全面解析屠宰廢水處理工藝及應(yīng)用
【www.qgeyew.cn南京純水設(shè)備】屠宰廢水來自于圈欄沖洗、淋洗、屠宰及其它廠房地坪沖洗、燙毛、剖解、副食加工、洗油等，它具有水量大、排水不均勻、濃度高、雜質(zhì)和懸浮物多、可生化性好等特點(diǎn)。另外它與其他高濃度有機(jī)廢水的最大不同在于它的NH3-N濃度較高（約120mg/l），因此在工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮NH3-N對(duì)廢水處理造成的影響。
屠宰廢水的預(yù)處理
屠宰廢水的預(yù)處理是整個(gè)系統(tǒng)能否有效運(yùn)行的關(guān)鍵。屠宰廢水中固體懸浮物（SS）高達(dá)1000mg/l，該類懸浮物屬易腐化的有機(jī)物，必須及時(shí)攔截，一方面可防止后續(xù)管道設(shè)備的堵塞，另一方面即時(shí)清理可避免懸浮固體有機(jī)質(zhì)腐化溶入廢水中而成為溶解性有機(jī)質(zhì)，導(dǎo)致廢水CODCr、BOD5濃度提高。南京純水設(shè)備屠宰廢水包括含有大量豬糞、未消化飼料的圈欄沖洗水和一般屠宰廢水兩大類。
圈欄沖洗水經(jīng)一化糞池預(yù)處理后再與一般屠宰 廢水廢水合并后進(jìn)入廢水處理站，化糞池內(nèi)沉積的豬糞和未消化飼料通過擠壓式固液分離機(jī)抽提并干燥后（含水率可達(dá)70%以下）作為魚類飼料。
一般屠宰廢水預(yù)處理的兩種主要方法：氣浮和篩濾（過濾孔徑1～5mm），其中氣浮主要應(yīng)用于廢水量較小的處理站，其缺點(diǎn)主要是設(shè)備復(fù)雜、不易管理、運(yùn)行成本高、衛(wèi)生條件差；篩濾則主要應(yīng)用于廢水量較大的屠宰廢水的預(yù)處理，管理方便，運(yùn)行穩(wěn)定。
另外在篩濾機(jī)前需依次設(shè)置清撈池、粗格網(wǎng)（50×5mm）、粗格柵（20mm）等保護(hù)措施。
屠宰廢水水質(zhì)的分析
屠宰廢水來自于圈欄沖洗、淋洗、屠宰及其它廠房地坪沖洗、燙毛、剖解、副食加工、洗油等，它具有水量大、排水不均勻、濃度高、雜質(zhì)和懸浮物多、可生化性好等特點(diǎn)。另外它與其他高濃度有機(jī)廢水的最大不同在于它的NH3-N濃度較高（約120mg/l），因此在工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮NH3-N對(duì)廢水處理造成的影響。
酸化水解或厭氧
屠宰廢水中的有機(jī)物主要為蛋白質(zhì)和脂肪，該類物質(zhì)屬大分子長(zhǎng)鏈有機(jī)物，難以被一般的好氧菌直接利用，在其生物降解過程中，一般先通過酶的作用分解成氨基酸、碳水化合物等小分子有機(jī)物后方可被好氧菌直接利用，因此酸化水解工序的設(shè)置是非常有必要的。
另外，本廢水的濃度較高（CODCr：2200mg/l），直接用好氧工藝去除全部的有機(jī)物將消耗大量的電能，因此用無需消耗電能的酸化水解工藝來去除部分有機(jī)物可節(jié)省運(yùn)行成本。
完整厭氧過程分為酸化水解和產(chǎn)甲烷兩個(gè)階段，酸化水解工藝只利用厭氧過程中的酸化水解階段，所以厭氧工藝的去除率高于酸化水解工藝，設(shè)計(jì)停留時(shí)間較長(zhǎng)（約12～48小時(shí)），其與酸化水解最主要的差別是厭氧除了包含酸化水解階段外，還包含產(chǎn)氣階段（此階段同時(shí)產(chǎn)生臭氣）。對(duì)于屠宰廢水來說，產(chǎn)甲烷意味著同時(shí)也產(chǎn)生了大量臭氣，衛(wèi)生條件差。另外，厭氧工藝的條件要求比較嚴(yán)格：如廢水需達(dá)到一定溫度，必須有有效的三相分離器、調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)等。即使如此，部分單位為了達(dá)到不耗電就能去除更多的有機(jī)物的目的，仍選擇了厭氧工藝作為處理站的主要工藝，因此在已建成的屠宰廢水處理站中選用厭氧工藝的較少，成功案例幾乎沒有。
有機(jī)負(fù)荷、氨氮、一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)
