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屠宰及肉類(lèi)加工廢水處理工藝

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某大型食品集團(tuán)以肉類(lèi)加工為主,是一家集生豬飼養(yǎng)、生豬屠宰加工、低溫冷藏、熟食加工為一體的肉食品加工企業(yè)。企業(yè)總投資人民幣20 303 萬(wàn)元,計(jì)劃年屠宰加工200 萬(wàn)頭生豬,產(chǎn)生廢水6 000 m3/d。生產(chǎn)廢水主要來(lái)源于屠宰前沖洗活性牲畜產(chǎn)生的廢水、屠宰過(guò)程中產(chǎn)生的沖淋廢水、熱燙廢水以及清洗廢水;煉油加工廢水;肉制品加工車(chē)間排出的原料肉解凍水、殺菌水、車(chē)間、設(shè)備沖洗水、消毒水。根據(jù)該企業(yè)加工廢水的性質(zhì)特點(diǎn)及處理要求,采用UASB+接觸氧化工藝處理廢水,處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。


1、廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

廢水產(chǎn)生有明顯的不連續(xù)性,每個(gè)季節(jié)以及每天的不同時(shí)段都不相同,節(jié)假日產(chǎn)生量較大,廢水中含有大量的血污、骨屑、肉屑、內(nèi)臟、腸容物以及糞便等污染物,固體懸浮物含量較高,有機(jī)物濃度高,油脂含量大,廢水呈紅褐色并有腥臭味,屬于較典型的有機(jī)污水,可生化性好。廢水處理設(shè)計(jì)**大進(jìn)水量為6 000 m3/d,平均水量為250 m3/h。處理后達(dá)到肉類(lèi)加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 13457-92)中畜類(lèi)屠宰加工一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。具體進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。


2、 工藝流程及特點(diǎn)


2.1、工藝流程對(duì)于易生物降解的有機(jī)廢水,生物處理是**有效和經(jīng)濟(jì)的處理方法之一,也是肉類(lèi)加工廢水處理采用**普遍的主體工藝。本項(xiàng)目廢水有機(jī)物含量高,易生物降解,B/C 比達(dá)到0.5,可生化性好,因此采用生物工藝處理是**有效**經(jīng)濟(jì)的方法[4]。同時(shí)廢水采取必要的預(yù)處理及物化處理,盡量降低進(jìn)入生物處理構(gòu)筑物的懸浮物和油脂含量,確保生化處理的正常運(yùn)行。

工藝流程如圖1 所示。

表1 進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

廢水**先經(jīng)過(guò)粗細(xì)兩道格柵,粗格柵設(shè)在進(jìn)水口處,以去除廢水中較大漂浮物,細(xì)格柵設(shè)置在提升泵房后,用以攔截廢水中的碎毛發(fā)和部分懸浮物,格柵出水經(jīng)提升泵提升進(jìn)入平流隔油沉淀池,一方面可以除掉漂浮的油脂、油塊,另一方面又可以使大部分不溶于水、密度大于水的雜質(zhì)沉淀下來(lái)。沉淀池出水自流進(jìn)入曝氣調(diào)節(jié)池內(nèi),調(diào)節(jié)水量,通過(guò)曝氣充分混合均勻水質(zhì),同時(shí)進(jìn)行預(yù)曝氣。廢水隨后進(jìn)入氣浮池內(nèi),通過(guò)投加適當(dāng)?shù)乃巹┗炷图訅喝軞鈿飧。顾械姆稚⒂?、溶解油及其他部分雜質(zhì)、SS 得到很好的去除。氣浮池出水進(jìn)入U(xiǎn)ASB 厭氧池進(jìn)行生化處理,通過(guò)微生物作用將復(fù)雜的有機(jī)大分子物質(zhì)降解為簡(jiǎn)單的有機(jī)物。廢水經(jīng)UASB 后自流進(jìn)入接觸氧化池,有效去除COD 和NH3-N。氣浮池、UASB 厭氧池、接觸氧化池剩余污泥進(jìn)入儲(chǔ)泥池濃縮后,在污泥脫水車(chē)間用帶式濃縮脫水一體機(jī)進(jìn)行壓濾脫水,干污泥定期外運(yùn)處置,儲(chǔ)泥池上清液和壓濾液回流到廠區(qū)污水系統(tǒng)進(jìn)行再處理。

2.2、工藝特點(diǎn)UASB 反應(yīng)器配水采用脈沖布水器進(jìn)水布水,具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)加大進(jìn)液管的瞬時(shí)流量,防止管道堵塞,提高孔口出流速度,消除污泥層溝流的發(fā)生,使廢水與厭氧污泥充分混合傳質(zhì);

