屠宰場污水處理設備 

屠宰業(yè)是我國出口創(chuàng)匯和保障供給的支柱產(chǎn)業(yè)之一，屠宰廢水來自牧畜、禽類、魚類宰殺加工，是我國zui大的有機污染源之一。據(jù)調(diào)查，屠宰廢水的排放量約占全國工業(yè)廢水排放量的6%[1]，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，肉類食品加工工業(yè)將會有更大的發(fā)展，屠宰廢水的污染還有不斷加劇的趨勢。

屠宰廢水呈紅褐色，有腥味，含有大量血污、皮毛、碎骨肉、蹄角、油脂和內(nèi)臟雜物。CODCr 、BOD5 、氨氮、SS等指標均較高，如CODCr 600~6000mg/l、BOD5 300~3000 mg/l、SS 400~2700mg/l。BOD5/COD≥0.5，可生化性優(yōu)良，無毒性。屠宰廢水受其生產(chǎn)過程的影響明顯，其水質水量波動范圍較大。

我國從20世紀50年代開始考慮屠宰廢水的處理，由于種種原因，直到70年代國內(nèi)屠宰廢水處理仍為一級處理，80年代以后，新的處理工藝和技術逐漸被開發(fā)并得以應用，屠宰廢水的處理程度不斷提高。本文從生物處理、自然生態(tài)處理、化學處理等方面加以討論。

1生物處理                                                       

1. 好氧生物處理

活性污泥處理系統(tǒng)是當前污水處理領域應用zui廣泛的處理技術之一。普通活性污泥法處理屠宰廢水很難達到處理要求，普遍存在以下困難[2]：污水排放量季節(jié)性變化幅度大，難以滿足連續(xù)流曝氣池對水流穩(wěn)定性的要求；全年均可發(fā)生污泥膨脹難以防治；剩余污泥量大、含水率高，沉淀脫水性能差，污泥處置費用高；脫氮除磷的效率僅20%左右，難以滿足高氮屠宰廢水的除氮要求。針對普通活性污泥法存在的問題，一些新的處理工藝開發(fā)和成功應用到屠宰廢水的處理領域。

1.1.1 序批式活性污泥系統(tǒng)（SBR）

SBR（Sequencing Batch Reactor）工藝適應當前好氧生化處理工藝的發(fā)展趨勢，屬簡易、高效、低耗的污水處理工藝，廣泛地應用于屠宰廢水的處理中。其主要優(yōu)點有[3]：

流程簡單，無二沉池和污泥回流設備，節(jié)省了大量用地和設備。投資省，運行費用低，比普通活性污泥法節(jié)省基建投資30%，運行費用可降低10~20%。不易發(fā)生污泥膨脹，出水水質好；剩余污泥性質穩(wěn)定，便于濃縮和脫水。自動控制，反應池中交替處于好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，具有較強的脫氮除磷能力。耐沖擊負荷能力強，高峰負荷在正常負荷的2.5倍情況下仍能獲得穩(wěn)定處理效率。

SBR間歇運行的特點使其很適合處理流量變化大甚至間歇排放的工業(yè)廢水，已在亞洲、北美和歐洲等很多國家廣泛應用于小型污水領域。很多屠宰場的水量少，且間斷排放，采用SBR工藝，既可節(jié)省基建費用又可靈活操作。SBR工藝處理屠宰廢水CODCr、BOD5的去除率可分別達到80%、90%以上，而且有較好的脫氮除磷效果，氨氮去除率可達80%~90%。J.Keller[4]等人在研究SBR處理屠宰廢水脫氮的過程中發(fā)現(xiàn)，通過控制溶解氧的濃度可使約50％的氮通過同步硝化反硝化去除，而控制這種脫氮過程對減少處理費用，提高出水水質有重要意義。

隨著SBR工藝的蓬勃發(fā)展，許多SBR改進工藝被開發(fā)出來。CASS工藝在SBR反應器前部增加了一個生物選擇器，由于實現(xiàn)了連續(xù)進水，在屠宰廢水的處理中也得到了廣泛的應用。此工藝剩余污泥性質穩(wěn)定，產(chǎn)生的剩余污泥量只有傳統(tǒng)活性污泥法的60%左右[5] 。

1.1.2 AB法

AB法是生物吸附活性污泥法的簡稱，處理系統(tǒng)分為負荷截然不同的A段（Adsorption Stage）和B段（Bio-aeration Stage）。A段和B段的回流系統(tǒng)嚴格分開，互不相混，形成二種不同的微生物類群。A段污泥負荷高可達2~6kgBOD5/(kgMLSS.d)，對廢水主要起生物吸附作用：而B段負荷較低，不大于0.3 kgBOD5/kgMLSS.d，對廢水主要起生物氧化作用[6]。AB法特別適用于屠宰廢水懸浮有機物濃度高、水質水量變化較大的特點，一般不設初沉池，對BOD5 、CODCr、SS、P和NH3-N的去處率一般均高于常規(guī)活性污泥法，且可節(jié)省基建投資約20%、能耗15%左右[7]。

