持續創新,共創共享
我(wo)國是世界上**大的(de)肉類生產國,我(wo)國目(mu)前屠(tu)宰(zai)(zai)和肉類加工(gong)行業(ye)(ye)排(pai)(pai)(pai)放的(de)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)分(fen)別占到了整個工(gong)業(ye)(ye)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)排(pai)(pai)(pai)放總量(liang)的(de) 6 %,農副食(shi)品(pin)加工(gong)業(ye)(ye)排(pai)(pai)(pai)放總量(liang)的(de) 36.7 %,且(qie)還有不斷(duan)增加的(de)趨勢。目(mu)前我(wo)國在(zai)屠(tu)宰(zai)(zai)場(chang)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)方面總體上已(yi)經(jing)有了較好(hao)的(de)改進,但是由于各(ge)地屠(tu)宰(zai)(zai)場(chang)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝存在(zai)差異,屠(tu)宰(zai)(zai)場(chang)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)效果并(bing)不十分(fen)令人滿意。因此,加強對屠(tu)宰(zai)(zai)場(chang)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝的(de)研(yan)究有著十分(fen)重要的(de)現(xian)實意義。
1 屠宰場廢水的特點
屠宰廢(fei)(fei)(fei)水(shui)來(lai)自宰殺、褪毛、解(jie)體、開腔、劈半、清洗內臟等(deng)工序及車(che)間沖(chong)洗。廢(fei)(fei)(fei)水(shui)一般呈(cheng)紅(hong)褐色(se)或棕褐色(se),氣味表現為強烈(lie)腥臭味,含有大量(liang)血污、碎骨肉、以(yi)及動物皮毛、油脂和(he)糞便(bian)等(deng)污穢物。其中的(de)(de) CODcr、氨氮、BOD5、動物油脂等(deng)有機物含量(liang)高,水(shui)質易腐敗,廢(fei)(fei)(fei)水(shui)排入水(shui)體會(hui)消耗(hao)水(shui)中的(de)(de)溶解(jie)氧(yang),破壞(huai)水(shui)生(sheng)生(sheng)態系統,并產生(sheng)臭味;同(tong)時(shi),廢(fei)(fei)(fei)水(shui)中的(de)(de)致病菌會(hui)成為傳染病的(de)(de)媒介,危害人畜。
屠(tu)宰(zai)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)的水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)、水(shui)(shui)(shui)質(zhi)變化(hua)大(da)。屠(tu)宰(zai)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)與(yu)屠(tu)宰(zai)量(liang)(liang)密切相關(guan),具有明顯(xian)的季節性,日變化(hua)系(xi)數大(da); 同時(shi),屠(tu)宰(zai)加工為非(fei)連續性生(sheng)產(每日一班或(huo)兩班生(sheng)產),廢(fei)水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)時(shi)變化(hua)系(xi)數也較大(da),廢(fei)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)受生(sheng)產工藝、用水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)、廢(fei)物清除方(fang)式的影響,變化(hua)范圍較大(da)。
2 屠宰場廢水處理工藝簡介
屠宰廢(fei)水是一種高濃度有機廢(fei)水,國內外關于該類廢(fei)水的處理工(gong)藝研(yan)究較多。目(mu)前國內的屠宰場(chang)廢(fei)水處理典型的工(gong)藝如圖
屠宰廢水處理典型工藝流程圖
屠宰廢水厭(yan)氧(yang)處(chu)理常見的工藝(yi)(yi)有:水解酸化反(fan)(fan)應(ying)器(簡稱HUSB)、上流式厭(yan)氧(yang)污(wu)泥(ni)床反(fan)(fan)應(ying)器(UASB)、厭(yan)氧(yang)折流板反(fan)(fan)應(ying)器(ABR)等。其中的 UASB 法因其工藝(yi)(yi)成熟,處(chu)理效率高(gao)等優勢在
屠宰場廢水處理中較有競爭力;好氧生物處理常見的方法主要有:
