屠宰废水处理工艺设计开题报告 16页

'开题报告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2200m3，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、CODMn、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412m3/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15 0.13m3/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/CODCr=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。15 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。2.2UASB+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。15 图1SBBR屠宰废水处理工艺序批式生物膜反应器（SBBR）处理系统对处理屠宰废水是非常有效的。废水首先经过栅网去除粗大颗粒状悬浮物并静沉除油，然后经SBBR处理进一步去除有机物，最后经过滤去除色度和微细悬浮固体。DilaconiC[15]，VenkataS．Mohan等[16]，Chang[17]，李伟光[18]，王乾扬[19]，毋海燕等[20]，对SBBR研究表明：具有良好的反硝化脱氮功能，水力条件好，抗冲击负荷强，生物浓度高，可适合世代时间较长的消化菌生长。在相同运行条件下，生物膜系统处理效果优于活性污泥系统，达到相同的污染物去除率时，生物膜系统的运行管理更方便，且克服了活性污泥系统存在的一些问题。例如，该方法不会存在污泥流失问题，不需要设置搅拌装置即可达到脱氮效果，且不存在污泥上浮现象。2.6旋流沉淀-生物接触厌氧-SBR射流曝气处理废水其工艺流程如图2所示。该工艺主要有以下特点：（1）采用旋流沉淀池以保证固体悬浮物的去除。废水经粗、细两级格栅过滤后，将大部分漂浮物、块状悬浮物及中小悬浮物过滤掉，然后进入调节池对水质和水量进行调节，最后进入旋流式沉淀池进行沉淀处理。设计采用的旋流式沉淀池内设环形挡板，采用周边进水，周边和中心联合出水的方式，与普通沉淀池相比，具有进、出水均匀、不会造成出水的死角等优点，具有稳定的沉淀效果，能将废水中的大部分悬浮物去除。（2）生物接触厌氧池-SBR好氧射流曝气池生物处理系统确保有机污染物的去除。废水经预处理后进入生物接触厌氧池-SBR好氧射流曝气池进行生化处理。在厌氧池内，通过厌氧菌的生命活动不仅降解了一部分有机物，而且增加了废水的可生化性，为后续的好氧化处理减轻了负担。为了保证厌氧池内有足够的厌氧微生物，设计采用内装复合填料的方式；为了保证池内布水均匀，设计采用了均匀的布水装置。这样，为厌氧菌的生长、繁殖和生命活动提供了稳定的条件。厌氧池出水接着进入SBR射流曝气池，由于SBR反应池具有微生物容易固着、耐有机负荷冲击能力强的特点，对屠宰废水的水质具有良好的适应性，不仅能够去除有机物，而且还能脱除氧、磷；SBR反应池无污泥回流系统、不易发生污泥膨胀，产泥量低，减轻了污泥处理装置的负担；系统采用射流曝气，取消了鼓风机，大大改善了操作环境。（3）用过滤池控制最终出水水质。为保证稳定的出水水质，工程采用过滤池作为把关设施，滤料采用煤渣或碎石，通过定期对滤料进行清理，保证起过滤效果。过滤池无动力消耗，不需维修，使用管理简单，缺点是占地面积大。