1.1.3 氧化溝

氧化溝對水質、水溫、水量的變動有較強的適應性，污泥齡長，可以產(chǎn)生硝化反硝化反應，有脫氮功能。污泥產(chǎn)率低，污泥穩(wěn)定，勿需消化。表1[7]給出了國外采用氧化溝工藝處理屠宰廢水的參數(shù)與除污染效果。

表1  氧化溝工藝處理屠宰廢水的參數(shù)與效果

1.1.4 生物濾池

好氧生物膜法主要用于去除污水中溶解性有機污染物，小型生物處理系統(tǒng)采用生物膜法有節(jié)能、強化抗沖擊能力、少維護、管理簡單等優(yōu)點。研究與應用較多的是生物濾池、生物轉盤等。生物濾池曾是屠宰廢水zui基本的處理方法之一，其特點是耐沖擊負荷，效果穩(wěn)定，一般采用兩級串聯(lián)運行。由于屠宰廢水中蛋白質含量很高，微生物大量繁殖易使濾池堵塞，因此濾池前需有其他預處理設施。

1.1.5 水解酸化－好氧生物處理

針對屠宰廢水中含有大量高分子有機物的特點，為提高好氧生物處理效果、縮短廢水停留時間、減少反應池容積，研究者在好氧生物處理前加入酸化處理，開發(fā)出酸化－好氧生物處理工藝[2,6,8]。酸化過程的設置將動物性復雜大分子有機物降解成小分子溶解性有機物和有機酸，為后續(xù)好氧反應器提供優(yōu)質的底物，提高了整個處理系統(tǒng)的抗沖擊負荷能力和穩(wěn)定性；同時類似于消化池的固體降解過程實現(xiàn)了污水酸化和污泥消化的集中處理，污泥產(chǎn)量低。

張森林[2]對酸化-SBR工藝的研究表明，在保證處理效果的同時（見表2），此工藝總投資、占地面積和能耗比傳統(tǒng)活性污泥工藝減少20%~30%，處理成本降低50%以上。萬秀林等人[6]采用兼氧-AB工藝在低溫條件下處理屠宰廢水也取得良好的處理效果，廢水各項主要污染物去除率均達90％以上。

表2   SBR處理屠宰廢水試驗和工業(yè)裝置全流程運行結果均值[2]

注：工藝參數(shù)：酸化池LV為4.8kgCOD/m3.d;HRT為4.0h；SBR LV為1.25kgCOD/m3.d,T為6~8h,水溫25℃。運行條件與實驗條件相近。括號中數(shù)字為推算值，運行成本（計回用水收入）0.1元/m3。

屠宰場污水處理設備 

屠宰廢水具有以下特點:

①水質、水量隨時間變化大。產(chǎn)生的廢水量隨季節(jié)和日、時變化幅度很大，且屠宰多為一班制生產(chǎn)，白天流量大，濃度高，夜間流量小，濃度低。

②有機物含量高，可生化性好，固體懸浮物含量高。廢水中含有大量血污、油污、肉屑、內(nèi)臟污物及未消化食物等，且?guī)в醒t色和味。根據(jù)環(huán)保要求，廢水處理規(guī)模確定為2000m3/d，出水水質執(zhí)行《肉類加工工業(yè)水污染物排放標準》(GB13457—92)的一級標準(見表1)。

2廢水處理工藝

根據(jù)屠宰廢水的特點，采用以水解酸化/三級生物接觸氧化為主的處理工藝，具體工藝流程如圖1所示。

屠宰廢水首先經(jīng)過格柵去除、內(nèi)臟碎塊等大塊雜物，防止管道和水泵堵塞。之后廢水流入集水池，池內(nèi)設一級提升泵，將廢水提升至隔油沉渣池，去除浮油及一些沉淀的泥渣，然后流入調(diào)節(jié)池。因屠宰廢水排放具有時段不均勻性、時變化系數(shù)較大的特點，為使后續(xù)處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行，減少生產(chǎn)廢水沖擊負荷的影響，設置調(diào)節(jié)池以調(diào)節(jié)水質與水量。