傳統活(huo)性(xing)污泥法(fa)、序列間歇(xie)式(shi)活(huo)性(xing)污泥法(fa)(SBR)、生(sheng)物接觸氧化(hua)法(fa)(BCO)、吸附(fu)—生(sheng)物降解法(fa)(AB)、曝氣生(sheng)物濾池法(fa)(BAF),而其中(zhong)的 SBR 法(fa)與(yu) BCO 法(fa)由于優(you)勢較為突(tu)出,在屠(tu)宰廢(fei)水處理中(zhong)得到較為廣泛(fan)的運用。
厭氧+好氧處理屠宰場廢水主導的組合工藝有:
2.1 UASB 法+BCO 法
UASB 反應(ying)(ying)器是(shi)上(shang)(shang)流式厭(yan)氧污泥(ni)(ni)床(chuang)的簡稱(cheng)(cheng),該種反應(ying)(ying)器近年來在(zai)國(guo)內(nei)外高濃度有(you)(you)機廢(fei)水的處(chu)理上(shang)(shang)得到(dao)廣泛的應(ying)(ying)用。上(shang)(shang)流式厭(yan)氧污泥(ni)(ni)床(chuang)反應(ying)(ying)器內(nei)設有(you)(you)載體,是(shi)一(yi)種懸浮(fu)生(sheng)長型的消(xiao)化(hua)器,UASB反應(ying)(ying)器在(zai)反應(ying)(ying)區上(shang)(shang)部設有(you)(you)氣、固(gu)、液三相分離器,能承受(shou)很高的有(you)(you)機負荷,中溫(wen)發酵(jiao)對 BOD5、CODcr去除率很高。生(sheng)物(wu)(wu)接觸氧化(hua)法(fa)(BCO)又稱(cheng)(cheng)淹沒式生(sheng)物(wu)(wu)濾(lv)(lv)池(chi)。是(shi)一(yi)種在(zai)生(sheng)生(sheng)物(wu)(wu)濾(lv)(lv)池(chi)的基礎(chu)上(shang)(shang),從接觸氧化(hua)曝氣法(fa)改良而(er)成的介于生(sheng)物(wu)(wu)濾(lv)(lv)池(chi)與(yu)活(huo)性(xing)污泥(ni)(ni)法(fa)的之間的生(sheng)物(wu)(wu)膜法(fa)工藝。曝氣地中裝(zhuang)有(you)(you)填(tian)(tian)料,填(tian)(tian)料被(bei)水浸沒,用鼓風機在(zai)填(tian)(tian)料底部曝氣充氧,活(huo)性(xing)污泥(ni)(ni)附在(zai)填(tian)(tian)料表(biao)面上(shang)(shang)不隨水流動(dong)(dong),生(sheng)物(wu)(wu)膜因(yin)直(zhi)接受(shou)到(dao)上(shang)(shang)升氣流的強烈攪動(dong)(dong)而(er)不斷更(geng)新,從而(er)提高了凈化(hua)效果。其(qi)優(you)點(dian)為:
(1)BOD 負荷高(gao),污泥生物量大,對進(jin)水沖(chong)擊(ji)負荷適應力強;
(2)充(chong)氧效率(lv)高,傳質條件好,處理(li)時間短,相同的水量條件下需裝置的設(she)備較小,因(yin)而占地面積(ji)小;
(3)凈化效果(guo)好、出水水質穩(wen)定、污泥不(bu)需回(hui)流也不(bu)膨脹(zhang)、耗電小等。
其存在的缺點:
(1)負荷過高時(shi)會引起填料堵塞,需要有防堵塞的(de)沖洗措施;
(2)填料及支架等往往導致建設和(he)維護費用增加(jia)。
2.2 UASB 法+SBR 法
SBR 法(fa)(fa)又稱序(xu)批式活(huo)性污泥法(fa)(fa),該法(fa)(fa)是以(yi)間歇爆氣方式來(lai)運(yun)(yun)行(xing)的一(yi)(yi)種(zhong)活(huo)性污泥水(shui)處理技術(shu)。目(mu)前該法(fa)(fa)在(zai)(zai)國內(nei)外(wai)包括屠宰場在(zai)(zai)內(nei)的各種(zhong)污水(shui)處理中(zhong)得到廣泛運(yun)(yun)用,并(bing)派生出(chu)(chu)一(yi)(yi)系(xi)列污水(shui)處理工(gong)(gong)藝(yi)技術(shu)。SBR 法(fa)(fa)的工(gong)(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)主要包括:進(jin)水(shui)、反(fan)(fan)(fan)應、沉(chen)(chen)淀、排(pai)水(shui)和(he)閑(xian)置五個(ge)(ge)步(bu)(bu)驟(zou)(zou)。污水(shui)進(jin)入反(fan)(fan)(fan)應器(qi)(qi)并(bing)曝氣運(yun)(yun)行(xing),完(wan)成(cheng)(cheng)脫(tuo)氮、除磷以(yi)及CODcr、BOD5 等有機物去除等生物過(guo)程(cheng)。