CASS工艺在屠宰废水处理中的应用

2015-04-22周元祥成雄剑池俊杰

绿色科技 2015年4期

张骏，周元祥，成雄剑，池俊杰，张强

（1.合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥230000；2.机械第六设计研究院有限公司，河南郑州450007）

1 废水水量与水质

广西某食品公司是一家以生猪宰杀、肉类加工为主的大型企业，排出的废水中含有许多的油脂、毛皮、碎肉骨屑、内脏杂物，以及未消化的食品和粪便等污染物，悬浮物浓度较高，有机物浓度高，油脂含量大，废水呈现出红褐色并有带有一股腥臭味，是一种非常典型的有机污水。屠宰废水具有以下特点：

（1）水质、水量在一天内的变化比较大；

（2）动物的血迹，主要成分的油脂废水，粪便，内脏碎片和无机盐，COD一般在2000～4000mg/L；

（3）可生化性好；

（4）废水中含有许多的油脂、碎肉、骨渣、毛及粪便等，悬浮物含量较高。

屠宰所生产的废水量为4000m3/d，进水水质及排放标准如表1所示：

表1 进水及排放标准单位：mg/L

2 处理工艺

2.1 工艺流程

具有容积负荷高的高浓度有机废水的厌氧处理，有着对水的质量和极强的适应可再生能源的能力，剩余污泥量少，但出水COD较高，一般还需要再进一步地处理才能够达标排放。

由于该废水具有氨氮浓度较高的特点，故本工程采用CASS工艺来进行脱氮除磷，进一步去除水中的氨氮及有机物，从而能够达到标准排放。

因为屠宰废水水质水量不固定，且含有大量的悬浮物、油，因此必须经过适当的预处理，才能够保证处理效果。具体工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程

2.2 工艺简介

2.2.1 格栅

由于屠宰废水中猪粪、动物内脏、猪毛以及粗大悬浮物较多，故本工程设置两级格栅，一级为粗格栅，一级为细格栅，每级均需要作防腐处理。实际中可根据格栅拦截的漂浮物的情形，定期举行人工除渣，收集到的浮渣再进行处理。

2.2.2 隔油/调节水解池

废水在这两个池内除了隔油、均化调节水质水量的目的以外，还能够将废水中的不溶性的有机物转化为可溶性的有机物，大分子有机物分解为小分子有机物，难降解有机物转化为可降解有机物，可以提高废水的可生化性，以利于后续处理，并且能够降低剩余污泥产量。

2.2.3 气浮

气浮是以固液分离为主要目的一种处理措施，能够同时降低COD、BOD及色度等。投加一定量的PAC和PAM，可以更好地发生絮凝反应，在界面张力、气泡浮力及静水压力等多重力的作用下，促使微气泡粘附于絮体上，因粘合体密度小于水而浮上水面，从而达到去除污染物的目的。

2.2.4 水解酸化池

水解酸化工艺根据产甲烷菌和水解产酸菌生长速度的不同，把厌氧处理控制在厌氧第一和第二阶段。污水进入到水解酸化池内的水力停留时间一般为2～6h，厌氧细菌可以将难降解的有机物分解，分解成容易降解的有机物，并能够把长链有机物降解成短链有机物，这样有利于后续好氧微生物的进一步处理。

2.2.5 CASS池

CASS工艺由两部分组成，前一部分为生物选择区，后一部分为主反应区。该工艺实现了连续进水、间歇排水的周期循环运行，集曝气、沉淀、排水于一体。CASS工艺实现了一个好氧/缺氧/厌氧交替运行的过程，具有良好的脱氮除磷效果。

CASS工艺一般分为四个阶段，以一定的时间序列运行。

曝气阶段：在曝气阶段，采用的进水方式是边进水边曝气，并且主反应区的污泥回流至预反应区。在此阶段，向池内曝气，既能提供微生物所需要的氧气，还能促进池内活性污泥预有机物的混合和接触，使得微生物可以充分降解有机物。同时，微生物通过硝化作用把氨氮转变成硝态氮。

沉淀阶段：停止曝气后，废水中的微生物可以继续利用水中剩余的溶解氧进行好氧处理，伴随着溶解氧的下降，此时水中的好氧状态慢慢转变成缺氧状态，这时进行的是反硝化作用。在沉淀的初期，曝气产生的搅拌作用能使絮体絮凝，并且以区域沉降的形式沉降。因此，即便在该阶段继续进水，也能够在该阶段获得可观的沉降效果。

滗水阶段：沉淀阶段完成后，上清液通过滗水器自上而下逐层排出。排滗水器将在排水结束后自动复位。

闲置阶段：这一阶段时间较短，是为了保证滗水器恢复到原来的位置，防止污泥的流示。

CASS工艺的运行就是如上所述的阶段依次进行，并且不断循环往复的过程。本工程CASS工艺每天分为3个周期，每个运行周期为8h，其中进水2h，曝气6h（边进边曝），沉淀1h，滗水1h。

3 主要构筑物及设备设计工艺参数

主要构筑物及设备设计工艺参数见表2。

表2 主要构筑物及设备设计工艺参数

4 调试期间出现的问题、措施及注意事项

4.1 系统调试

在调试初期，CASS池活性污泥量较少、SV低。经过一个月的培养驯化后，SV、MLSS逐渐升高，SV最高可达55%。结合MLSS数据，同时观察发现沉降压缩后的活性污泥密实，为深棕褐色。分析得出SV过高并不是由污泥膨胀引起的，而是由于调试过程活性污泥控制浓度较高，通过增加CASS池剩余污泥排放量，SV稳定在35%左右。MLSS控制在3.5g/L左右。为提供充足的营养物、调试前期废水从调节池超越至水解酸化池，待后续生化处理稳定后再启动气浮池。

4.2 泡沫现象

泡沫现象是食品工业废水处理过程中普遍会遇到的问题。在本项目中，可以在调节池投加接种污泥，调试初期CASS池内的活性污泥量较少，泡沫现象并没有很快出现。随着污泥驯化的成功，SV和MLSS逐渐增加，在接种污泥的半个月后，有大量的白色泡沫出现在CASS池中。分析主要是调试前期负荷过高、曝气过量、洗涤剂流入等原因造成。可以通过自来水喷淋的方式或者投加消泡剂等其他措施来消除泡沫。

5 运行效果及经济效益分析

运行监测结果见表3。

表3 运行监测结果

该废水处理工程总投资3178.94万元。运行成本中电费0.665元/m3，药剂费0.39元/m3，清水费0.015元/m3，化验费0.012元/m3，维护保养费0.015元/m3，人工费0.0378元/m3（8个工人，每人每月1300元）。废水处理成本为1.77元/m3（含折旧）、1.235元/m3（不含折旧）。