某肉类加工企业污水处理厂改造工程设计实例与探讨

归显扬，陈岗

（安徽节源环保科技有限公司，安徽 合肥 230088）

安徽北方某肉类加工有限公司是一家集饲养、屠宰、深加工、销售为一体的国家级重点企业。由于公司规模扩大，污染源不断增多，目前公司用水量和排污量都较大，约为5 000 m3/d，厂区内已有的污水处理设施已不能满足处理要求。公司决定对现有的污水处理设施进行改造升级，在减少污染、保护环境的同时，创造社会效益和经济效益。根据现场调研及业主提供的资料，本污水处理厂改造工程按5 000 m3/d的规模进行设计。

1 处理工艺选择

1.1 设计进出水水质

本污水处理厂设计进水水质根据业主提供的资料以及同类企业的污水排放情况确定，设计出水水质执行《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB 13457-92）中的二级标准。污水处理厂设计进出水水质、处理程度如表1所示。

表1 污水处理厂设计进、出水水质及处理程度

1.2 处理工艺流程

本工程从CODCr、BOD5、SS、NH3-N、油类等污染因子的去除进行预处理、生化处理工艺的比选。

1.2.1 预处理工艺

肉类加工废水预处理工艺通常包括格栅、沉砂池、隔油池、调节池、初沉池、气浮池等[1]。本工程污水颗粒物含量多，动植物油类含量高，预处理需考虑沉淀和除油措施。结合现有装置运营情况，本工程选用隔油沉淀池和气浮池用于去除污水中的颗粒物和油类物质。

考虑到本污水处理厂收集的来水存在不均匀排放、进水水质和水量波动，为了降低进水水质、水量的变化对生化处理工艺的影响，本工程设计了调节池[1]。

1.2.2 生化处理工艺

从设计进出水水质可以看出，本项目进水CODCr、BOD5含量较高，对去除率也有较高的要求。根据设计水质，采用常规的好氧处理工艺不能满足处理要求，适当增加厌氧处理单元，从而提高有机物的去除效果。常用的厌氧处理工艺有：①厌氧接触法生物反应器；②厌氧生物滤池；③厌氧流化床；④升流式厌氧污泥床（UASB）；⑤两相厌氧消化工艺。与其他类型的厌氧反应器相比较，UASB具有污泥床内生物量多、容积负荷率高、废水在反应器内的水力停留时间较短、设备简单、运行方便、便于管理，且不存在堵塞问题等优势，因此本工程选用UASB厌氧工艺，同时考虑进水中存在难降解大分子有机物，因此在UASB前段设置水解酸化池作为预处理工段，将来水中大分子有机物转变为小分子有机物，从而提高后续工段的处理效果。

1.3 污水处理系统工艺流程

经综合分析，结合占地面积、运营管理、基建投资、运营成本等因素，本改造工程污水预处理采用“隔油沉淀池-调节池-气浮池”工艺，二级处理采用“水解酸化池-厌氧池-生物曝气氧化池”工艺。本改造工程污水处理工艺流程图如图1所示。

2 工艺设计

2.1 改造工程设计

（1）格栅收集池。池体利旧，设备新购。格栅井为地下钢筋混凝土直壁平行渠道1条，有效渠宽1 000 mm，进水渠深度1 500 mm，有效栅宽900 mm。设置粗格栅1套，主要设计参数：设计流量Q=208.3 m3/h，栅条间隙b=3 mm，过栅流速V=0.7 m/s，安装倾角70°。收集池内配置可提升式潜污泵3台（2用1备），流量Q=105 m3/h，扬程P=0.12 MPa，配套电机功率N=7.5 kW，用于去除污水中比较大的漂浮物等，防止水泵机组堵塞，同时满足后续各个处理单元的水力要求。

（2）消毒池。利旧。为钢筋混凝土结构，1座，平面尺寸为12.0 m×6.0 m，设计规模5 000 m3/d，有效水深1.5 m，有效容积110 m3，停留时间为0.5 h。主要设备为利用原有的二氧化氯发生器。主要功能为用于对出水进行消毒，保证最终出水中粪大肠菌群数达标。