本工程廢水的排放既要滿足《肉類加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB13457-92中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，又要滿足《廈門市水污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》DB35/322-1999中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，其中BOD5小于20mg/l，CODCr小于80mg/l，這兩個(gè)數(shù)值決定了在活性污泥工藝的設(shè)計(jì)中，南京實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備出水前的最后一級(jí)生化工藝必須采用低負(fù)荷設(shè)計(jì)（即有機(jī)負(fù)荷小于0.15kgBOD/kgMLSS），否則出水的BOD、COD值根本無法達(dá)標(biāo)。
另外，本處理站的出水水質(zhì)氨氮需小于15mg/l，原水的氨氮為120mg/l，氨氮的在處理系統(tǒng)中除了部分合成生物細(xì)胞外（以總氮計(jì)，約占剩余污泥的11.4%），大部分需通過硝化菌去除，考慮到廢水的總氮大于氨氮，所以剩余污泥11.4%的氨氮量去除率幾乎可以忽略不計(jì)，故需硝化的氨氮仍以120mg/l計(jì)。參考國(guó)內(nèi)外資料[日高橋俊三《活性污泥生物學(xué)》]當(dāng)BOD負(fù)荷需在0.10～0.20kgBOD/kgMLSS范圍，通過4～６小時(shí)的曝氣可完成硝化階段，但如果將BOD負(fù)荷提高，曝氣時(shí)間再長(zhǎng)，硝化階段也不可能完成。由此得出如果出水氨氮要達(dá)標(biāo)，則BOD負(fù)荷要低。
為滿足高標(biāo)準(zhǔn)的排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，本設(shè)計(jì)中，出水前的最后一級(jí)活性污泥工藝有機(jī)負(fù)荷確定為0.10kgBOD/kgMLSS；同時(shí)在低負(fù)荷活性污泥池前設(shè)一段高負(fù)荷（0.50kgBOD/kgMLSS）的活性污泥池，以期望能在較短的停留時(shí)間內(nèi)，去除部分有機(jī)物，減少低負(fù)荷活性污泥池的處理BOD總量，盡可能減少曝氣池的總池容。
DAT-IAT
DAT-IAT工藝為本設(shè)計(jì)選用的廢水處理主體工藝，它是活性污泥工藝的一種變形，具體技術(shù)說明如下：
DAT-IAT工藝包括連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)曝氣的高負(fù)荷（0.50kgBOD/kgMLSS）活性污泥池DemandAerationTank（DAT）池和以連續(xù)進(jìn)水、間歇曝氣、接歇排水低負(fù)荷（0.10kgBOD/kgMLSS）活性污泥池IntermittentAerationTank（IAT）兩部分。酸化水解池的出水和間歇曝氣池尾端的活性污泥同步進(jìn)入DAT池，南京純水設(shè)備并進(jìn)行連續(xù)的高強(qiáng)度曝氣，強(qiáng)化了活性污泥的生物吸附作用，“初期降減”功能得到充分的發(fā)揮，60%的可溶性有機(jī)污染物被去除。
在IAT池中，由于DAT池的調(diào)節(jié)、均衡作用，進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定、負(fù)荷低，提高了對(duì)水質(zhì)變化的適應(yīng)性。由于C/N較低，有利于硝化菌的繁育，能夠產(chǎn)生硝化反應(yīng)。又由于進(jìn)行間歇曝氣和沉淀，能夠形成缺氧-好氧-厭氧-好氧的交替環(huán)境，在去除BOD的同時(shí)，取得脫氮除磷的效果。此外由于DAT池的高負(fù)荷高強(qiáng)度曝氣，強(qiáng)化了生物吸附作用，在微生物的細(xì)菌中，貯存了大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在IAT池內(nèi)可利用這些物質(zhì)提高內(nèi)源呼吸的反硝化作用，即所謂的存儲(chǔ)性反硝化作用。本池在沉淀和排水階段也連續(xù)進(jìn)水，這樣能夠綜合利用進(jìn)水中的碳源和前述的貯存性反硝化作用，具有很強(qiáng)的除磷脫氮功能。
即使是在IAT池的沉淀階段和潷水階段，廢水進(jìn)水也是連續(xù)的，所以連續(xù)的進(jìn)水是否會(huì)對(duì)沉淀和排水造成擾動(dòng)和影響、來不及處理的廢水是否會(huì)直接從潷水器出水口排出而影響出水效果也是業(yè)主通常擔(dān)心的問題。在設(shè)計(jì)DAT-IAT池時(shí)對(duì)其幾何尺寸、兩池隔墻開孔的數(shù)量、面積和布置方式均進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，當(dāng)系統(tǒng)停止曝氣后整個(gè)反應(yīng)池成為近乎理想的推流式反應(yīng)器，污水以極小流速運(yùn)動(dòng)，推進(jìn)速度為2m/h。