屠宰及肉类加工废水处理研究进展

2014-04-16魏春飞

建筑与预算 2014年6期

魏春飞

（沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁沈阳 110168）

0 屠宰及肉类加工行业污染现状

随着社会生活水平的提高，肉制品市场的拓展，屠宰及肉类加工业成为我国出口创汇和保障内需的支柱产业之一［1］，随着畜牧。禽类的宰杀及加工量的增加，此类污水在有机污染源中的比例一步一步增大。屠宰定点集中化在一定程度上改善了废水的排放不规律性，但随着屠宰量及肉类加工量的增加，此类污水处理仍然是亟待解决的问题。

屠宰废水的水质特征主要体现在以下几点：废水呈血红色，带有难闻的臭味，且含有大量的毛、肉屑等；固体悬浮物较高，平均值可达到1500mg/L；有机分子量大，不易被生物分解，厌氧处理后，分解为小分子有机物，可生化性较好。

早期对屠宰及肉类加工废水的处理主要是生物转盘、生物氧化塘、化学絮凝法及厌氧滤池等［2］，上述工艺由于实际工程效果不理想没有得到推广。80年代后期新型污水处理技术才逐渐在此类行业污水得到应用。

1 屠宰废水预处理

物理分离、水解、混凝沉淀等，可以作为废水的预处理。以去除水中的蛋白质、脂肪等大颗粒物质。

1.1 粗细格栅

粗细格栅是以物理原理来截留大颗粒物质，粗格栅的栅条空隙一般在1cm，此阶段截留住水体中的血污、毛、骨屑及内脏杂物等。细格栅的栅条空隙在3mm～5mm之间，细格栅进一步去除粒径较小的悬浮物质。经过两道物理隔离后，可以减少对污水处理中泵的损耗，减小后续的污水处理负荷。

1.2 极碱性水解和酶水解

化学方法在屠宰废水的预处理主要体现在投机碱性物质和酶类物质。通过化学反应将水中的脂肪颗粒等进行水解，缩小有机物的分子链，使大分子有机物质降解为小分子有机物质。常采用的预处理试剂主要是石灰、NaOH，胰脂肪酶等。

1.3 混凝处理

混凝药剂一般是聚合氯化铝等产品，通过添加药剂，促进水中悬浮物质与药剂结合成大的絮体沉降而去除。为了节省成本，一般采用与聚乙烯铵混合使用［3］。絮凝剂在处理废水过程中会产生大量不易降解的化学污泥的产生，化学污泥是否会对环境产生影响，仍是待研究的问题。

2 二级处理技术工艺研究

屠宰废水二级处理工艺一般有好氧生物处理、厌氧生物处理、厌氧-好氧联合生物处理三种工艺。

2.1 好氧生物处理方法

2.1.1 序批式间歇活性污泥法

序批式间歇活性污泥法是SBR方法，屠宰厂废水经过物理处理、SBR生化处理等工艺，水质可以达到（GB8978-1996）一级排放标准。SBR作为生物处理工艺，已经出现了新的改进工艺，如二段SBR法，即将两段SBR池串联，通过培养适宜两阶段的专性菌，充分降解不同种类的有机物质。二段SBR法对可以适应水质水量的变化，运行灵活，抗冲击能力强，出水的水质稳定，易于自动化控制。但SBR工艺需要由曝气或搅拌装置，常伴随着污泥上浮现象。此外该方法对油、SS、色度去除效果不理想，仍需辅以后续的深度处理工序。

2.1.2 生物膜法

序批式生物膜法（SBBR）具有良好的反硝化脱氮功能，水利条件好，抗冲击负荷强，生物浓度高，可适合时代时间较长的硝化菌生长。在相同的运行条件学，生物膜系统的效果较好，其中水质指标CODcr、BOD5和油脂去除率分别可达97%，99%和82%。与序批式间歇活性污泥法相同，此类工艺对油脂、SS、色度的去除有限，需配备除油池和滤柱。

SBBR反应器便于操作，产生的污泥量少，解决了污泥处理中遇到的困难。李伟光等也采用SBBR处理屠宰废水，首先将屠宰废水经过格栅以去除粗大的颗粒状悬浮物。除去上次浮油，进入（SBBR）进行处理，用以分解去除有机物［4］。去除出水微小悬浮固体和色度选用过滤设备来去除。进水CORcr、BOD5、油脂、TKN、SS的去除率分别为97%、99%、52%92%、82.4%，出书水质满足国家二级排放标准。

2.2 厌氧工艺

厌氧生物处理技术是指在无分子氧存在的条件下，培养利于厌氧微生物存在的营养条件和环境条件，将水体中有机物分解为甲烷和二氧化碳的过程。随着人们对厌氧消化微生物学认识的不断深入和化学技术的不断深入，此类反应器迅速得以广泛应用，厌氧生物滤池(AF)和上流式厌氧流化床（UASB）反应器。