15 图2旋流沉淀-生物接触厌氧-SBR射流曝气处理工艺流程图2.7PAC-IMBR工艺处理屠宰废水近年来，随膜生物反应器（MBR）工艺[21]的进一步研究和改进，其在我国应用领域不断的拓宽，处理对象已从生活污水扩展到高浓度的有机废水和难降解的工业废水，如制药废水、化工废水、食品废水、屠宰废水[22,23]、烟草废水、造纸废水等。20世纪70年代，美国杜邦公司开发了一种向活性污泥系统投加粉末活性碳(powderedactivatedcarbon，PAC)的技术，这就是常说的PAC工艺。原水由潜水泵从排水井抽到原水槽中，然后经斜板沉淀池到前置反硝化厌氧A段，再溢流进入好氧反应器O段。在出水泵的抽吸作用下得到膜过滤出水，膜组件装置浸于生物反应器好氧槽内，下设曝气管以提供水流循环动力和微生物分解有机物所需氧气。该工艺有很强的抗冲击负荷能力，处理效果较好，反应时间短，运行效率高，且不会出现膜污染现象。2.8厌氧折流板反应器（ABR）-需氧池（DAT）-间歇曝气池（IAT）法处理屠宰废水具体工艺流程见图3。15 图3ABR-DAT-IAT工艺流程由于废水进入处理装置的水位较低且含有大量油脂，经由格栅去除较大的颗粒杂质后的废水首先进入集水井，经一级提升到隔油沉淀池进行隔油处理，沉淀去除颗粒杂质后进入预沉曝调节池。先沉淀除去水中的毛皮、内脏杂物、未消化的食物等，均衡水质水量后再用泵提升至ABR反应池，在水解酸化菌的作用下，废水中的蛋白质转化为氨基酸，脂肪转化为脂肪酸，小分子物质转为无机分子，出水自流到DAT池（又称顶反应区），和从IAT反应区内回流的活性污泥相互混合接触，经连续曝气，充分发挥了活性污泥的生物降解作用，大部分可溶性有机污染物被去除后溢流到主反应厌。经过一个运行周期，即进水、反应、沉淀、排水和闲置阶段。废水在IAT里面经过缺氧、好氧，硝化和反硝化反应，废水中的有机物降解为水、二氧化碳和无机盐，再经沉淀上清液排往接触池，废水经消毒后外排。粗格栅的栅渣输送至贮渣池，然后装车送往环卫部门处理。预沉曝气调节池的污泥、ABR的剩余污泥、DAT-IAT反应区的剩余污泥分定期排入污泥浓缩池，经浓缩后的污泥输送至压滤机进行压滤，泥饼外运交由环卫部门处理。浓缩池上清液及压滤液回流参与处理流程进行处理，以避免二次污染。该工艺主要有以下特点：（1）调节池采用预曝气方式，主要是防止悬浮物沉积，同时通过预曝气充氧，污水中夹带的异养微生物在富营养的条件下，对易降解有机物进行高负荷的快速代谢。（2）该工艺系统的主体处理工艺DAT-IAT工艺为序批式活性污泥法（SBR）的改进型，处理构筑物构成简单，可以省去二沉池，使处理流程大大简化，运转维护方便，大大减少投资；污泥活性强，污泥的质量浓度高；抗冲击负荷能力强，有机物去除率高；工作稳定性好，按设计的运行程序运行，不会出现污泥膨胀现象；工艺简单，占地面积小，运行费用低，操作灵活，管理方便，反应池中微生物相稳定。15 （3）采用ABR-DAT-IAT工艺能高效地处理屠宰废水，系统运行稳定，出水各项指标均能达到相应标准。2.9折流式厌氧反应器（ABR）+A1/O组合工艺处理屠宰废水其工艺特点有：（1）ABR反应器和UASB反应器相比具有构造简单，施工简便，不需要三项分离器，造价低，运行稳定等优点。（2）系统稳定性好，耐冲击。（3）采用ABR+A1/O组合工艺处理屠宰废水能够达到高效降解有机物和去除NH3-N的目的。能够保证出水各项指标持续稳定的达到排放标准，而且工程投资少，占地面积小，运行费用低，具有推广运用价值。2.10折板厌氧反应器（ABR）-循环活性污泥系统（CASS）处理工艺厌氧处理中高浓度有机废水具有容积负荷高、对水质适应能力强、可回收能源、剩余污泥少、占地少等优点，但出水COD比较高，往往需要后续处理。针对屠宰废水氨氮浓度较高的特点，好氧段选择具有良好脱氮除磷功能的CASS工艺，进一步去除有机物和氨氮，减轻对受纳水体的污染。由于屠宰废水的水量和水质随时间变化较大，且含有大量悬浮物、浮油等，因此必须经过适当预处理才能保证处理效果。具体工艺流程如图4所示。