調(diào)節(jié)池出水由二次提升泵提升至氣浮池，大量溶解性油脂與細小懸浮物通過氣浮裝置去除，以減輕后續(xù)處理單元負荷。

廢水隨后進入水解酸化池，利用異養(yǎng)兼性菌和厭氧菌將廢水中難降解大分子有機物轉化為易降解小分子有機物，復雜有機物轉變成簡單有機物。在轉化過程中降解相當數(shù)量有機污染物，降低COD濃度，提高廢水可生化性，為后續(xù)好氧處理工藝創(chuàng)造條件。之后廢水進入生物接觸氧化池，池內(nèi)設有組合填料、布水、布氣裝置及曝氣系統(tǒng)。充氧的廢水浸沒全部填料，并以一定的速度流經(jīng)填料。填料上長滿生物膜，在生物膜中微生物的作用下，廢水中的有機物被分解為二氧化碳和水，達到凈化水質的目的。接觸氧化池采用三級推流形式，逐級去除有機污染物。出水進入混凝反應池，投加一定量的混凝劑進一步去除懸浮物并在二沉池進行泥水分離。出水進入消毒池消毒后達標排放。隔油沉渣池、氣浮裝置、二沉池的浮渣與剩余污泥排放至污泥濃縮池濃縮，經(jīng)過污泥脫水機脫水外運統(tǒng)一處理。

3主要構筑物與設備

主要構筑物設計參數(shù)和設備參數(shù)分別如表2、3所示。

表2主要構筑物及設計參數(shù)

表3主要設備及參數(shù)

水解酸化池與三級接觸氧化池為處理工藝的核心。水解酸化池采用合適的空氣攪動，池內(nèi)懸掛填料并培養(yǎng)一定數(shù)量活性污泥。接觸氧化池采用三級推流式，逐級去除有機污染物，總接觸停留時間為12.7h，總水力停留時間為15.3h。風量分配設定為一級接觸氧化池55%、二級接觸氧化池25%、三級接觸氧化池20%。各生物池內(nèi)懸掛的填料均為彈性填料，由拉毛的PP材質的絲條和絞繩制成，呈圓形毛刷狀，比表面積大，能附著大量微生物。此外，該填料掛膜快，脫膜容易，運行時絲條對空氣泡能起到*的切割作用，使大氣泡切割成小氣泡，增加氣液接觸面積促進氧的傳遞，從而提高處理效果。

4調(diào)試運行與處理效果

按照屠宰廢水設計工藝流程，對關鍵設備如機械格柵、污水提升泵、羅茨鼓風機等在充水后進行單機調(diào)試。然后對各處理單元(調(diào)節(jié)池、氣浮、水解酸化、好氧處理、污泥濃縮等)進行調(diào)試。生物處理系統(tǒng)以生活污水作為培養(yǎng)水源，分別注入水解酸化池與各級生物接觸氧化池中。投加后按照正常水位條件，連續(xù)悶曝3～7d，曝氣期間不進水。在確定微生物生化條件正常時，即可開始進廢水，進水量由小到大逐漸調(diào)節(jié)，使微生物逐步適應。在對微生物進行培養(yǎng)馴化的過程中，以一定的比例投加氮、磷等營養(yǎng)物質，促進菌種的生長與掛膜。連續(xù)進水近3個月，廢水處理系統(tǒng)排放口出水清澈，呈微黃色。通過監(jiān)測各主要處理構筑物進、出水COD(見表4)與排放口出水各污染物指標(見表5)可知，該廢水處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定，出水水質優(yōu)于《肉類加工工業(yè)水污染物排放標準》(GB13457—92)的一級標準。該工程于2009年9月通過當?shù)丨h(huán)保部門驗收，至今仍穩(wěn)定運行。

表4各主要處理單元對COD的處理效果

表5廢水處理效果

5運行成本

根據(jù)工程實際裝機功率及各工序每天的運行時間，按電價為0.65元/(kW˙h)計，則電費為0.58元/m3;設4人，工資為1200元/(人˙月)，則人工費為0.08元/m3;氣浮池與二沉池PAC藥劑費為0.13元/m3。其他費用(如維修費、設備折舊費、行政管理費)為0.07元/m3。該工藝的綜合運行費用為0.86元/m3。

6結論

屠宰廢水經(jīng)過格柵、隔油沉渣、氣浮等預處理措施，能有效去除大部分懸浮物、動植物油等污染物，并去除部分有機物質，保證后續(xù)處理工段的正常運行，減輕生物處理負擔。生物處理采用以水解酸化/三級生物接觸氧化為主的工藝，有機物處理負荷高，耐沖擊負荷，出水水質穩(wěn)定。整個工藝設計完善合理，流程連續(xù)性強。經(jīng)過調(diào)試運行，處理系統(tǒng)在COD濃度較高的情況下長期運行，能保持很好的處理效果，對COD、BOD5與SS的去除率均在95%以上，出水水質優(yōu)于排放標準。此外，該工藝的運行費用較低，廢水處理成本為0.86元/m3。