2.2.1 厌氧滤池工艺

废水在进入厌氧滤池前首先要进行经预处理，进水与滤料上的生物膜进行充分接触，达到去除污染物的目的，经沉淀后出水，研究表明，由于废水中含有大量的碎肉和血块等颗粒物和悬浮固体，厌氧滤池工艺处理屠宰废水前的预处理是整个流程中不可缺少的一步，以避免废水进入厌氧滤池反应器后出现堵塞的现象，运行经验表明，该工艺在预处理正常的前提下对CODcr去除比较可观，去除率可以达到89%，SS、油脂去除率分别为62%和50%［5］。

2.2.2 厌氧附着膜膨胀床工艺

厌氧附着膜膨胀床在处理废水的过程中，也要经过过滤沉淀等预处理阶段，经预处理的废水进入反应器内，再次主要进行的生化反应，随后进入二沉池经沉淀出水［6］。Munez LA等人采用该工艺对规模为500m3/的屠宰废水进行处理，在水力停留时间为2.7h的条件下，CODcr去除率为75～80～，出书水质良好，并可用于屠宰车间。

2.2.3 厌氧-过滤工艺

废水经调节池后进入厌氧消化罐，再进行沉淀、过滤后出水，厌氧-过滤工艺用于处理规模为60m3/d某肉类食品站，自建成投入运行以来，出水效果较好，特别是对CODcr、SS、色度和细菌总数的去除效果非常明显，优于其他处理工艺。同时还能获得沼气作为燃料进行二次利用。

3 组合处理工艺

3.1 加压生物接触氧化-混凝沉淀组合工艺

适合处理中浓度的屠宰废水，试验结果表明。生物反应器压力平均为300kpa，进水CODcr 浓度为1100～1700mg/L，BOD5浓度为600～900mg/L，BOD5容积负荷（以BOD5计）平均7.6kg/(m3.d)。出水先经过加压生物滤池生物接触氧化处理后，提高废水的溶解氧和有机物的降解速率，在经混凝沉淀后可达到现有企业的二级排放标准［3］。但该工艺处理成本高，且不利于后续管理。

3.2 UASB+SBR

该工艺在厌氧和好氧技术上分别采用UASB和SBR技术，是高低浓度污水处理的理想工艺，此两种工艺的结合对碳源有机物处理效果好，操作方便，运行灵活，脱氮效果良好，运行成熟可靠、可达到回收生物能和处理废物资源化的目的，所以从技术经济上讲是可行的，工期初期投资和日常运行费用低廉，整个工艺流程简洁流畅、操作方便，有较高的推广价值。

3.3 缺氧-好氧曝气生物滤池工艺

韩在锋等利用缺氧-好氧曝气生物滤池处理鸭屠宰废水的试验研究结果表明［7］，该工艺对CODcr的处理效果较好，且抗冲击负荷能力较强，当HRT为4h/2.8h、1.25h时CODcr平均去除率分别达92.4%、84.8%和79.3%，氨氮的平均去除率分别达68.4%、47.2%、25.0%。该工艺存在操作不易，出水稳定性差的问题，对进水水质要求较高，处理时间也较长。

3.4 混凝气浮-缺氧-好氧组合工艺

在采用DAF（溶解浮选法）时加入化学添加剂，CODcr去除率可达32%～90%，且大量的营养物质也能得到去除。由于屠宰废水含有比较高的有机化合物，比较适合采用厌氧处理。其UASB很适合屠宰废水的处理，它能培养出大量活性污泥。通过沉淀冷却装置处理屠宰废水后，总有机碳含量可降解到100mg/L以下，细菌很难通过膜孔而被去除，膜过滤可实现废水的重复利用［5］。但屠宰废水的减量化问题还有待进一步的研究。

4 工程实例

南昌市某定点屠宰场日宰生猪300头，排放废水80m3/d.采用EIC厌氧反应器，该反应器的结构上有多套泥水分离系统，系统运行稳定且效率高，可以很好的降解COD。具体流程为：筛网+隔油预沉池+调节池+EIC厌氧反应器+活性污泥池。进水COD、TN、SS分别为2500mg/L、300mg/L、1500mg/L出水为79 mg/L、13mg/L、53mg/L。

宋勇［8］等用 UASB-CASS-BAF 组合工艺用于屠宰废水，UASB进水口兼作循环泵的出水口，实现废水循环，稀释了高浓度废水，同时改善了废水和污泥的混合效果。运行结果表明，该工艺处理效率高，出水水质稳定，出水可以中水回用。运行费用1.163元/t.

徐鹏等［9］采用UASB-接触氧化工艺处理屠宰及肉类加工废水，设计进水水质BOD5为2000mg/L，COD为4000mg/L，SS质量浓度为4000mg.L，NH3-N质量浓度为100mg/L.处理后的出水水质达到肉类加工工业畜类加工一级排放标准，运行费用为1.72元/m3.