图4ABR-CASS工艺流程图废水先经格栅去除猪毛、内脏漂浮物等杂质，以防止管道和泵堵塞；再流入平流沉淀池，除去浮油和部分悬浮物后进入调节池调节水量、均化水质；然后由提升泵提升流入ABR池，在此通过厌氧微生物的产甲烷作用，将大部分有机物转化为可回收利用的生物能—沼气，从而去除大部分有机物；ABR池出水进入CASS池，通过好氧微生物的生理代谢作用以及CASS池独特的结构和间歇运行方式，完成反硝化、硝化以及BOD的生化降解，有效地去除氨氮以及剩余有机物；出水经消毒池消毒后排放。沉淀池和生化池的剩余污泥经干化床自然干化后用作肥料或者外运填埋。15 采用ABR/CASS工艺处理屠宰废水技术可行、投资少、运行费用低，为类似肉类加工屠宰废水处理提供了实践经验。目前国内有关ABR工程实践报道不多见，一般ABR反应池分格数不应少于3格，因为分格太少不利于相的分离从而不能发挥ABR多相反应器的优势，分格太多反应器占地面积大，成本高；反应室设计上升流速为3m/h，实际运行结果表明，该水流上升流速协同产气的搅拌作用能够使反应池底部的污泥层呈膨胀状，从而加强了微生物与基质的接触，有利于加快反应速度以及促进颗粒污泥的形成。设计上升流速也不宜过大，否则有可能将污泥洗出，使反应器内污泥流失，降低反应效率。在实际运行中，由于企业受生产旺季和淡季的影响，水质、水量变化较大，应根据实际情况灵活调整CASS反应池运行周期，使出水BOD5、氨氮稳定。三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标本设计采用UASB-射流曝气CASS工艺处理屠宰废水，处理后的污水达到《肉类加工业水污染排放标准》（GB13457-92）中畜类屠宰加工一级标准的排放要求。该工艺具有总投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定，能耗少，环境污染小等优点，但也存在一些自身的缺点，在设计与运行中也会遇到些困难。3.1UASB-射流曝气CASS工艺简述UASB-射流曝气CASS工艺，也属于目前应用较广的组合工艺，与其他的组合工艺相比具有下列优势：（1）由于采用了先进的射流曝气系统，其耐冲击的负荷能力大为提高（包括稀释作用、浓度梯度、溶解氧量大）；（2）其独特的布气、布水技术确保反应高效进行；（3）对于高浓度、难降解及部分含毒废水，运用生物酶代用品技术及移动生物载体技术，其价格仅为国外的1/5，且效率更高；（4）射流曝气系统具有设计简单，氧利用高，对于处理规模小于3000t/d的中、低浓度有机废水同其它曝气方式相比，具有很高性能价格比，对空气无过滤要求，不易堵塞，便于维修管理。其用于曝气装置投资是常规鼓风曝气装置的一半，而且噪声小，工作环境好，对负荷变化适应性强；（5）根据生物反应动力学原理，采用多池串联运行，使废水在反应器的流动呈现出整体推流而在不同区域内为完全混合的复杂流态，不仅保证了稳定的处理效果，而且提高了容积利用率[24]。从经济技术上看使用此法是合理可行的。3.2UASB-射流曝气CASS工艺流程说明UASB-射流曝气CASS处理工艺流程如图5所示。15 根据水质情况，屠宰废水中含有大量的毛、内脏残屑和事物残渣等，悬浮物含量高，因此在预处理阶段采用了强化措施保证后续生物处理阶段的稳定运行。污水首先通过粗格栅去除粗大的悬浮物（如猪内脏屑、漂浮油脂等），再进入集水池中，经过潜污提升泵提升，利用细格栅进一步除去废水中携带的畜毛及其它细小固体悬浮杂质，进入合建的初沉池和调节池，污水中的细小分散的油脂和悬浮物通过初沉池撇渣去除，同时污水水质也得到均化，水量得到调节，为后续生物反应器做好准备。经调节后的污水进入UASB厌氧池，进一步稳定污泥，更易脱水，同时使废水起到酸化分解的作用，把复杂的有机物分解成简单的有机物，增加了废水的可生化性，使废水中的污染物降低。