肉牛屠宰废水处理工艺探讨

摘要:屠宰及肉制品加工废水含有血污、肉屑、内脏污物及粪便等,带有难闻的腥臭味,对环境影响极大。采用物化+水解酸化+DAT+IAT+流离生化处理工艺,废水经处理后达标排放。该工艺具有耐冲击负荷能力强,出水水质好,操作管理方便,运行费用低等特点。

关键词:肉牛屠宰;废水处理;工艺选择;达标排放

收稿日期:2010-06-07

作者简介:翁雅彤(1968―),女,辽宁辽阳人,工程师,主要从事环境科研、环境影响评价及环境监理工作。

中图分类号:X703

文献标识码:B

文章编号:1674-9944(2010)07-0123-03

1 引言

辽宁省位于辽河流域的下游,是国家水污染治理的重点区域之一。2008年,辽宁省环境保护局颁布了DB21/1627-2008《污水综合排放标准》[1],其中COD、BOD5、SS等指标的排放标准严于国家标准,省内的多家肉牛屠宰企业必须对现有的污水处理装置进行改造,新建企业必须选择适宜的废水处理工艺以达到新标准的要求。

2 屠宰废水水质

2.1 屠宰废水来源

屠宰废水主要包括两大类:一类是屠宰前冲洗含有大量粪便、未消化饲料的圈栏水和冲洗待宰牲畜的淋洗水;另一类是屠宰废水,如烫毛时排放的含大量牛毛的高温水、清洗胴体废水、剖解清洗内脏废水、冲洗车间地面、器具等废水。宰1头牛约产生1t污水,废水水质见表1。

表1 肉牛屠宰废水水质

项目pHCODCr/mg•L-1 BOD5/mg•L-1SS/mg•L-1动植物油/mg•L-1

宰牛6.9~7.11500~5000950~1500600~1000100~260

标准[1]501020

标准[2]80306015

2.2 屠宰废水的特点

(1)水质、水量在一天内的变化比较大,排水不均匀。屠宰过程集中在凌晨,排水主要集中在这一时段,白天相对较少。

(2)有机污染物含量高。废水主要成分有牲畜粪便、血污、油脂、内脏残屑和无机盐类等。

(3)可生化性较好,BOD/COD大于0.6。

(4)废水中含有大量的血污、毛皮、内脏残屑、食物残渣以及粪便等污染物,悬浮物含量高,水呈红褐色并有明显的腥臭味,且含有较多的病原菌。

(5)与其他高浓度有机废水的最大不同在于它的NH3-N浓度较高(约120mg/g)。

3 屠宰废水处理工艺

3.1 预处理

屠宰废水中固体悬浮物(SS)较高,属易腐化的有机物,溶入废水中而成为溶解性有机质,导致废水CODCr、BOD5浓度增高,且易堵塞管道设备。

圈栏冲洗水经化粪池预处理,一般屠宰废水经筛滤预处理,然后合并进入废水处理站,预处理是整个水处理系统有效稳定运行的关键。

3.2 一级处理工艺

3.2.1 厌氧过程

屠宰废水中CODCr浓度较高,有机物主要为蛋白质和脂肪,该类物质属大分子长链有机物,难以被一般的好氧菌直接利用。因此,在其生物降解过程中,一般先通过酶的作用分解成氨基酸、碳水化合物等小分子有机物后,才能被好氧菌直接利用。

完整厌氧过程分为酸化水解和产甲烷(臭气)两个阶段,虽然有机物去除率高,但工艺条件较严格(如废水需达到一定温度,必须有有效的三相分离器以及一定的停留时间和调试时间等),而且甲烷不宜收集处理,周围的臭味较大。

3.2.2 水解酸化

酸化水解工艺是完整厌氧过程中的酸化水解阶段,是完整厌氧过程的一部分,避免了甲烷臭气的产生。

3.2.3 活性污泥

活性污泥法是一种传统且技术成熟的好氧生物处理污水的一种方法,其发展已经有100多年的历史,被广泛的应用于各类废水处理上。

在活性污泥处理系统中,好氧微生物处于悬浮状态,有机污染物从废水中被去除的实质就是有机底物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用,这一过程的结果是污水得到了净化,微生物获得了能量而合成新的细胞,活性污泥得到了增长。一般将这整个净化反应过程分为三个阶段:① 初期吸附;② 微生物代谢;③ 活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩。

3.2.4 接触氧化

接触氧化是好氧生物处理工艺的另一类,属生物膜法的一种,微生物为固定状态。

3.3 二级处理工艺

3.3.1 水解酸化+接触氧化

曝气池内需要安装生物填料以作为生物的载体,其缺点是挂膜比较困难,安装于填料下面的曝气装置不易维修、二沉池沉淀效果差等,但由于无需污泥回流,管理方便,对于小型废水处理站还是可行的。