這一(yi)(yi)過(guo)程(cheng)完(wan)成(cheng)(cheng)以(yi)后(hou)停(ting)止曝氣進(jin)行(xing)充分(fen)沉(chen)(chen)淀,在(zai)(zai)這一(yi)(yi)環(huan)節中(zhong)反(fan)(fan)(fan)應器(qi)(qi)起了二沉(chen)(chen)池的作(zuo)用。完(wan)成(cheng)(cheng)這一(yi)(yi)步(bu)(bu)驟(zou)(zou)后(hou),通過(guo)潷水(shui)器(qi)(qi)排(pai)放上清液,對位于反(fan)(fan)(fan)應器(qi)(qi)下層的污泥進(jin)行(xing)回流(liu),排(pai)水(shui)完(wan)成(cheng)(cheng)以(yi)后(hou)反(fan)(fan)(fan)應器(qi)(qi)進(jin)入閑(xian)置工(gong)(gong)序(xu),完(wan)成(cheng)(cheng)一(yi)(yi)個(ge)(ge) SBR工(gong)(gong)作(zuo)周期。分(fen)析 SBR 法(fa)(fa)的工(gong)(gong)藝(yi)運(yun)(yun)行(xing)流(liu)程(cheng)和(he)周期,可以(yi)看出(chu)(chu)該工(gong)(gong)藝(yi)在(zai)(zai)運(yun)(yun)行(xing)中(zhong)有如下幾個(ge)(ge)突出(chu)(chu)優點:
(1)工藝流程(cheng)簡(jian)單、成本費用(yong)低;
(2)推動(dong)(dong)生化反應的動(dong)(dong)力大、處理(li)速度快、工作效率高;
(3)沉淀效果(guo)好、不適于絲狀細菌大量繁(fan)殖,對污泥(ni)膨脹問(wen)題起到了很好的防止效果(guo)。
(4)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)反硝化脫氮(dan)功能,水(shui)力條件好(hao),抗沖擊負(fu)荷強(qiang),生(sheng)物濃度高,可適合世代時間(jian)較(jiao)長(chang)(chang)的(de)消化菌生(sheng)長(chang)(chang)。
(5)操作靈活,可根據實際情況延長反應或沉淀時間,確保處(chu)理出水合格。
3 生物接觸氧化法
(BCO)與序列間歇(xie)式活性(xing)(xing)污泥法(SBR)對比分(fen)析該屠宰(zai)場規模為屠宰(zai)生(sheng)豬 300 頭(tou)/日(ri),廢水量(liang)約 150 m3/d,經(jing)預處理后(hou) UASB 池的出水 CODcr 為 800~1000 mg/L,氨(an)氮(dan)為 70~90mg/L,通過將原有的接觸化池拆除填料后(hou)改(gai)造為 SBR 工藝運行(xing),控(kong)制溶解氧濃(nong)度(du)(DO)在 2~4 mg/L 范圍內,得出生(sheng)物接觸氧化法(BCO)與序列間歇(xie)式活性(xing)(xing)污泥法 (SBR)對于屠宰(zai)廢水中的CODcr、氨(an)氮(dan)去除效果的對比數據,見表(biao) 1 和表(biao) 2。
通過對(dui)比上表(biao)中(zhong) BCO 法和 SBR 法對(dui)屠(tu)宰場廢水處理(li)的(de)(de)效(xiao)果(guo)可以看出:在污染物去除(chu)效(xiao)果(guo)方(fang)面,SBR 法對(dui)于(yu)有(you)機物的(de)(de)去除(chu)率,尤其是對(dui)氨氮的(de)(de)去除(chu)率明(ming)顯地(di)高于(yu) BCO 法。
分析原因可能是由于: SBR 反應器里面含有大量活性污泥,反應器中的污泥量要大于生物接觸氧化反應器,因此能夠更多的污染物;從微生物方面分析, SBR 法對有機物去除率高的原因是由于 SBR 系統對生長率高、適應性強的微生物的生長有利,SBR 系統運行周期內微生物的生存環境變化劇烈,氧利用范圍從厭氧經缺氧到高溶解氧的狀態,使更多微生物實現了優勝劣汰;另外,SBR 系統微生物內核糖核酸(RNA)的含量很大,而微生物增長率與細胞的 RNA 含量直接有關,這表明更多的微生物可在較高生成速率下分解基質,從而得到更好的有機物去除效果。
從兩種工藝的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)特點來看,在(zai)處(chu)(chu)理(li)水(shui)(shui)量方(fang)面(mian)(mian),在(zai)相(xiang)同體(ti)積的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下,BCO 法(fa)(fa)相(xiang)對(dui)于 SBR 法(fa)(fa)具(ju)有更高的(de)(de)(de)(de)(de)廢水(shui)(shui)量處(chu)(chu)理(li)能力,但(dan) SBR 法(fa)(fa)非常(chang)適(shi)用(yong)于屠(tu)宰廢水(shui)(shui)每天有規律地間歇排放的(de)(de)(de)(de)(de)特點。