(2)在脈沖進(jìn)水時(shí),可使UASB 反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物CH4和CO2迅速移出反應(yīng)器;

(3)能加快顆粒污泥的形成,特別是在前期調(diào)試階段甲烷產(chǎn)生量較少時(shí)更加適用。


本工程在UASB 反應(yīng)器后加設(shè)沉淀池,其中設(shè)置污泥回流設(shè)施,其主要優(yōu)點(diǎn)為:

(1)污泥回流可加速污泥的積累,縮短啟動(dòng)周期;

(2)去除懸浮物,改善出水水質(zhì);

(3)當(dāng)偶爾發(fā)生大量飄泥時(shí),提高了可見(jiàn)性,能夠及時(shí)回收污泥保持工藝的穩(wěn)定性;

(4)回流污泥可作進(jìn)一步分解,可減少剩余污泥量。


接觸氧化法與其它生物處理方法比較,具有如下特點(diǎn):

(1)BOD 容積負(fù)荷高,污泥生物量大,相對(duì)而言處理效率較高,而且對(duì)進(jìn)水沖擊負(fù)荷(水力沖擊負(fù)荷及有機(jī)濃度沖擊負(fù)荷)的適應(yīng)力強(qiáng);

(2)處理時(shí)間短,因此在處理水量相同的條件下,所需設(shè)備較小,因而占地面積?。?/p>

(3)能夠克服污泥膨脹問(wèn)題。生物接觸氧化法同其它生物膜法一樣,不存在污泥膨脹問(wèn)題,容易在活性污泥法中產(chǎn)生膨脹的菌種(如球衣細(xì)菌等),在接觸氧化法中,不僅不產(chǎn)生膨脹,而且能充分發(fā)揮其分解氧化能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn);

(4)可以間歇運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)停電或發(fā)生其它突然事故導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的停車(chē)后,微生物為適應(yīng)環(huán)境的不利條件,它和原生動(dòng)物一樣都可進(jìn)入休眠狀態(tài),一旦環(huán)境條件好轉(zhuǎn),微生物又重新開(kāi)始生長(zhǎng)代謝;

(5)維護(hù)管理方便,不需要回流污泥。由于微生物是附著在填料上形成生物膜,生物膜的剝落與增長(zhǎng)可以自動(dòng)保持平衡,所以無(wú)需回流污泥,運(yùn)轉(zhuǎn)十分方便。


3、 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)


3.1 預(yù)處理工藝

3.1.1 格柵
在進(jìn)水口處設(shè)兩道人工清渣格柵,每道分別設(shè)置2 臺(tái)格柵互為備用,以去除廢水中的較大漂浮物,減輕后續(xù)處理單元的負(fù)荷。粗格柵采用循環(huán)齒耙清污機(jī),柵條間隙為3 mm,柵前水深1 m,格柵傾角75°,格柵寬度0.8 m。細(xì)格柵采用轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機(jī),柵條間隙為1 mm,柵前水深0.9 m,格柵傾角35°,轉(zhuǎn)鼓直徑1 200 mm,功率1.5 kW。

3.1.2 隔油沉淀池及污泥池因本工程廢水中含動(dòng)物油、SS 質(zhì)量濃度分別高達(dá)600、4 000 mg/L,很難利用生物的方法直接去除,經(jīng)過(guò)隔油沉淀池的初步分離作用,能去除大量顆粒油,同時(shí)去除部分懸浮物。隔油沉淀池有效水深3.5m,設(shè)計(jì)流量400 m3/h,總表面積372 m2,水力停留時(shí)間為3.2 h。污泥池平面尺寸為4.0 m×10.0 m,配備2臺(tái)污泥螺桿泵,1 用1 備。

3.1.3 預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池屠宰加工廢水水質(zhì)和水量在各個(gè)時(shí)間段變化相差很大,為使后續(xù)生化處理系統(tǒng)平穩(wěn)正常運(yùn)行,設(shè)置調(diào)節(jié)池控制水量和水質(zhì)的波動(dòng)。調(diào)節(jié)池尺寸為23.7m×17 m,有效水深7 m,有效容積為2 700 m3,水力停留時(shí)間為9 h。池內(nèi)設(shè)有曝氣設(shè)備,起到攪拌作用,同時(shí)進(jìn)行預(yù)曝氣,防止夏季池內(nèi)產(chǎn)生臭味。

