屠牛場廢水處理工藝

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(biāo)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(zhì)水量波動范圍較大。

我國從20世紀(jì)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(shù)逐漸被開發(fā)并得以應(yīng)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(xué)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(dāng)前污水處理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的處理技術(shù)之一。普通活性污泥法處理屠宰廢水很難達(dá)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(yīng)用到屠宰廢水的處理領(lǐng)域。

1.1.1 序批式活性污泥系統(tǒng)（SBR）

SBR（Sequencing Batch Reactor）工藝適應(yīng)當(dāng)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(yīng)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(shè)備，節(jié)省了大量用地和設(shè)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(zhì)好；剩余污泥性質(zhì)穩(wěn)定，便于濃縮和脫水。自動控制，反應(yīng)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(fù)荷能力強，高峰負(fù)荷在正常負(fù)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(yīng)用于小型污水領(lǐng)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(dá)到80%、90%以上，而且有較好的脫氮除磷效果，氨氮去除率可達(dá)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(zhì)有重要意義。

隨著SBR工藝的蓬勃發(fā)展，許多SBR改進(jìn)工藝被開發(fā)出來。CASS工藝在SBR反應(yīng)器前部增加了一個生物選擇器，由于實現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水，在屠宰廢水的處理中也得到了廣泛的應(yīng)用。此工藝剩余污泥性質(zhì)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(fù)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(yán)格分開，互不相混，形成二種不同的微生物類群。A段污泥負(fù)荷高可達(dá)2~6kgBOD5/(kgMLSS.d)，對廢水主要起生物吸附作用：而B段負(fù)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(zhì)水量變化較大的特點，一般不設(shè)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(zhì)、水溫、水量的變動有較強的適應(yīng)性，污泥齡長，可以產(chǎn)生硝化反硝化反應(yīng)，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。

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(hù)、管理簡單等優(yōu)點。研究與應(yīng)用較多的是生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤等。生物濾池曾是屠宰廢水基本的處理方法之一，其特點是耐沖擊負(fù)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(zhì)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(yù)處理設(shè)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(yīng)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(shè)置將動物性復(fù)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(yīng)器提供優(yōu)質(zhì)的底物，提高了整個處理系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)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(dá)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(jié)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。

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