污水处理设施栅渠尺寸、栅前水深条件下：

宽度B校核：

采用平面格栅，其栅槽宽度

B=S×（n-1）+e×n

现有栅渠宽度1.2m，S栅条厚度取0.01m，e栅条间隙为0.005m，计算得n约为81条。

根据，过栅流速取1.0m/s,安装角度60°，求得栅前水深h为0.46m。

原设计方案中，栅前水深h为1.0m，显然现有格栅具备过水能力，符合设计过水要求。

（2）过栅水头损失

相应地，计算过栅水头损失约为0.53m，栅后液位-2.63m，小于集水池液位-2.7m，符合设计要求

2.2.3 隔油池

集水池内污水经提升泵抽升后，进入隔油池，隔油池尺寸L×B×H =20×6×6.5，池底标高-3.5米。

通常，平流式隔油池水力停留时间一般为1.5~2.0h。

原设计液位2.08米，液位至底部沉泥斗上部高度为1.88米，有效容积V1=1.88×6×20=225.6m³

沉泥斗总容积V₂=3×每个沉斗容积（V’₂ ）

沉斗上口面积F₁约为39.6，下口面积F₂约为0.64，

则m³

V₂=55.8×3+225.6=393m³

在进水流量增大至700 m³/h后，其水力停留时间为（393m³÷700m³/h）可达到0.56h。

由上述核算得知，水力停留时间0.56h小于1.5~2h，不能满足停留时间要求。

2.2.4 气浮池

根据相关设计规范，气浮池分离区表面负荷宜为4~6m³/(㎡.h)，水力停留时间一般为10~20min；有效水深一般取2.0~2.5m，平流式长宽比一般为2:1~3:1，一般单格宽度不宜超过6 m，长度不宜超过15 m。

现有设施设计中，气浮池气浮部分规格尺寸L×B =16.85×6 m，有效水深约为2 m，有效容积202.2m³

核算停留时间（202.2÷700m³/h）约为17.3min，其长宽比为2.8:1，均符合气浮设计规范要求。

2.2.5 调节池

根据规范要求，调节池有效容积宜按照生产排水规律确定，没有相关资料时有效容积宜按水力停留时间10~24h设计，并适当考虑事故应急需要。

本项目经调研已掌握排水规律，即集中在10个小时内排水。原有污水处理设施调节池容积2230m³，可利用事故应急池调节容积800m³。

为保证具备10h调蓄能力，在10个h集中排水时间内，需控制调节池出水提升能力达到400 m³/h；在后续调节池出水过程中调节池出水提升能力需控制在214 m³/h，由此带来后续污水处理系统峰值负荷及其剧烈的波动变化，降低生化处理系统运行的稳定性与经济性。因此，建议新增建1000 m³调节池一座，使调节池容积达到4000m³，由此保证后续处理系统在平均流量为300m³/h条件下稳定运行。

因此，本次扩建工程新增建1000 m³调节池一座，使调节池容积达到4000m³，调节池后水泵提升流量为300m³/h。

2.2.6 厌氧罐

根据规范，屠宰与肉类加工废水一般采用的厌氧处理工艺进行有机物的处理与削减——升流式厌氧污泥床（UASB）或水解酸化技术。其中，UASB按水力停留时间校核容积负荷，其水力停留时间宜取16~24h；而水解酸化技术按水力停留时间设计，并采用有机负荷校核，水力停留时间一般为4~10h，容积负荷为4.8~12kgCOD_Cr/(m³.d)

根据已有工程提供的技术资料，现有厌氧罐尺寸为Φ5.5×22，单个有效容积约为500m³，共两座总有效容积1000m³。

按照连续进水流量300 m³/h计算，厌氧罐水力停留时间约为3.3h左右。考虑到隔油池水力停留时间有限，厌氧处理效果必须要保证。因此，按照停留时间6h和上升流按2m/h速核算可得，新增厌氧池有效容积应为800m³，有效尺寸Φ9.5×12。

2.2.7 生化池（A/O）

根据已有工程设计资料，现有二级生化反应缺氧（A）池有效水深4.5米，有效平面积238.58㎡，有效容积为1073.6m³；好氧（O）池有效水深4.5米，有效平面积693.45㎡，有效容积3120.5m³。

按照300 m³/h进水流量计算，现有二级生化处理系统A池停留时间3.58h，O池停留时间10.40h，总停留时间13.98h；

在二级生化处理系统总池容为4200m³条件下，按照7000m³/d，按（1）BOD污泥负荷：

由得：

，现场实际调研发现，现有二级生化处理系统污泥浓度为2.5g/L左右，有效容积4200m³。

计算得Ls为0.3kgBOD₅/kgMLSS.d，大于0.05~0.15

S0进水中BOD₅，取500，Se取50

（2）硝化负荷

原水进水氨氮浓度为50左右，经调节池/厌氧池，进入A/O池设计进水氨氮浓度80mg/L，

，出水氨氮按45mg/L计。

计算得，N1=0.03kg氨氮/kgMLSS.d，一般为0.05

（3）硝态氮反硝化负荷

原水总氮190mg/l，气浮出水110mg/l，经水解酸化后，设计总氮为100mg/L,出水总氮55mg/L.

计算得，N2=0.12kgTN/kgMLSS.d。20℃反硝化速率范围值为0.03~0.06。

由上得，污泥浓度过低，导致BOD5和总氮反硝化污泥负荷过高，应提高活性生物量一倍，或采用复合铁酶提高生物活性。

2.2.8 二沉池

二沉池表面水力负荷宜为0.6~1.5m³/（㎡h），堰流负荷不宜大于1.7L/（s.m）。

根据原设计图纸可知，辐流式二沉池有效直径11.2米，两座。计算单座表面水力负荷为：

,略高于0.6~1.5m³/（㎡h）范围得上限。

二沉池表面水力负荷以略高于临街范围上限，另考虑到在24小时内的进水波动，需开启后续后端气浮池以保证去除效果。

2.2.9 污泥浓缩池

现有有效容积400m³污泥浓缩池1座，每天产泥量约为生化池前端75m³，生化池30m³，总泥量约为105m³/d。

增加水量后，相应的污泥产量增加至184 m³/d。其中，隔油气浮池泥量共131m³/d、含水率约98%；，生化池53m³/d、含水率约99.2%。

浓缩池停留时间不宜小于12小时，考虑到本工程土建原因，应至少取12个小时停留时间。

现有工艺停留时间400÷184=52小时，满足要求。

2.3 工艺论证结论

有上分析，在提高流量后，得出以下结论：

（1）调节池以前工艺间歇运行，调节池后端连续运行。后端工艺面临存在两种极端水力负荷：164m³/h、666m³/h，水力负荷波动大。

（2）隔油池水力停留时间过短，需要扩建以增加水力停留时间。若无法扩建时，后续应采取辅助措施提高除油效果。

（3）根据现状，目前调节池容积约为2200m³，建议扩建至4000m³。

（4）提高水解酸化效果来弥补隔油池水力停留时间较短得问题，设置6小时得水力停留时间，需新增厌氧池有效容积应为800m³，有效尺寸Φ9.5×12。

（5）A/O池的BOD5污泥负荷、反硝化污泥负荷过高，需提高生物池内生物量或提高生物活性。

（7）负荷变化时，二沉池存在表面水力负荷过高的隐患，需对后续气浮设备启动运行。

（8）调节池内提升泵采用变频控制，增加变频控制柜，最大程度实现后续工艺进水稳定。

2.4 改造工艺处理效果预测

工艺升级改造后，经调试运行，其各构筑物处理效果预测如表2.4所示。

表2.4 各处理构筑物效果预测