肉类加工废水处理工艺设计(上)上课讲义

1引言

1.1研究的目的和意义

自从1985年我国实施肉类食品经营放开政策后，肉类加工业的发展开始起飞。1986年，市场多渠道经营的模式不断扩大，竞争激烈，国有肉类加工企业开始加速技术更新，加快产品结构改革，扩大精加工、深加工，大搞综合利用，狠抓产品质量。目前，我国的肉类产量已居世界第一位[1]。屠宰业是我国出口创汇和保障供给的支柱产业之一, 屠宰废水来自牧畜、禽类、鱼类宰杀加工, 是我国最大的有机污染源之一。据调查, 屠宰废水的排放量约占全国工业废水排放量的6%[2]。我国日宰生猪500-5000头的肉联厂已不下600个，肉类加工生产中药排放大量的血污、油脂、油块、毛、肉屑、内脏杂物、未消化的石料和粪便等，水呈红褐色并有明显的腥臭味，富含蛋白质、油脂，含盐量也较高。该类废水因受淡、旺季和生产的非连续性影响，排放量变化较大。废水的排放量逐年增加，废水中还含有大量与人体健康有关的微生物?如果肉类加工废水不经处理直接排放的话，会对环境造成极大的危害。首先，肉类加工废水中有大量的有机物，直接排放入河流会消耗水中大量的溶解氧，造成大量水生物死亡；其次，这些有机物在水中进行厌氧分解，产生沼气之类的恶臭气体，危害环境。因此，必须对肉类加工废水进行处理，使之达到国家法律规定的排放标准。

1.2肉类加工废水的来源

想要清晰认识肉类加工废水，首先要了解什么是肉类加工，肉类加工就是猪、牛等家畜或鸡、鸭等家禽屠宰加工。废水自然也就产生与其过程之中了，肉类加工废水主要产生于屠宰工序和预备工序。废水主要产自圈栏冲洗、宰前的淋洗和屠宰、放血、脱毛、解体、开膛劈片等工序，油脂提取、剔骨、切割以及副食品加工等工序也会排放一定量的废水。此外，在肉类加工厂还有来自冷冻机房的冷却水，车间卫生设备、洗衣房、办公楼等排放的生活污水也算入肉类加工废水之中[3]。

1.3处理要求

按照环保部门要求，本文按照《污水按照水综合排放标准》第二时间段二级标准COD≤150mg/L，BOD≤30mg/L，SS≤150mg/L，油脂≤20mg/L，pH=6~9

2处理工艺路线的确定

2.1厌氧处理工艺的举例

厌氧生物处理适用于高浓度有机废水的处理，一般地, 厌氧生物处理CODC r 浓度大于1000mg/L的中高浓度工业废水具有优势[4], 可回收生物能, 低能耗, 容积负荷率高, 对环境的要求低, 剩余污泥稳定, 产量为好氧系统的1 /10~ 1 /6; 投资费用低、管理简易, 具有广阔的应用潜力。其处理技术包括许多方法，如厌氧滤池、上流式厌氧污泥床（UASB），厌氧内循环反应器（IC）等。其中以UASB（Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket）技术最为成熟，它采用了滞留型厌氧生物处理技术，在底部有污泥床，依靠进水和污泥的高效接触提供高的去除率，利用顶部三相分离器，达到气、液、固三相分离的目的，使污泥停留在污泥床防止其流失[5]。

普通厌氧池处理屠宰废水在美国和澳大利亚得到了广泛的应用。厌氧消化池处理屠宰废水成本低，操作和维护简便，有机物去除率高；但反应速率慢，水力停留时间长，占地面积大，对温度要求高，低于21摄氏度效率将降低，一旦低温而瘫痪就很难恢复，因此不适合土地紧张或常年低温的地方[6]。

2.2好氧处理工艺的举例

当废水经过厌氧处理后，其可生化性就会降低，再用厌氧处理就不合适，这时就得用好氧处理废水。好氧处理工艺一般有活性污泥法和生物膜法。处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池，废水进入曝气池后，与活性污泥(含大量好氧微生物)混合，在人工充氧的条件下，活性污泥吸附并氧化分解废水中的有机物，而污泥和水的分离则由沉淀池来完成。活性污泥法是当前污水处理领域应用最广泛的技术之一。普通活性污泥法处理屠宰废水很难达到处理要求, 普遍存在以下困难[7] : 屠宰场的水量变化大, 难以满足连续流曝气池对水流稳定性的要求; 易发生污泥膨胀; 剩余污泥量大、处置费用高; 难以满足脱氮要求。针对普通活性污泥法存在的问题, 一些新的处理工艺开发并成功应用于屠宰废水的处理。

2.2.1SBR法

SBR( Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)工艺适应当前好氧生化处理工艺的发展趋势, 简易、高效、低耗, 广泛地应用于屠宰废水的处理中。其主要优点有[8] :

(1)流程简单, 无二沉池和污泥回流设备;