按沉淀和排水時(shí)間2小時(shí)計(jì)算，總推進(jìn)距離僅為4m。在沉淀階段和潷水階段進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)的污水先經(jīng)過反應(yīng)池底部的污泥層，然后沿池子對(duì)角線方向前進(jìn)，池子長(zhǎng)寬比的合理設(shè)計(jì)可保證在排水結(jié)束時(shí)未處理的水與潷水器還有一段安全距離。另外在沉淀過程中，按其表面負(fù)荷計(jì)算，僅為0.25m3/m2.h，該值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一般的沉淀池（約為0.85m3/m2.h），所以沉淀效果非常好。
DAT-IAT工藝優(yōu)點(diǎn)還體現(xiàn)在SVI值較低、污泥易沉淀、不易發(fā)生污泥膨脹、僅通過時(shí)間的控制就可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行、剩余污泥量低、污泥齡長(zhǎng)、無二沉淀池等。
曝氣系統(tǒng)
曝氣系統(tǒng)為生物好氧提供必須的氧氣，是處理站設(shè)計(jì)的核心之一，許多廢水處理站無法正常運(yùn)行均由該系統(tǒng)的故障造成。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是需氧量的計(jì)算，許多公司采用經(jīng)驗(yàn)值計(jì)算往往會(huì)造成設(shè)計(jì)容量過大或不足。活性污泥池的需氧主要由三部分組成：去除BOD5所消耗的氧（0.5kgO2/kgBOD）、維持曝氣池內(nèi)污泥好氧所需要的氧（0.11kgO2/kg污泥）、氨氮硝化所需要的氧（4.7kgO2/kgNH3-N），其中氨氮硝化所需的氧接近于其他部分所需氧的總和。許多設(shè)計(jì)人員在計(jì)算需氧量過程中會(huì)故意忽略氨氮硝化所需要的氧，以減少曝氣量，降低投資和運(yùn)行成本，增加項(xiàng)目在投標(biāo)階段的競(jìng)爭(zhēng)力，故總是無法達(dá)標(biāo)。
確定需氧量后，選擇供氧系統(tǒng)成為關(guān)鍵，南京實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備目前主要的供氧系統(tǒng)有射流曝氣和鼓風(fēng)曝氣兩大類。與鼓風(fēng)曝氣相比，射流曝氣的優(yōu)點(diǎn)是噪音小，安裝維護(hù)簡(jiǎn)易；其缺點(diǎn)是能耗大，以目前行業(yè)內(nèi)較為常用的水下曝氣機(jī)和射流器為例，一千瓦的電耗所提供的溶解氧僅為0.9kg；而鼓風(fēng)機(jī)+球冠型微孔曝氣器的曝氣系統(tǒng)，一千瓦的電耗所能提供的溶解氧為6.5～8.85kg。小型廢水處理站可選用射流曝氣，對(duì)于規(guī)模較大的廢水處理站則選擇鼓風(fēng)曝氣為宜。另外微孔曝氣器的性能和參數(shù)則是曝氣系統(tǒng)能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵，“溶解氧利用率”的高低直接關(guān)系到廢水處理運(yùn)行費(fèi)用的高低。
污泥處理
屠宰廢水的剩余污泥中蛋白質(zhì)含量過高，不易脫水。根據(jù)本司過去在處理肉聯(lián)廠廢水時(shí)對(duì)產(chǎn)生剩余污泥的分析，其蛋白質(zhì)含量高達(dá)27%～28%，而且油性大、粘稠，使用板框壓濾無法脫水，本設(shè)計(jì)從四面解決好剩余污泥的處理問題：減少污泥量并改變污泥性能、設(shè)污泥濃縮池、選用污泥帶式壓濾機(jī)脫水、選用特定污泥調(diào)理藥劑。
將IAT池的部分污泥回流到酸化水解池進(jìn)行水解消化，以減少剩余污泥的排放量，提高污泥的可壓縮性；所有的剩余污泥均從酸化水解池底部排出；污泥的濃縮時(shí)間超過24小時(shí)。污泥經(jīng)過脫水后的含水率約為80%，可直接外運(yùn)處置。
總磷
總磷的去除有兩個(gè)途徑：通過剩余污泥排磷或通過化學(xué)除磷。DAT-IAT工藝在具有除磷功能，但考慮到污泥齡較長(zhǎng)，日排放的剩余污泥較少，南京純水設(shè)備需在處理站的出水口增設(shè)一化學(xué)除磷措施以確保達(dá)標(biāo)，化學(xué)除磷藥劑選用CaCl2或Ca(OH)2。
臭味與噪音
