肉類加工廢水處理工藝

1 工程概況

山西某肉類加工廠主營畜禽屠宰加工和熟肉生產(chǎn)加工業(yè)務，廢水主要來自豬、雞、鴨等畜禽屠宰車間、分割肉加工車間、肉制品加工車間和圈舍等。廢水中主要含有血液、油脂、碎肉、畜毛和糞便等污染物，屬高濃度有機廢水。該廢水呈褐紅色，具有較濃的腥臭味。廢水排放量為2 000 m3/d。設計出水水質(zhì)要求同時達到《肉類加工工業(yè)水污染物排放標準》(GB 13457—92) 的一級排放標準及《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996) 的一級排放標準，處理難度較大。

設計進、出水水質(zhì)見表1。

2 工藝設計及主要構(gòu)筑物

廢水處理工藝流程見圖1。

 圖1 廢水處理工藝流程

Fig．1 Flow chart of wastewater treatment process

首先通過隔油沉淀池來收集、清除廢水中的油脂，這樣不僅可以降低進水負荷，確保達標排放，還可以產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益。鑒于屠宰車間水質(zhì)水量變化大，為保證生物處理設施進水水質(zhì)水量均衡，設置了均衡調(diào)節(jié)池，采用預曝氣使廢水中微小顆粒物質(zhì)相互碰撞、粘結(jié)，產(chǎn)生絮凝作用，有利于沉淀分離，同時可將廢水中H2 S等有害氣體吹脫。氣浮法能有效地去除廢水中呈乳化狀態(tài)的油，同時去除由油類物質(zhì)引起的COD。采用計量泵投加PAC 與PAM，以提高氣浮效果。為提高廢水的BOD5/COD值而設置了水解酸化池，其作用在于使結(jié)構(gòu)復雜的不溶性或溶解性的高分子有機物經(jīng)過水解和產(chǎn)酸，轉(zhuǎn)化為簡單的低分子有機物，改善廢水的可生化性，并提高生化系統(tǒng)的耐沖擊負荷能力。

生化系統(tǒng)采用A2/O + MBR 組合工藝。A2/O工藝去除氨氮的效果已經(jīng)得到廣泛認可，具有去除率高、運行穩(wěn)定、成本低的特點。MBR 集膜的高效分離和生物降解于一體，是將污水生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合的新型污水處理工藝。采用膜組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)活性污泥工藝中的二沉池，可進行高效固液分離，克服了傳統(tǒng)工藝中出水水質(zhì)欠穩(wěn)定、污泥易膨脹等不足。生物反應器內(nèi)保持較高的污泥濃度，硝化能力強，污染物去除率高，部分混合液回流至缺氧池進行反硝化去除氨氮。MBR 池出水進入消毒池進行消毒后，可達標排放。

主要構(gòu)筑物尺寸及設計參數(shù)見表2。

表2 主要構(gòu)筑物及設計參數(shù)

Tab．2 Sizes and design parameters of structures

3 運行效果及分析

3. 1 運行過程分析

①水解酸化

水解酸化單元采用缺氧狀態(tài)運行，溶解氧(DO)控制在0．2 ～ 0．5 mg/L。池內(nèi)設有高效組合填料。

監(jiān)測結(jié)果表明，水力停留時間過長會使出水VFA 濃度升高，對后續(xù)處理不利，而且酸化時間＞9 h 時，水解速度開始變緩。因此，從經(jīng)濟性考慮，水解酸化過程中水力停留時間宜控制在9 h 內(nèi); 另外，適當增加污泥濃度有助于COD 的去除，但污泥濃度不能太高，最佳MLSS 以6．5 g/L為宜。

②厭氧池

為強化傳質(zhì)效果，采用攪拌方式。由于污泥量大，沼氣上升產(chǎn)生的推動力不足，而利用水泵打回流的方式攪拌容易吸入空氣，造成DO 值升高，破壞厭氧微生物的生存環(huán)境，所以在池內(nèi)設置潛水攪拌機。

控制池內(nèi)氧化還原電位(ORP) 值＜-250 mV。

③缺氧池

缺氧池內(nèi)設軟性組合填料，安裝間距為150 mm× 150 mm，填料支架為槽鋼，采用螺紋鋼制作，安裝高度距底部1．2 m，上部距液面0．3 m。池內(nèi)設潛水攪拌機。由于MBR 池內(nèi)混合液回流帶來硝態(tài)氮，需控制池內(nèi)ORP 值＜-100 mV。

④ MBR 池

MBR 工藝采用平板膜組件。膜組件在蠕動泵抽吸作用下間歇出水，膜單元的曝氣裝置置于膜片下方。MBR 池內(nèi)安裝穿孔曝氣管，采用鼓風機曝氣，設置變頻器實現(xiàn)曝氣量的實時調(diào)整。平板膜組件在安裝過程中將加藥管路與抽吸管連接，定期進行在線藥洗即可滿足正常使用的要求。另外，間歇式抽停方式可有效減緩膜污染，由PLC 自動控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)。當抽停時間分別為12、4 min 時，系統(tǒng)能保持膜過濾性能的穩(wěn)定。

3. 2 運行效果

調(diào)試運行結(jié)束后，出水水質(zhì)基本穩(wěn)定，各項污染物指標均達到排放標準，具體處理效果見表3 (連續(xù)5 d 監(jiān)測結(jié)果平均值) 。

表3 各單元的處理效果(5 d 平均值)

Tab．3 Treatment effects of each unit (5 day average)　 mg·L-1

由表3 可見，總排污口平均出水COD、BOD5、SS、氨氮、動植物油分別低于30、10、20、5、10 mg/L，優(yōu)于設計指標，同時達到《肉類加工工業(yè)水污染物排放標準》(GB 13457—92) 一級標準及《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996) 一級標準。

4 經(jīng)濟分析

本工程總投資為678．46 萬元，其中設備費用為479．98 萬元，土建費用為110．75 萬元，其他費用(設計、安裝、調(diào)試等) 為87．73 萬元。工程總裝機功率為255．18 kW，總運行功率為145．3 kW。電價按0．6 元/(kW·h) 計，則電費為1．02 元/m3 ; 人員編制為6 人，平均工資為2 000 元/(月·人)，則人工費為0．2 元/m3。藥劑費(PAC、PAM、消毒劑等)約為0．62 元/m3。運行費用合計1．84 元/m3 (不含設備折舊) 。

本工程運行后，出水水質(zhì)良好且穩(wěn)定，可以直接回用。工程運行后每年COD 減排量約2 467 t，BOD5減排量約1 237 t，SS 減排量約1 235 t，氨氮減排量約76 t，動植物油減排量約69 t，大大減輕了水體污染，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了堅實保障。

5 結(jié)論

采用水解酸化-A2/O-MBR 工藝處理肉類加工廢水，處理規(guī)模為2 000 m3/d。工程運行結(jié)果表明，該工藝處理效率高，最終出水COD、BOD5、SS、氨氮、動植物油分別低于30、10、20、5、10 mg/L，同時達到《肉類加工工業(yè)水污染物排放標準》(GB13457—92) 一級標準和《污水綜合排放標準》(GB8978—1996) 一級標準，處理后的水質(zhì)良好且穩(wěn)定，可以直接回用。該工藝自動化程度高，操作簡單，管理方便，并適合在北方地區(qū)的冬季正常運行。