3.1.4 氣浮池對(duì)于粒徑小于60 μm 的油粒及細(xì)小的懸浮固體,很難在隔油池中上浮出來(lái)或下沉到水底,設(shè)計(jì)采用**淺層氣浮裝置,集凝聚、氣浮、撇渣、沉淀、刮泥為一體,池子較淺,整體呈圓柱形,結(jié)構(gòu)緊湊。氣浮池采用圓形鋼制一體化設(shè)備,設(shè)計(jì)流量300 m3/h,池徑7.0 m,**大處理能力160 m3/h,功率1.5 kW,撇渣功率1.1 kW。投加PAC、PAM 混凝劑,進(jìn)行混凝氣浮,設(shè)計(jì)PAC 加藥量為60 mg/L,PAM加藥量為5 mg/L。


3.2 生化處理工藝

3.2.1 UASB 反應(yīng)器UASB 反應(yīng)器采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),通過(guò)配水、反應(yīng)、三相分離過(guò)程,使水中的有機(jī)物與顆粒污泥充分接觸,產(chǎn)生劇烈反應(yīng),從而去除水中COD、BOD5同時(shí)增強(qiáng)廢水的可生化性。設(shè)計(jì)2 座并列池子,每座設(shè)計(jì)3 格,單格平面尺寸9.25 m×9.25 m,設(shè)計(jì)流量300 m3/h,有效容積3 291.4 m3,實(shí)際水力停留時(shí)間16.5 h,有效水深8.0 m,設(shè)計(jì)采用脈沖進(jìn)水。設(shè)計(jì)使用脈沖布水器6 個(gè),水量1 200 m3/d,三相分離器Ⅰ型18 個(gè),Ⅱ型24 個(gè),Ⅲ型12 個(gè),集水罐18 個(gè)(長(zhǎng)11.2 m),水封罐6 個(gè)(型號(hào)Φ1 500mm×3 000mm),氣水分離器2 個(gè)。

3.2.2 接觸氧化池廢水經(jīng)過(guò)UASB 處理后,BOD5、COD 已大大降低,但還達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn),在接觸氧化段對(duì)原水中的BOD5、COD 進(jìn)一步降解,同時(shí)去除廢水中的氨氮。設(shè)計(jì)接觸氧化池1 座,分為4 格,有效容積3 695 m3,流量300 m3/h,停留時(shí)間17.8 h,池內(nèi)采用組合填料2 145 m3,Φ150 mm×80 mm,微孔盤(pán)式曝氣池2 530個(gè),Φ260 mm,處理能力2.5 m3/h。

3.3 深度處理

廢水經(jīng)二沉池加藥沉淀后進(jìn)入消毒接觸池,使用復(fù)合二氧化氯發(fā)生器消毒裝置,通過(guò)精密計(jì)量泵自動(dòng)控制,在消毒池入水口處投加二氧化氯進(jìn)行消毒,消毒池有效容積200 m3,出水檢測(cè)大腸桿菌小于5 000 個(gè)/L。


3.4 污泥處理

3.4.1 儲(chǔ)泥池污水處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的浮渣和生物污泥通過(guò)自流或用污泥泵打入儲(chǔ)泥池,混合后的污泥通過(guò)污泥處理間的螺桿泵抽吸至脫水機(jī)房進(jìn)行壓濾脫水。儲(chǔ)泥池平面尺寸為10.0 m×12.0 m,有效容積580 m3。采用間歇排泥,污泥停留時(shí)間24 h。

3.4.2 污泥脫水本工程污泥選用帶式濃縮脫水一體機(jī)(BSD-PD1500S7)對(duì)污泥進(jìn)行脫水,數(shù)量1 臺(tái),帶寬2 000 mm,生產(chǎn)能力40~60 m3/h,脫水前加入PAM 絮凝劑沉降污泥,改進(jìn)污泥脫水性能。進(jìn)泥平均含水率≤97.8%,脫水后泥餅含水率≤80%,PAM加藥量3~8 kg/t。

4 、調(diào)試和運(yùn)行效果

本工藝調(diào)試內(nèi)容主要是UASB 池厭氧顆粒污泥的形成和接觸氧化池生物膜的培養(yǎng)馴化,其目的是選擇、培養(yǎng)適應(yīng)實(shí)際水質(zhì)的微生物;確定符合進(jìn)水水質(zhì)水量的運(yùn)行控制參數(shù)。考慮到培菌費(fèi)用的節(jié)省和便于集中人力、物力,計(jì)劃整個(gè)培菌過(guò)程分3 個(gè)階段進(jìn)行。第1 階段:先對(duì)1 組UASB 池和1#、2# 組接觸氧化池進(jìn)行活性污泥培養(yǎng);第2 階段:第1 組UASB 池厭氧污泥顆粒污泥形成后,以及1#、2# 組接觸氧化池生物膜掛膜成功后,進(jìn)行第2 組UASB 池,3#、4# 組接觸氧化池的培菌工作;第3 階段:穩(wěn)定運(yùn)行調(diào)試;**后進(jìn)入連續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行。

