一体化屠宰废水处理设备的开发

王 欣，王 鹍

（北京航天试验技术研究所，北京 100074）

0 引言

屠宰废水主要来自于屠宰厂宰杀牲畜、烫毛、剥皮、解剖、冲洗等过程。随着国民生活水平的提高，对于肉制品的需求量也随之剧增，目前屠宰废水已经成为我国最大的有机污染源之一。屠宰废水具有色度高、悬浮颗粒物浓度大、COD 高、同时伴有腥臭等特点。屠宰废水中大量的有机物进入水体会迅速消耗水中的溶解氧，导致水质恶化，造成恶劣的环境效应，破坏水体环境及人类健康。

由于屠宰废水具有较好的可生化性，目前国内外大多采用生物处理方法。但是生物处理效果受温度、酸碱度、污染物存在形式等因素影响较大，单纯的采用生物处理方法难以保证良好的处理效果，所以将物理、化学与生物处理工艺的组合应用已成为屠宰废水治理的发展方向。

1 一体化屠宰废水处理设备发展现状

我国目前多采用小水量废水处理站处理屠宰废水，由于各屠宰厂分散，废水水量小且水质存在差别，为了提高废水处理效率、便于管理，需要建立废水处理站对本厂废水进行预处理[1]。

一体化污水处理设备将污水预处理、物化处理及生化处理等设备有机结合，具有投资运行费用低、占地面积小等优势，适用于处理分散式排放的污水[2]。使用一体化处理设备能够有效缓解已有屠宰废水管网的压力，一体化屠宰废水处理设备具有广阔的应用前景。

2 一体化屠宰废水处理工艺

屠宰废水中含有动物血液、油脂、碎肉、未消化的食物残渣、毛、粪便和泥沙等，有机质含量高，可生化性好，但废水所含的动物毛发等固体物质和大量不易降解的有机物直接影响生物处理的效果，所以在进行生物处理工艺之前，需要首先去除污水中的悬浮颗粒，再将废水中难降解的大分子有机物进行预处理后，才能高效的进行生物处理工艺，由此确定了一体化屠宰废水处理工艺流程，如图1 所示。

图1 一体化屠宰废水处理工艺流程图Fig.1 The flow chart of integrated slaughter wastewater treatment

2.1 格栅

废水首先经过格栅截留废水中粗大的污染物，格栅能够有效去除较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，从而保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷。

2.2 调节池

由于屠宰废水水量的日变化较大，主体处理设备之前需要设置调节池，对废水水质、水量进行稳定调节，均化水质和水量，防止大量废水冲击处理设备，从而使处理效果不受废水流量和浓度变化的影响。

2.3 气浮法

气浮法是一种高效、快速固液分离的方法，在水中制造大量的微气泡，气泡和水中絮体或其他悬浮杂质颗粒粘附为一体而形成比重小于1 的泡絮结合体，并依靠浮力上浮至水面，从而实现固液分离的目的。

2.4 水解酸化

水解酸化是厌氧消化的两个阶段，能够将废水中非溶解性的有机物转变为溶解性有机物，难降解的有机物转变为易降解的有机物，大大提高废水的可生化性，在降低处理成本的同时提高了处理效率。

2.5 接触氧化

生物接触氧化是一种高效的水处理工艺，微生物固定生长在填料上形成生物膜，为微生物提供空气以氧化废水中有机物。接触氧化法结合了曝气池和生物滤池的优点，同时具有低能耗、占地小、耐冲击、易管理的特点，目前在有机废水的处理领域已经得到了广泛的应用。

2.6 膜生物反应器MBR

膜生物反应器（MBR）是将膜分离技术中的膜组件与污水生物处理工程中的生物反应器相互结合而成的新的处理系统，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，膜的高效截留作用使微生物完全截留在反应器内，使反应池中的活性污泥浓度大大增加；与此同时，使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底，出水悬浮物和浊度接近于零，不含细菌，病毒、寄生虫卵等，同时截留污泥，实现了污水资源化，使出水水质更优。

2.7 污泥处置

气浮、接触氧化等处理流程会产生大量污泥，污泥中含有多种污染物质，且含水量极高，需要将污泥进行浓缩脱水、稳定干化后外运进行无害化处理，防止发生二次污染。

3 一体化屠宰废水处理系统的开发

基于前面对屠宰废水工艺的确定，由此我们开发出一体化屠宰废水处理系统，此系统的设备布置如图2 所示。

图2 一体化屠宰废水处理系统设备布置图Fig.2 Equipment layout of integrated system of treating slaughter wastewater