接着废水进入CASS曝气池，污染物得到最终降解，经过消毒后废水达一级排放标准外排。调节沉淀池、UASB厌氧池及CASS池的剩余污泥进入污泥浓缩池浓缩后加入絮凝剂，在污泥脱水车间用带式压滤机脱水，干污泥外运处置或用作农肥。污泥浓缩池上清液、带式压滤机滤网冲洗水和压滤液回流进行再处理。图5UASB-射流曝气CASS处理工艺流程图3.3UASB工艺简述UASB（UpflowAnaerobicSludgeBlanket）是升流式厌氧污泥床反应器废水厌氧生物处理技术的简称。该项处理工艺是由荷兰瓦格宁根（Wageningen）农业大学拉丁格（Lettinga）教授在20世纪70年代开发的。目前全世界已有1000余座UASB反应器处理装置在实际生产中使用。国内现在已有150座（不包括容积在100m3以下的）应用于处理各类有机废水的生产性UASB反应器工艺。3.3.1UASB的构成图6是UASB反应器的示意图。UASB反应器的主体部分主要分为两个区域，即反应区和三相分离区。其中反应区为UASB反应器的工作主体。3.3.2UASB工作原理废水引入UASB反应器（见图6）的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水与污泥颗粒的接触过程。在厌氧状态下产生的沼气15 （只要是甲烷和二氧化碳）引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥碰击三相分离器气体发射板的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，产生的气体被收集到反应器顶部的集气室。三相分离器挡板的作用为气体反射器和防止沼气气泡进入沉淀区，以免引起沉淀区的紊动，阻碍颗粒沉淀。包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。由于流速降低，污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回到反应区，这部分污泥又可与进水有机物发生反应。图6UASB反应器示意图3.3.3UASB工艺的主要优点UASB工艺作为第二代厌氧反应器的典型代表，不仅具有工艺结构紧凑，有机负荷高，处理效果好以及占地面积小等优点，与传统的厌氧反应处理工艺相比，不仅实现了水力停留时间（HRT）与污泥龄（SRT）的分离，使反应器中可截留大量的生物量，使HRT缩短；同时由于其独特的水力特征，使反应器中的的污泥以颗粒化存在，由此极大地改善了污泥的沉降和分离性能，大大延长了污泥在反应器中的停留时间，显著提高了其处理能力[25]。3.3.4UASB应用研究现状（1）启动技术方面Lepisto等较早开展此方面的研究。由于颗粒污泥是UASB技术的核心，颗粒污泥的形成与否直接关系到UASB15 反应器运行的成败。许多研究集中在厌氧颗粒污泥的培养上。迄今，对厌氧颗粒污泥的培养已取得了许多有益的经验。我国吴允等向污泥内加入膨润土和非离子型聚丙烯酰胺，处理啤酒生产废水，4周内形成了稳定颗粒污泥床。郑平等研究了制药废水的厌氧处理启动技术。（2）废水处理领域Lettinga博士和他的同事首先在实验室进行了容积为60L的UASB反应器的试验研究。结果表明，该处理装置的处理效果很好，其有机负荷率COD高达10Kg/(m3·d)，此后进行了容积为6m3、30m3及200m3的半生产性试验研究，中温条件下，应用6m3容积的装置处理甜菜制糖废水的COD容积负荷高达36g/（m3·d）；处理马铃薯加工废水COD负荷为15Kg/(m3·d)以上，COD去除率为70%-90%。其后，荷兰、德国、瑞典、比利时和美国的研究者用UASB反应器进行了土豆加工废水、蚕豆加工废水、屠宰废水、罐头制品加工废水、甲醇废水、乙酸废水及纤维板废水的小试或生产性试验，都取得了较好的效果。