屠雞場(chǎng)廢水處理工藝
屠宰業(yè)是我國(guó)出口創(chuàng)匯和保障供給的支柱產(chǎn)業(yè)之一,屠宰廢水來(lái)自牧畜、禽類、魚類宰殺加工,是我國(guó)zui大的有機(jī)污染源之一。據(jù)調(diào)查,屠宰廢水的排放量約占全國(guó)工業(yè)廢水排放量的6%[1],隨著經(jīng)濟(jì)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(huì)有更大的發(fā)展,屠宰廢水的污染還有不斷加劇的趨勢(shì)。
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(wú)毒性。屠宰廢水受其生產(chǎn)過(guò)程的影響明顯,其水質(zhì)水量波動(dòng)范圍較大。
我國(guó)從20世紀(jì)50年代開(kāi)始考慮屠宰廢水的處理,由于種種原因,直到70年代國(guó)內(nèi)屠宰廢水處理仍為一級(jí)處理,80年代以后,新的處理工藝和技術(shù)逐漸被開(kāi)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zui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(duì)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(fèi)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(duì)普通活性污泥法存在的問(wèn)題,一些新的處理工藝開(kāi)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(shì),屬簡(jiǎn)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(diǎn)有[3]:
流程簡(jiǎn)單,無(wú)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(yùn)行費(fèi)用低,比普通活性污泥法節(jié)省基建投資30%,運(yùn)行費(fèi)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(dòng)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(qiáng)的脫氮除磷能力。耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),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(yùn)行的特點(diǎn)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(guó)家廣泛應(yīng)用于小型污水領(lǐng)域。很多屠宰場(chǎng)的水量少,且間斷排放,采用SBR工藝,既可節(jié)省基建費(fèi)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(guò)程中發(fā)現(xiàn),通過(guò)控制溶解氧的濃度可使約50%的氮通過(guò)同步硝化反硝化去除,而控制這種脫氮過(guò)程對(duì)減少處理費(fèi)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(kāi)發(fā)出來(lái)。CASS工藝在SBR反應(yīng)器前部增加了一個(gè)生物選擇器,由于實(shí)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(jiǎn)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(kāi),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(duì)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(duì)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(jī)物濃度高、水質(zhì)水量變化較大的特點(diǎn),一般不設(shè)初沉池,對(duì)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(duì)水質(zhì)、水溫、水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性,污泥齡長(zhǎng),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(guó)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(jī)污染物,小型生物處理系統(tǒng)采用生物膜法有節(jié)能、強(qiáng)化抗沖擊能力、少維護(hù)、管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。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zui基本的處理方法之一,其特點(diǎn)是耐沖擊負(fù)荷,效果穩(wěn)定,一般采用兩級(jí)串聯(lián)運(yùn)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(duì)屠宰廢水中含有大量高分子有機(jī)物的特點(diǎn),為提高好氧生物處理效果、縮短廢水停留時(shí)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(kāi)發(fā)出酸化-好氧生物處理工藝[2,6,8]。酸化過(guò)程的設(shè)置將動(dòng)物性復(fù)雜大分子有機(jī)物降解成小分子溶解性有機(jī)物和有機(jī)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(gè)處理系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力和穩(wěn)定性;同時(shí)類似于消化池的固體降解過(guò)程實(shí)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(duì)酸化-SBR工藝的研究表明,在保證處理效果的同時(shí)(見(jiàn)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(wàn)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(xiàng)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(yàn)和工業(yè)裝置全流程運(yùn)行結(jié)果均值[2]
名稱 | 類別 | CODCr (mg/l) | SS(mg/l) | 連續(xù)統(tǒng)計(jì)天數(shù) (d) | ||||
進(jìn)水 | 出水 | 去除率 | 進(jìn)水 | 出水 | 去除率 | |||
酸化 | 實(shí)驗(yàn) | 1150 | 698 | 39.3 | 525 | 95 | 81.9 | 10 |
工業(yè)應(yīng)用 | 1200 | 700 | 41.6 | (500) | (125) | 75 | 30 | |
SBR | 實(shí)驗(yàn) | 698 | 45 | 93.6 | 95 | 30 | 68.4 | 10 |
工業(yè)應(yīng)用 | 700 | 68 | 90.6 | (125) | 45 | 64.0 | 30 |
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(yùn)行條件與實(shí)驗(yàn)條件相近。括號(hào)中數(shù)字為推算值,運(yùn)行成本(計(jì)回用水收入)0.1元/m3。
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