(2)比普通活性污泥法可节省基建投资30%、运行费用10~ 20%;

(3)不易发生污泥膨胀, 具有较强的脱氮除磷能力; 剩余污泥性质稳定, 便于浓

缩和脱水;

(4)耐冲击负荷能力强

2.2.2氧化沟法

氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法。目前应用较为广泛的氧化沟类型包括帕斯韦尔(Pasveer)氧化沟?卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟?奥尔伯(Orbal)氧化沟?T型氧化沟仨沟式氧化沟?DE型氧化沟和一体化氧化沟?这些氧化沟由于在结构和运行上存在差异,因此各具特点[9]。

2.2.3AB法

AB法是生物吸附活性污泥法的简称,A段污泥负荷可高达()d

2

~

?, 对废水主要起生物吸附作用:而B 段负荷较低,不大于6

kgBOD

kgMLSS

5

()d

3.0, 主要起生物氧化作用[10]。AB 法特别适用于屠宰废水悬

kgMLSS

kgBOD?

5

浮有机物浓度高、水质水量变化大的特点, 一般不设初沉池, 对BOD5、CODcr、SS、P和NH3- N的去除率一般高于常规活性污泥法, 且可节省基建投资约20%、节省能耗15%左右[11]。

2.3组合工艺的举例

2.3.1UASB+好氧工艺

UASB+好氧技术：USAB+好氧处理工艺，其特点有：①在UASB反应器中大部分有机物被去除，且COD去除率在70％以上，BOD去除率在80％以上，降低了直接进行好氧处理的能耗；②厌氧过程有机负荷高，水力停留时间短，且污泥产率低，从而可降低污泥处理费用；③好氧池进一步降解UASB反应器出水中残余的有机物；④UASB反应器占地面积小，可节省投资，整套工艺处理效率高，操作简单，运行稳定。UASB其后可以生物接触氧化、新型生物接触氧化、A/O工艺、氧化沟、SBR等[12]。

2.3.2CAF涡凹气浮-SBR法

CAF涡凹气浮-SBR法的特点[14]:

（1）该工艺由机械格栅、沉淀、CAF混凝气浮、SBR好氧曝气、过滤组成，为气浮．SBR组合工艺，整个流程连续性强，操作简便，运行费用低，工艺完善合理。

（2）原水经过机械格栅去除大部分固体污染物，避免了大块固体颗粒影响气浮、曝气工艺，大大降低了后续工段的压力，再经机械过滤把关，保证了出水稳定达标。

（3）CAF气浮系统操作弹性大，抗负荷冲击能力强，出水稳定，对于污染物浓度较小的原水，仅采用CAF系统即可满足排放水质要求，可在一定时间内停运SBR塔，节省运行费用。

2.3.3水解酸化+ 两段SBR 工艺

水解酸化+两段SBR工艺处理屠宰废水，具有工艺简单、处理流程短、操作方便、投资省和运行费用低等优点，适合于肉类加工厂屠宰废水处理。本工艺对废水的水量及有机负荷的冲击有较好的缓冲能力，按设计的处理程序运行，无污泥膨胀现象发生，系统工作稳定可靠。运行期间活性污泥性能良好，没有发生污泥膨胀现象。水解酸化+两段SBR 工艺的操作运行稳定、方便，对水量、水质负荷有较强的抗冲击能力，对于处理水质、水量变化较大的屠宰废水厂来说，是一种理想的选择[15]。

2.4基本处理工艺路线的确定

根据以上的分析，可以得知肉类加工废水既有血污、油脂、蛋白等高BOD、COD的有机物颗粒，也有碎骨、泥沙、毛等大颗粒的可生化性差的物质。所以我们可以首先去除大颗粒的物质和悬浮物，使废水先通过格栅，去除大颗粒物质，然后再通过调节池去除大部分SS，物理处理部分完成。再接着就是生化处理部分，肉类及加工废水BOD、COD比较高，非常有利于生化处理。根据废水水质的不同，可采用厌氧与好氧相结合的方法[3]。本文采用UASB+SBR的方法处理废水，该方法有以下优点：

(1)在进水明渠上设格栅，添加调节沉淀池，可以防止肉类加工废水的杂物造成泵和管道的堵塞,影响UASB池的处理效果。保证了系统正常运行。

(2)在该设计中，上部排泥口兼作循环泵的吸水口，实现废水循环。废水循环可稀释高浓度的废水、改善废水和污泥的混合。

(3)好氧工艺处理肉类加工废水会产生大量剩余污泥。该设计中,SBR池产生的剩余污泥可由污泥泵送入UASB池进行厌氧消化,整个系统产生的污泥由UASB池定期排入集泥井,污泥经过浓缩脱水可作肥料?

(4)UASB+SBR工艺中绝大部分有机物由厌氧分解,能耗低?

2.5肉类废水处理工艺流程

该厂废水处理工艺流程如图

图2.5废水处理工艺流程