屠宰廢水處理站的臭味是客觀存在的，對(duì)于工藝設(shè)計(jì)者來說，保持廢水在各個(gè)構(gòu)筑的經(jīng)常性流動(dòng)，避免構(gòu)筑物內(nèi)廢水形成死區(qū)而導(dǎo)致局部廢水厭氧產(chǎn)生臭味是很重要的；另外，在廢水工藝的設(shè)計(jì)中，不選用厭氧處理工藝、不使廢水產(chǎn)氣，是減少處理站臭味的重要手段；在企業(yè)生產(chǎn)初期，可能由于廢水排放量較少而導(dǎo)致酸化水解池的停留時(shí)間增加，工藝自動(dòng)由酸化轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬醵a(chǎn)生的沼氣，只能通過收集后高空排放，本措施較為復(fù)雜，且涉及投資問題，除非業(yè)主特別要求，否則我司將予以忽略；在管理方面，即時(shí)處理清撈出的固體廢棄物則是消除臭味的重要手段。
處理站的噪聲來自于鼓風(fēng)機(jī)，消除其影響有以下措施：鼓風(fēng)機(jī)房位置盡量不要直接靠近行人多的地方；選擇鼓風(fēng)機(jī)時(shí)盡量選用轉(zhuǎn)速低的風(fēng)機(jī)；鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口安裝消音器；在鼓風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)部的墻面上安裝隔音板、使用雙層隔音玻璃、專門的進(jìn)風(fēng)口等可消除噪音的影響，該措施涉及投資問題，除非業(yè)主特別要求，否則將予以忽略。
混凝過濾、中水回用、水質(zhì)把關(guān)
對(duì)廢水處理站生化處理系統(tǒng)（二級(jí)處理）出水進(jìn)一步進(jìn)行物化處理（三級(jí)處理）是十分常見的，它可以進(jìn)一步提高廢水的出水水質(zhì)，對(duì)于那些對(duì)出水水質(zhì)要求較高且需要回用的項(xiàng)目則是必須的。物化處理的工藝包括混凝、砂濾、消毒、氣浮、生物碳過濾等等，以混凝、過濾、消毒（屠宰廢水）最為常見，在本項(xiàng)目需回用400噸/天處理后出水做為生活雜用水，故選擇成本最低、運(yùn)行最為穩(wěn)定的混凝反應(yīng)+砂濾工藝對(duì)廢水進(jìn)行三級(jí)處理，砂濾則選用技術(shù)成熟的V型砂濾池。
在設(shè)計(jì)砂濾的過程中放大設(shè)計(jì)參數(shù)，以確保既能滿足400噸/天回用水的需要，又能滿足1800噸/天規(guī)模的一般廢水三級(jí)處理的需要。當(dāng)進(jìn)水水量為400噸/天時(shí)，混凝反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)、過濾速度較慢，去除率約為60%，處理出水水質(zhì)可達(dá)回用標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)為1800噸/天時(shí)，則混凝反應(yīng)時(shí)間較短、濾速較高，去除率約為40%，可為最后的出水進(jìn)行水質(zhì)把關(guān)。在以后處理站正式運(yùn)行中，業(yè)主可根據(jù)出水水質(zhì)、運(yùn)行狀況、政府政策改變等具體情況來靈活的運(yùn)用本處理系統(tǒng)。
活性污泥或接觸氧化工藝
有機(jī)廢水要達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，選用好氧生物處理工藝是最常用、最有效、運(yùn)行成本最低廉的工藝。好氧生物處理工藝包括活性污泥法和接觸氧化法兩大類。其中活性污泥法是一種傳統(tǒng)且技術(shù)成熟的污水處理方法，其發(fā)展已經(jīng)有100多年的歷史；接觸氧化是國(guó)內(nèi)部分公司自行開發(fā)的工藝，屬生物膜法的一種，其具體設(shè)計(jì)參數(shù)尚未完善，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家很少使用。兩種方法在工藝上的最大差別是前者的微生物處于懸浮狀態(tài)，南京實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備后者的微生物為固定狀態(tài)。后者曝氣池內(nèi)需要安裝生物填料以作為生物的載體，投資較高，主要應(yīng)用于小型的廢水處理站；前者則被廣泛的應(yīng)用于各類廢水處理廠。
在一些接觸氧化工藝的工程中，發(fā)現(xiàn)其主要問題是掛膜比較困難，安裝于填料下面的曝氣裝置維修不易、曝氣池面泡沫多、處理效率低（有機(jī)負(fù)荷低）、二沉池沉淀效果差、投資高等缺點(diǎn)，但由于無需污泥回流，管理方便，所以對(duì)于小型的廢水處理站應(yīng)用還是可行的，對(duì)于本工程則不太適合。
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