4.1、 UASB 反應(yīng)器調(diào)試UASB 反應(yīng)器采用附近城市污水處理廠的厭氧脫水污泥,在中溫條件下(33~41 ℃)啟動(dòng),啟動(dòng)濃度不低于10 kg/m3,啟動(dòng)1 組(3 格)UASB 池使用厭氧污泥120 t,另一組使用第1 組馴化成熟的厭氧污泥。UASB 反應(yīng)器接種厭氧污泥之后先用清水浸泡接種污泥2~3 d,再用稀釋的處理廢水活化接種污泥7~10 d,再開(kāi)始向反應(yīng)器中進(jìn)料,進(jìn)行厭氧反應(yīng)器的初次啟動(dòng)。厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)初期進(jìn)水采用間歇脈沖進(jìn)水,pH 控制在6.8~7.2 之間,初始的COD 污泥負(fù)荷率選用0.10 kg/(kg·d),當(dāng)觀察到氣體產(chǎn)量增加并正常運(yùn)行后,每周增加約16%,但不大于0.6 kg/(kg·d),初期保持較高的水力負(fù)荷(q>0.5 m3/(m2·h))。

4.2、 接觸氧化池調(diào)試接觸氧化池采用附近城市污水處理廠的好氧脫水污泥,投加活性污泥14 t,投加濃度約為1 000mg/L,投加完畢后,靜態(tài)悶曝24 h,每班排除部分上清液,開(kāi)進(jìn)水泵1 臺(tái)1 h,即每班150 m3,一天3 班,共進(jìn)水450 m3/d,此階段不排泥,此后逐步加大處理負(fù)荷,同時(shí)進(jìn)行進(jìn)、出水水質(zhì)及反映活性污泥性能指標(biāo)的測(cè)定,包括SV、MLSS、SVI、COD、BOD5等。隨著微生物培養(yǎng)時(shí)間的增加,檢測(cè)到污泥中有大量活躍的原生動(dòng)物和少量的后生動(dòng)物,此時(shí)SVI=80~100 mL/g,SV=18%~20%,ρ(MLSS)=1 200~1 800mg/L,表明活性污泥培養(yǎng)基本成功。此過(guò)程大概持續(xù)30~40 d 左右。

4.3、 運(yùn)行效果采用UASB+接觸氧化工藝處理該肉類(lèi)加工企業(yè)的屠宰生產(chǎn)廢水能有效地去除水中的COD、BOD5、SS 及NH3-N,排放廢水達(dá)到肉類(lèi)加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 13457-92)中畜類(lèi)屠宰加工一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。處理效果如表2 所示。


5 、經(jīng)濟(jì)效益分析

廢水處理工程占地面積7 582m2,總投資為2 000萬(wàn)元,其中構(gòu)筑土建費(fèi)用和設(shè)備等直接投資費(fèi)用為1 260 萬(wàn)元,設(shè)計(jì)費(fèi)、調(diào)試費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)等間接投資740萬(wàn)元。電費(fèi)為0.71 元/ m3,藥劑費(fèi)為0.45 元/m3;廢水處理站定員7 人,人工費(fèi)每人按50 元/d 計(jì),則人工費(fèi)為0.06 元/ m3;污泥處置費(fèi)用為0.5 元/ m3,不計(jì)折舊及維修費(fèi)用,則運(yùn)行費(fèi)用為1.72 元/m3。表2 污水處理主要單元出水水質(zhì)及去除率

6 結(jié)論工藝中設(shè)有曝氣調(diào)節(jié)池對(duì)廢水水質(zhì)水量進(jìn)行調(diào)節(jié),從而避免了水質(zhì)水量的變化對(duì)后續(xù)生物處理單元造成較大的沖擊,可以保證處理系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運(yùn)行。UASB 及接觸氧化池具有較強(qiáng)的抗沖擊能力,可以隨時(shí)正常運(yùn)行而菌種不受影響,整個(gè)工藝運(yùn)行穩(wěn)定,操作簡(jiǎn)單。采用UASB+接觸氧化工藝處理該企業(yè)屠宰及肉類(lèi)加工廢水是可行的,**終出水水質(zhì)可完全達(dá)到肉類(lèi)加工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)肉類(lèi)加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 13457-92)中畜類(lèi)屠宰加工一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

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