肉牛屠宰废水与城镇污水协同处理的工程设计

柯 武

（中国市政工程西南设计研究总院有限公司，成都 610068）

云南省某边境城市经济合作区紧邻中缅边境，以进（出）口加工、天然气清洁能源、国际农畜产品加工、国际仓储物流、木材加工、农特产品加工等6大产业为支柱，合作区规划建设面积为1 345 hm2，近期规划人口为65 000人，远期规划人口为80 000人。合作区尚处于初级发展阶段，受后疫情时代影响，园区仅有1座年屠宰50万头肉牛的加工厂入驻，生产线涉及肉牛屠宰、皮革和内脏加工等。合作区内分布集镇的人口数约为3 535人。合作区位于国际河流上游，为加大经济合作区水环境保护力度，促进当地经济社会和谐发展，有必要结合总体规划，综合考虑现状、近期及远期的污水水量和水质，确定污水处理厂近期建设规模和污水处理工艺流程，减少污染物排放。

1 项目设计规模及设计水质

1.1 设计规模

园区污水包括综合生活污水和工业废水，采用分类指标法及不同用地性质用水量指标法，并考虑地下水入渗量，污水处理厂近期规模为15 000 m3/d，远期规模为25 000 m3/d，远景规模为45 000 m3/d。为了避免出现“晒太阳”工程，考虑园区发展不确定因素较多，污水处理厂近期设计规模确定为5 000 m3/d。污水量测算结果如表1所示。

表1 污水量测算结果

1.2 设计水质

屠宰废水接入市政污水管道前应进行处理，排放水水质应满足《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）和《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB 13457—1992）。结合项目区城市污水处理厂进水水质报告、屠宰废水排放标准、城镇生活污水和屠宰废水的比例及当地环保要求，通过综合分析确定污水处理厂设计水质，如表2所示。监测指标有五日生化需氧量（BOD5）、化学需氧量（CODCr）、悬浮物（SS）、总氮（TN）、氨氮（NH3-N）和总磷（TP）。

表2 设计进、出水水质

2 工艺流程及设计优化

2.1 工艺流程

污水BOD5/CODCr=0.531，碳氮比为3.78，BOD5/TP=34，污水可生化性较好，适宜采用厌氧-缺氧-好氧法（A2O）[1]进行脱氮除磷。预处理采用格栅+沉砂池，去除大颗粒杂质，生化处理段采用水解（酸化）+A2O法，生化段后设置三级深度处理，进一步降低SS、TP、BOD5、CODCr及微生物量。污泥处理采用叠螺浓缩机+板框压滤机，出厂污泥含水率降至小于60%。污水处理工艺流程如图1所示。

图1 污水处理工艺流程

2.2 设计优化

2.2.1 调节池

调节池[2]可以更好地应对园区进水水量和水质的变化，提高污水处理厂的缓冲能力，有利于污水处理厂的稳定运行。当肉牛屠宰厂停产时，可利用调节池对处理系统持续进水。肉牛屠宰加工项目日排水量约为3 000 m3/d，本工程调节池有效容积按1 d排水量设计，以满足肉牛屠宰企业发生生产事故时足量装下1 d屠宰废水量的要求，留出必要的安全抢险时间。

2.2.2 水解酸化池

一般而言，园区污水的CODCr浓度往往偏高，其中含有大量难生物降解的CODCr，污水可生化性较差。难生物降解有机物的处理方法一般有厌氧生物法、混凝沉淀法、过滤法、活性炭吸附法、臭氧催化氧化法和水解酸化法等。厌氧生物法主要用于处理高浓度有机废水，混凝沉淀法和过滤法用于污水深度处理，臭氧催化氧化法运营成本高，活性炭吸附法通常作为突发事件的应急处置措施。本工程设置水解酸化池，提高污水的可生化性。水解酸化[2-3]是一种不完全的难降解有机物分解过程，可提高污水BOD5/CODCr，缩短后续好氧处理的水力停留时间，同时提高厌氧段反硝化反应速率。水解酸化池的污泥浓度高，应对水质变化的能力强。一般而言，城市污水的水力停留时间可取2.5～5.0 h，工业园区污水的水力停留时间可取8～14 h，本项目水解酸化池的水力停留时间取14 h。

2.2.3 预缺氧池

改良型A2O生化池前设置预缺氧池，它具有生物选择器的作用，活性污泥在此消耗剩余的溶解氧，使污泥处于厌氧状态，有利于厌氧氨氧化反应[4-5]。在厌氧条件下，微生物直接以NH4+为电子供体，以NO3-和NO2-为电子受体，将氨转化为氮气，降低水中TN浓度。厌氧氨氧化可节省碳源投加量，降低运行成本，减少生化反应碱度需求和污泥产量。

3 主要处理单元设计参数

主要处理单元设计参数如表3所示。

表3 主要处理单元设计参数

粗格栅与提升泵房合建，细格栅与曝气沉砂池合建。从主要设计参数来看，曝气沉砂池水力停留时间为2.5 min，水平流速为0.1 m/s，曝气量为0.20 m3/h；水解酸化池水力停留时间为14 h；改良型A2O生化池污泥浓度为3.5 g/L，污泥回流比为50%，混合液回流比为100%～400%，水力停留时间为17.12 h，污泥停留时间为12 d，气水比为7∶1；二次沉淀池液面负荷为2 m3/（m2·h），水力停留时间为2 h；高效沉淀池混合时间为0.3～2.0 min，絮凝时间为10～15 min，表面负荷为15～30 m/h；转盘过滤池进水SS浓度为20 mg/L，出水SS浓度不超过10 mg/L。

4 结论

污水处理厂近期设计规模为5 000 m3/d，工程投资为3 333.76万元。工程既满足园区近期发展需求，又降低总体投资，环境效益突出。污水处理单位运营成本为2.58元/m3，其中包括药剂费1.52元/m3、电费0.36元/m3、人工费0.2元/m3、维修管理费0.5元/m3。污水处理厂建成投产后，每年可减少CODCr排放量492.75 t、TN排放量54.75 t、TP排放量8.22 t。