2.2 新建处理工程设计

（1）隔油沉淀池。为地上式钢筋混凝土结构，1座2格，平面尺寸为18.0 m×12.0 m，深4.8 m，有效水深4.5 m，设计规模为7 500 m3/d，表面负荷为1.0 m3/m2·h，沉淀时间3 h。配置撇油刮泥机1套，行走速度≤1.0 m/min，链刮板间距≤1.5 m；隔油排泥泵2台（1用1备），流量Q=105 m3/h，扬程P=0.15 MPa，配套电机功率N=7.5 kW，用于去除污水中较大的漂浮物，去除废水中油类。

（2）集油池。为地上式钢筋混凝土结构，1座，平面尺寸为4.0 m×4.0 m，深4.5 m，有效水深4.5 m，用于贮存油类。

（3）调节池。地上式钢筋混凝土结构，1座，平面尺寸为30.0 m×20.0 m，深5.0 m，有效水深4.5 m，设计停留时间为13 h。配置调节池提升泵3台（2用1备），为卧式污水泵（带自吸罐），提升泵设计参数Q=105 m3/h，扬程P=0.24 MPa，配套电机功率N=7.5 kW；配变频罗茨风机2台（1用1备），风机流量Q=36 m3/min，出口压力P=68.6 kPa，主要用于均匀水质、调节水量，并预曝气。

受既有研究的启发，作为对上述问题的回应，本文尝试聚焦马克思对政治经济学所做的研究和批判，特别是马克思对地租这一纠结古典政治经济学家的焦点问题所进行的思考和解答，来发现马克思批判改造黑格尔辩证法的过程中所形成的，有关资产阶级社会(市民社会)和资本主义生产方式批判性理解的推进和深化。在此基础上，我们尝试提供一种有关马克思主义哲学方法论创新的新的阐释模式。

（4）气浮池。包含气浮池、浮渣池。气浮池为地上式钢筋混凝土结构，1座2格，平面尺寸为12.0 m×8.0 m，深4.5 m，有效水深2.5 m，设计停留时间为1 h，其中絮凝室15 min，接触室5 min，分离室40 min；溶气回流比30%。浮渣池为地上式钢筋混凝土结构，1座，平面尺寸为4.0 m×4.0 m，深3.5 m，有效水深3.0 m。气浮池配置有气浮装置2套，处理量Q=105 m3/h；浮渣泵2台（1用1备），设计参数：流量Q=10 m3/h，扬程P=0.3 MPa；撇油刮渣机1套，设计行走速度≤5.0 m/min；PAM加药装置1套，包括：溶解池及搅拌机1套，溶液池及搅拌机1套，加药计量泵3台；PAC加药装置1套，包括：溶液池及搅拌机2套，加药计量泵3台。气浮池主要用于去除溶解性油类和悬浮物。

（5）水解酸化池。为地上式钢筋混凝土结构，1座2格，平面尺寸为20.0 m×16.0 m，深5.5 m，有效水深5.0 m。设计规模为5 000 m3/d，设计停留时间为7.7 h，采用池内设置穿孔管布水。配置潜水搅拌机2套，搅拌强度6 W/m3污水，单台功率4.5 kW；采用组合式纤维束软性填料，设备数量：1 200束，填料安装间距150 mm×150 mm，填料高度3 m；穿孔管材质为ABS（单根长度900 mm），共480根，主要用于一步去除油类污染物并降解有机污染物，提高后续废水的可生化性。

（6）厌氧池。为地上式钢筋混凝土结构，1座2格，平面尺寸为36.0 m×24.0 m，深6.2 m，有效水深5.4 m。设计规模为5 000 m3/d，设计停留时间为12 h。主要设备为UASB厌氧反应器成套设备，包括：卧式污水泵（带自吸罐）3台（2用1备），流量Q=105 m3/h，扬程P=17.5 MPa，电机功率11 kW；18根排泥管道，材质为ABS穿孔管；以及配水系统、三相分离器、出水堰、水封器及管道过滤器等，主要用于进一步降解有机污染物。

（7）生物曝气氧化池。1座2格，每格可单独运行，为钢筋混凝土结构，生物池由预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧池、后缺氧池、后好氧池组成。设计规模为5 000 m3/d，两格合建尺寸为16.0 m×10.0 m×5.5 m，有效水深为5.0 m；容积负荷为1 000 kgBOD5/（m3·d），填料高度3 m，有效停留时间为15 h。主要配置变频罗茨鼓风机3台（2用1备），风量Q=27.2 m3/min，风压H=68.6 kPa，设计气水比为15；组合式纤维束软性填料800束；盘式微孔曝气器820个，设备材质为EPDM，设计供气量为0.25 m3/min，氧利用率20%，主要用于进行更充分的硝化反应，将经过厌氧及水解酸化池处理后的污水中大部分氨氮及亚硝酸盐转化成硝酸盐，并进一步去除污水中的有机污染物。