据不完全统计，至1990年，世界各地已有205个生产规模的UASB系统投入运行，到1993年，这个数字已增加到400多。至今，在欧洲的UASB工艺已普遍形成了颗粒污泥。UASB工艺在我国的应用从80年代发展至今，应用越来越广泛。从80年代末的处理酒厂、啤酒厂废水（用单一UASB工艺）到90年代末期，与其他工艺联合使用，如UASB+AF处理高浓度涤纶废水、PUASB加压处理制药废水等。同时也已经成功应用于城市污水处理和生活污水的处理。3.4CASS工艺简述CASS（CyclicActivatedSludgeSystem）工艺是间歇式活性污泥法SBR的一中变革，是近年来国际公认的生活污水及工业废水处理的先进工艺。1978年Goronszy教授利用活性污泥底物积累再生理论，根据底物去除与污泥负荷的实验结果以及活性污泥活性组成和污泥呼吸速率之间的关系，将生物选择器与SBR工艺有机结合，成功地开发出CASS工艺，1984年和1989年分别在美国和加拿大取得循环式活性污泥工艺（CASS）的专利。3.4.1CASS工作原理CASS在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水），间歇排水。设置生物选择器的只要目的是使系统选择出絮凝性细菌，其容积约占整个池子的10%。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累—再生理论，使活性污泥在选择器中经历了一个高负荷的吸附阶段（基质积累），随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。CASS工艺原理为：CASS反应器由三个区域组成：生物选择区、兼氧区和主反应区。生物选择区是设置在CASS15 前端的小容积区，通常在厌氧或兼氧条件下运行。兼氧区不仅具有辅助厌氧和对进水水质水量变化的缓冲作用，同时还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化的作用。主反应区则是最终去除有机物的场所。CASS池分预反应区和主反应区。在预反映区内，微生物能够通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。原理如图7所示，在反应器的前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。其工作工程可分为曝气、沉淀和排水三个阶段，周期循环进行。污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解。根据进水水质可对运行参数进行调整。图7CASS工艺的循环操作过程图7所示为CASS工艺的基本循环过程，具体依次为：15 （1）充水-曝气阶段，边进水边曝气，同时将主反应区的污泥回流至生物选择器，污泥回流量约为处理废水量的20%。（2）充水-沉淀阶段，停止曝气，静置沉淀以使泥水分离。在沉淀刚开始时，由于曝气所提供的搅拌作用能使污泥发生絮凝，随后污泥以区域沉降的形式下降，因而所形成的沉淀污泥浓度较高。据报道，当混合液的污泥浓度为3500mg/L时，经沉淀后污泥的浓度可达到10000mg/L以上[26]。与传统SBR工艺不同的是，CASS工艺在沉淀阶段不仅不停止进水，而且污泥回流也不停止。CASS工艺在沉淀期间不停止进水却可获得良好沉淀效果的原因除上述外，还由于在此期间反应器不出水，在合理的设计条件下，反应器犹如竖流式沉淀池，而其表面负荷则要比竖流式沉淀池低得多。（3）表面滗水阶段，处于滗水阶段的CASS反应器需停止进水，根据处理系统中CASS反应器个数的不同，或者将原水引入其它CASS反应器（两个或两个以上CASS反应器），或者将原水引入CASS反应器之前的集水井（单个CASS反应器）。