3.3.2 水解酸化+SBR(序列间歇式活性污泥法)

SBR生物反应器采用分步控制生化处理过程,以进气、曝气反应、沉降、出水和静置等5个阶段为一个运行周期,污泥沉降性能较好,污泥增殖和产泥量均较小,特别适用于生化性好且水量不大的废水。

3.3.3 水解酸化+DAT+IAT

DAT-IAT 是活性污泥工艺的一种变形,包括连续进水、连续曝气的高负荷活性污泥池(Demand Aeration Tank)(DAT)池和以连续进水、间歇曝气、间歇排水低负荷活性污泥池(Intermittent Aeration Tank)(IAT)两部分。酸化水解池的出水和间歇曝气池尾端的活性污泥同步进入DAT池,并进行连续的高强度曝气,强化了活性污泥的生物吸附作用,“初期降减”功能得到充分的发挥,60%的可溶性有机污染物被去除。

在IAT池中,由于DAT池的调节、均衡作用,进水水质稳定、负荷低,提高了对水质变化的适应性。由于C/N较低,有利于硝化菌的繁育,能够产生硝化反应。又由于进行间歇曝气和沉淀,能够形成缺氧――好氧――厌氧――好氧的交替环境,在去除BOD的同时,取得脱氮除磷的效果。此外由于DAT池的高负荷高强度曝气,强化了生物吸附作用,在微生物的细菌中,贮存了大量的营养物质,在IAT池内可利用这些物质提高内源呼吸的反硝化作用,即所谓的存储性反硝化作用。在沉淀和排水阶段也连续进水,这样能够综合利用进水中的碳源和前述的贮存性反硝化作用,具有很强的除磷脱氮功能。

DAT-IAT工艺优点还体现在SVI值较低、污泥易沉淀、不易发生污泥膨胀、仅通过时间的控制就可实现自动运行、剩余污泥量低、污泥龄长、无二沉淀池等。其有机物去除率见表2。

表2 废水水质指标

序号处理工艺BOD5去除率/%

1粗格栅、细转筛20

2酸化水解池40

3DAT池60

4IAT池92

3.4 三级处理工艺

一般情况下,二级处理出水水质能够达到《污水综合排放标准》,但是对于出水水质要求较高且需要回用的废水必须进行三级处理,即进一步的物化处理。物化处理工艺包括混凝、砂滤、消毒、气浮、生物碳过滤等等,以混凝、过滤、消毒最为常见。

4 工艺选择

4.1 选择适宜工艺

根据废水处理规模选择适宜的废水处理工艺,当设计废水处理量为200m3/d,在最佳参数下,SBR工艺对COD和NH4+-N的去除率略高于生物接触氧化工艺,系统稳定性好,对水质变化具有很强的缓冲能力[3]。规模较大时,应选择预处理-水解酸化+DAT+IAT。为确保出水水质COD低于50mg/L,还需进行三级处理。

4.2 工艺运用中的问题

(1)去除总磷。总磷的去除有两个途径:通过剩余污泥排磷或通过化学除磷。为保证废水达标,需在处理站的出水口增设一化学除磷措施,化学除磷药剂选用CaCl2或Ca(OH)2。

(2)污泥处理。屠宰废水的剩余污泥中蛋白质含量高达27%~28%,而且油性大、粘稠,使用板框压滤不易脱水。因此在设计上应解决好剩余污泥的处理问题,减少污泥量并改变污泥性能、设污泥浓缩池、选用污泥带式压滤机脱水、选用特定污泥调理药剂。

(3)消除臭味。臭味产生的原因是构筑物内废水形成死区而导致局部废水厌氧。在企业生产初期,由于废水排放量较少而导致酸化水解池的停留时间增加,工艺自动由酸化转变为厌氧而产生沼气。因此,在废水工艺的设计中,不选用厌氧处理工艺。在管理方面,即时处理清捞出的固体废弃物,消除臭味的污染源。

5 结 语

屠宰废水是一种较难处理的有机废水,选择适宜的二级处理工艺和技术参数是保证废水治理达标的关键,必要时进行三级处理。同时,应重视解决臭味、污泥等二次污染所带来的环境问题。因此正确的处理屠宰废水,能够使屠宰场能够正常生产和持续发展,同时保护周围水体环境,减轻废水污染环境问题。

参考文献:

[1] DB21/1627-2008,辽宁省污水综合排放标准[S].

[2] GB13457-92,肉类加工工业水污染物排放标准[S].

[3] 韩春威.水解酸化――好氧工艺处理屠宰废水的试验研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2007.

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