根據經(jing)驗(yan),在(zai)操作強度方(fang)面(mian)(mian),BCO 法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)啟動(dong)需要(yao)掛膜的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程,因此(ci)比 SBR 法(fa)(fa)需要(yao)更多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)調試時間;但(dan)在(zai)運(yun)(yun)行(xing)階段 SBR 法(fa)(fa)對(dui)操作要(yao)求的(de)(de)(de)(de)(de)工作量要(yao)比 BCO 法(fa)(fa)大,并(bing)且排泥工作量也相(xiang)對(dui)大些(xie);而(er)在(zai)經(jing)濟性方(fang)面(mian)(mian),SBR 法(fa)(fa)在(zai)基建、運(yun)(yun)行(xing)和維護(hu)費用(yong)方(fang)面(mian)(mian)都相(xiang)對(dui)較少。通過(guo)簡單(dan)對(dui)比,我(wo)們發現兩種方(fang)法(fa)(fa)具(ju)有各自優(you)缺點。但(dan)是(shi)考(kao)慮到屠(tu)宰場(chang)(chang)實際(ji)運(yun)(yun)行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang),SBR 法(fa)(fa)在(zai)有機物的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)效果、經(jing)濟成本以及(ji)啟動(dong)時間、運(yun)(yun)行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式上更加符合屠(tu)宰場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)情(qing)況(kuang),因此(ci),SBR 法(fa)(fa)更加適(shi)合中小型屠(tu)宰場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)廢水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)。
4 結論與建議
4.1 結論
綜上所述(shu),屠宰場廢水(shui)處(chu)理(li)(li)技術工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)優化,是(shi)一個(ge)技術改(gai)進(jin)與經濟成本(ben)、實際(ji)生產情況相結合(he)(he)的(de)(de)綜合(he)(he)問題。通過上文(wen)的(de)(de)論述(shu)我們發現,采用(yong) UASB+SBR 的(de)(de)組(zu)合(he)(he)工(gong)(gong)藝(yi)在經濟、處(chu)理(li)(li)效果(guo)、以及運行方(fang)(fang)(fang)式等方(fang)(fang)(fang)面(mian)的(de)(de)優點兼具(ju)了技術改(gai)進(jin)、經濟成本(ben)、以及生產成本(ben)幾個(ge)方(fang)(fang)(fang)面(mian)的(de)(de)要求,比較(jiao)適合(he)(he)屠宰場的(de)(de)實際(ji)情況,是(shi)一種(zhong)具(ju)有實際(ji)可行性和工(gong)(gong)藝(yi)成熟的(de)(de)廢水(shui)處(chu)理(li)(li)方(fang)(fang)(fang)法,具(ju)有較(jiao)高的(de)(de)工(gong)(gong)程應用(yong)價值,應作為中小型屠宰場廢水(shui)處(chu)理(li)(li)工(gong)(gong)藝(yi)選擇(ze)的(de)(de)優先(xian)方(fang)(fang)(fang)向。
4.2 建議屠宰廢水的碳氮比和碳磷比大,氮、磷相對不足,易產生油性泡沫而使污泥松散,導致污泥流失。另外廢水經過 SBR 法處理后,其中氨氮含量仍可能偏高,必要時可輔以后續化學方法除去。
面對今后屠(tu)宰場(chang)生(sheng)產(chan)規模的(de)擴大(da)和(he)日趨嚴格的(de)環保排放(fang)標(biao)準,研究和(he)采(cai)用(yong)新型高(gao)效(xiao)的(de) SBR 改(gai)進工(gong)藝(yi),如循環活性污泥(ni)工(gong)藝(yi)(CAST)、改(gai)良式序列間歇(xie)反應器(MSBR)、兩級串聯 SBR 法、序批式生(sheng)物膜反應器(SBBR)、好氧間歇(xie)曝(pu)氣系統(DAT-IAT)等應成為今后好氧工(gong)藝(yi)改(gai)進的(de)優先方向。
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