滗水期间，污泥回流系统照常工作，污泥回流的目的是提高缺氧区的污泥浓度，使回流污泥中的硝态氮进行反硝化，并进行磷的释放而促进在好氧区内对磷的吸收。由于CASS反应器在运行过程中的最高水位和滗水时的最低水位是确定的，因而在滗水期间进行污泥回流不会影响出水水质。（4）闲置阶段，实际运行过程中，由于滗水时间往往要比设计滗水时间短，其剩余时间通常用于反应器内污泥的闲置以恢复污泥的吸附能力。闲置期间污泥回流系统照常工作。完成上述四个阶段即为CASS工艺的一个运行周期。3.4.2CASS工艺的主要优点CASS工艺集反应、沉淀、排水于一体，每一个工作周期微生物处于好氧—缺氧周期性变化之中。因此，CASS工艺比普通活性污泥法建设费用低，占地面积省；不需设专人管理，自动化程度高，只需由电工兼顾管理即可；除氮、脱磷不需要另加药剂；污泥活性高，静止出水，出水水质好；运行可靠，耐负荷冲击能力强，可随时调节充氧量及排放周期，便于设备检修，并且不产生污泥膨胀现象；在一个周期内厌氧、兼氧、好氧交替变化，便于除磷、脱氮；污泥量极少，由于池容积较大，污泥负荷低，池内长期处于内源呼吸阶段，不但除去了水中的污染物，而且还氧化了合成的细胞质，实际是污水处理和污泥耗氧处理的综合构筑物，此法剩余污泥接近于零[27]。四、论文详细工作进度和安排2010年10月中旬～2010年11月中旬：查阅文献资料，了解天然屠宰废水的特点，确定研究内容，并制定具体的设计方案。2010年12月上旬～2011年1月上旬：进入开题报告、文献综述和外文翻译阶段；15 2011年1月中旬：完成并提交论文的前期三项内容；2011年3月上旬～2011年4月中旬：根据天然屠宰废水的水质特征以及水污染控制理论与设计的相关资料和预先选择的合理设计路线和方法，完成包括设计说明书、计算书、设计图纸（工艺流程管线图、高程图、平面布置图、主要构筑物图等）等设计内容；2011年4月中旬～2011年5月中旬：对前期设计进行补充、修改和完善，撰写论文，准备答辩。五、主要参考文献[1]籍国东．我国污水资源化的现状分析与对策探讨[J]．环境科学进展．1998，7(5)：10-15。[2]刘鸿亮，韩国刚，严济民等．中国水环境预测与对策概论[M]．北京：中国环境科学出版社，1998：35-55。[3]陈频．污水同用技术与应用[J]．金陵职业大学学报．2003，18(l)：41-42。[4]水利部南京资源研究所，中国水利水电院水资源研究所编著[M]．21世纪中国水供求．南京：中国水利水电出版社，1999：150-176。[5]中国国家环保总局．2007年中国环境状况公报．2007：3-8。[6]何强，龙腾锐．屠宰废水处理技术评价[J]．重庆环境科学．1995，17(3)：41-43。[7]孟艳艳．屠宰废水的处理艺及实例[J]．污染防治技术．2007，20(4)：103-104。[8]于风，陈洪斌．屠宰废水处理技术与应用进展[J]．环境科学与管理．2005，30(4)：84-87。[9]邱玉林．屠宰废水微生物处理菌种的选育与应用的研究[J]．青海农林科技．2006，17(2)：87。[10]陈立波，李艳英，顾恩人．屠宰废水处理工艺设计[J]．吉林化工学院学报．2004，21(4)：21-24。[11]陈金宁．肉类屠宰加上行业对环境的主要影响及污染防治对策[J]．气象与环境学报．2006，22(5)：59-61。[12]Martineal，BorzacconiL，MalloM，eta1．TreatmentofSlaughterhousehousewastewater[J]．WaterscienceandTechnology．1995，32(12)：99-104。[13]宁平，朱易，金时英．CAF涡凹气浮-BSR法在屠宰废水处理中的应用[J]15 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