一体化污水处理系统主要包括：格栅池，气浮、水解酸化、接触氧化和MBR 膜一体化池体，风机，水泵等组成。一体化池体长为9m，宽2.2m，高为3m。每两区共用池壁，为防止短流，每个反应区池壁上的过水孔均呈对角线分布，每个区域都设置排空口。在结构上布置简单，节省土建费用，易于规划布置。

3.1 格栅井

由于屠宰场污水处理量为10m3/h，处理量不大，考虑到成本，故采用立式格条形固定手动式格栅，人工耙取栅渣。根据对屠宰场废水情况的调研，格栅间隙取5mm，安装角度取45°。

3.2 气浮池

在一体化系统中，经过格栅的污水被加入了絮凝剂4，并经过反应桶6 中的电动搅拌桨充分反应，混凝形成的絮凝体具有尺寸大、结构松散、沉降性能差等特点，符合气浮工艺对絮凝体的要求，在溶气气浮池上方的刮渣机将上层漂浮物刮至渣槽被去除。

3.3 水解酸化池

在水解酸化池中我们设置了弹性填料，以提高酸化细菌的浓度，弹性丝一般采用聚乙烯、聚丙烯和助剂制成，具有强度高、耐腐蚀、耐老化和寿命长的特点，它是微生物附着和生长的载体。水解酸化池长为2.5m，宽为2.2m，在池体中部1m 高度处放置了填料支架，用于固定单根弹性填料使其相互分散，填料总量为5.5m3。

在厌氧池中的活性污泥可以取自正在工作的厌氧处理构筑物，或江河湖泊沼泽地、下水道等厌氧生境中的污泥。在污泥培养过程中应对pH、池内碱度等指标进行连续检测，并随时调至最佳范围，保持厌氧消化作用的平衡性。

3.4 接触氧化池

接触氧化池由填料、水下曝气装置构成，池体长为2m，宽为2.2m，接触氧化池内部结构如图3 所示。在池体中部1m 高度处放置了填料支架，用于支撑固定弹性组合填料，同时使填料相互分散，填料总量为4.5m3；活性污泥吸附于弹性填料表面形成生物膜；池底设置曝气装置为生物提供氧气，达到降解有机物的作用。

图3 接触氧化池内部结构Fig.3 Internal structure of contact oxidation pond

图4 MBR 膜池的内部结构Fig.4 Internal structure of MBR membrane pool

3.5 MBR 池

在一体化系统中，采用了一体式膜生物反应器，将膜组件放置在生物反应器内部，曝气器设置于膜组件的正下方。曝气形成的水力剪切力和紊流能够有效吹脱累积在膜表面的滤饼层，从而减缓膜污染。水进入膜生物反应器后，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥分解，再在压差作用下由膜过滤出水。

一体化处理设备中MBR 池的膜组件采用平板膜式组件，材质为聚丙烯（抗污型改性进口PP）中空纤维微孔膜材料，孔径为0.1 ～0.2μm，膜出水压力0.02～0.03MPa。整个反应器采用连续进水、间歇出水的运行方式。自吸泵用于膜系统的终端出水，与收集管相连。自吸泵运行13min 出水，停止2min，进行空曝，保证MBR 有一定的空曝气时间。空曝气时混合液流向膜面的流速为零，而由于空曝气产生的剪切作用，使膜面沉积的污物脱落，膜过滤性能有所恢复；同时，在停抽过程中，由浓差极化引起的膜面有机物积累也会由扩散作用返回混合液主体。选用的膜产品单片膜通量为1.3t/d，屠宰厂的设计出水量为50t/d，所以采用40 片膜，为节省空间，两片膜上下放成一组。池体的内部结构如图4所示。

4 总结

本文针对我国目前屠宰废水处理现状，结合屠宰废水的污染特征，开发出一套一体化屠宰废水设备，本设备具有占地面积小、处理效率高、管理成本低的优势，目前已应用于河北省南王庄某屠宰厂的废水处理。经过一体化废水处理系统处理，该屠宰场排水能够达到GB13457-92 《肉类加工工业水污染物排放标准》 标准，实现了良好的环境效应。

[1]于凤，等.屠宰废水处理技术与应用进展[J].环境科学与管理，2005，4.

[2] 董景，等. 一体化污水处理设备的研究现状[J].四川化工，2012，6.