（8）二沉池。采用辐流式沉淀池，中心进水，周边出水，设计为半地下式钢筋混凝土结构，2座，直径φ14 m，池深5.2 m，有效水深3.0 m，设计规模为5 000 m3/d，表面负荷q=0.68 m3/m2·h，沉淀时间4.0 h。配置单周边传动半桥式刮泥机2台，水下材质为不锈钢304，水上材质为碳钢，配套电机功率2.2 kW，行走速度r=2.5 m/min（刮泥机驱动装置变频调速），主要用于进行泥水分离。

（9）鼓风机房。为框架结构厂房，单层，1座，平面尺寸为18.0 m×7.5 m，层高4.5 m。设罗茨鼓风机5台，其中三台风机用于调节池，设计参数：Q＝36 m3/min，P=68.6 kPa，N=75 kW；另两台风机用于生物曝气氧化池，设计参数：Q＝27.2 m3/min，P=68.6 kPa，N=45 kW，主要用于提供气源。

2.3 污泥处理系统

原有污水处理装置污泥处理采用污泥浓缩池，本次改造从经济性角度出发，取消了污泥浓缩池，新建了污泥泵站和污泥脱水机房。

（1）污泥泵站。为钢筋混凝土结构，1座，平面尺寸为10.0 m×7.5 m，深6.5 m。设置回流污泥泵3台（2用1备），流量Q=105 m3/h，扬程P=0.5 MPa；剩余污泥泵2台（1用1备），流量Q=125 m3/h，扬程P=0.3 MPa，主要用于贮存污泥。

（2）污泥脱水机房。为地上框架结构，1座，平面尺寸为30.0 m×12.0 m×6.5 m。设污泥脱水机成套设备1套，采用带式浓缩脱水机脱水，设计参数：滤带宽度L=1 500 mm，泥饼含水率≤80%，处理泥量125 m3/h，包括空压机、螺旋输送机等；电动葫芦1台，起吊重量2.0 t，起吊高度H=6 m；PAM加药装置1套，包括溶解池及搅拌机1套，溶液池及搅拌机1套，加药计量泵3台（1用1备），主要用于对污泥进行脱水。

2.4 工程投资

经估算，本项目总投资约935万元，根据设计方案测算，本项目在投产满负荷运行后，年均经营成本约为3.36元/t。

3 运行效果

本污水处理厂改造完成后，运行效果稳定。实测平均进出水情况见表2。

表2 实测进、出水水质

从表2可以看出，实测平均出水水质满足《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB 13457-92）中的二级标准。

4 工程设计特点

（1）本污水处理厂充分利用原污水处理装置设施，对格栅及收集池池体、消毒池池体加以改造后利用，减少了土建施工量，节约了工期，降低了工程投资[2]。

（2）进水为肉类加工企业的生活污水和工业废水，成分复杂，COD、BOD5、NH3-N、SS等含量均高，同时含有大量的油类污染物。在生化处理装置前设置了水解酸化池，能有效提高后续生化处理单元的处理效果[3-4]。

（3）为了降低进水水质、水量的波动影响，本项目设置了调节池进行水质、水量的均化，调节池的容积按13 h的平均流量确定[1]。

（4）本次改造取消污泥浓缩池，新建污泥泵站，节省了土建和设备投资，保证了生物曝气氧化池内的污泥浓度，从而提高了生化处理效率。

5 结论

本项目结合肉类加工行业排水特点及业主对出水的水质要求，充分利用原有设施，合理选用污水处理流程，采用“隔油沉淀池-调节池-气浮池”工艺，二级处理采用“水解酸化池-厌氧池-生物曝气氧化池”工艺，消毒采用二氧化氯消毒工艺，污泥处理采用带式浓缩脱水机脱水，处理后的出水满足《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB 13457-92）中的二级标准，可为国内其他类似行业污水处理厂的处理和改造提供设计参考。