屠宰業是我國的支柱產業之一,屠宰廢水來自牧畜、禽類宰殺加工,是我國最大的有機污染源之一。據調查,屠宰廢水的排放量約占全國工業廢水排放量的6%。隨著經濟的發展和人民生活水平的提高,肉類食品加工工業將會有更大的發展,屠宰廢水的污染有著不斷加劇的趨勢。
屠宰廢水的特點:
屠宰廢水一般呈紅褐色,有難聞的腥臭味,其中含有大量的血污、油脂質、毛、肉屑、骨屑、內臟雜物、未消化的食物、糞便等污物,固體懸浮物含量高。
屠宰廢水有機物含量高,可生化性好。其中高濃度有機質不易降解,處理難度較大,屠宰廢水中的營養物主要是氮、磷,其中氮主要以有機物或銨鹽形式存在,而磷主要以磷酸鹽的形式存在。
01化學處理法
化學混凝絮凝法
在特定的條件下,例如在低溫環境下,生物處理法將不適用于屠宰廢水處理。因此,為了解決這一局限性,相關研究人員探索出利用化學混凝絮凝處理屠宰廢水。
該處理工藝主要是通過在廢水中加入一定濃度的化學藥劑,促使廢水中的顆粒沉降、膠體脫穩,并且對廢水中部分溶解性污染物也具有一定的去除效果。該方法具有工藝簡便、見效快、反應時間短、成本低廉、處理效果好且受溫度影響小等優點,并且適用于不同的處理模式。
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工藝運行與藥劑
化學混凝絮凝法其主要處理方式是化學藥劑與氣浮或沉淀單元配合使用。例如:將混凝劑加入到屠宰廢水處理的氣浮操作中,CODcr的去除率可高達34%~90%。
近幾年,人們不斷地尋找成本低且有效的混凝劑和絮凝劑以用做屠宰廢水處理,經人們的不斷努力發現,殼聚糖、藻酸鹽、黃原膠等高分子絮凝劑對屠宰廢水中的脂肪酸、油脂等污染物具有良好的去除效果,并且污染較小,所產生的污泥還能夠作為動物的安全飼料、燃料等。因此,天然藥劑的應用將是今后化學處理工藝藥劑的主要研究方向。
02
生物處理法
屠宰廢水具有較好的可生化性,廢水中有機物含量、有機元素種類和pH值等方面都較適合于采用生物法進行處理。因此目前在屠宰廢水處理技術的選擇上,生物法是經濟有效的處理方法。
厭氧處理
厭氧生物處理法主要用于處理高濃度有機廢水。在屠宰廢水的處理中,多種改進后的厭氧法也得以應用,針對屠宰廢水的各種處理工藝的特點、處理對象特點,各種厭氧法的處理效果和優缺點如下表:
與好氧法相比,厭氧法在獲得同樣高的BOD5去除率條件下,具有成本低,產生的污泥少、穩定、易脫水,占地面積小,操作方便,且產生的甲烷可作為燃料再利用的優點。但常用的UASB、IC、AF、ASBR等高效厭氧反應器受廢水中懸浮固體及其油脂、脂肪濃度的影響較大,故厭氧前端一般會增加氣浮預處理措施。
如果廢水中含有的氨氮濃度較高,或者厭氧分解有機物過程產生的氨氮較多,使得水質達不到排放標準,在此情況下,必須加以采用其他組合工藝處理法。
好氧處理
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SBR法:
序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process,SBR)是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥法。在同一反應池(器)中,按時間順序由進水、曝氣、沉淀、排水和待機五個基本工序組成的活性污泥污水處理方法。
傳統的活性污泥法CODcr去除率一般為80%左右,BOD5為90%,處理后的廢水一般難以達到廢水綜合排放標準,而采用SBR法可大大突破這一界限。SBR法用于宰雞廠廢水處理,CODcr去除率可達到95%以上。屠宰廠的廢水經預沉池、厭氧、SBR反應等工藝處理后,出水水質可優于(GB8978-1996)一級排放標準。
SBR法處理屠宰廢水是一種較為經濟有效的方法,但由于屠宰廢水含有大量的油脂、血水,碳氮比和碳磷比大,氮、磷相對不足,此時易產生油性泡沫而使污泥松散和指數增高,易出現高粘性膨脹而導致污泥流失問題;為獲得較高的脫氮效果,SBR工藝必須設有攪拌裝置,且不可避免存在污泥上浮現象;另外該方法對油、SS、色度的去除效果并不理想,必須輔以一定的前、后處理工序。
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接觸氧化法:
接觸氧化法是以附著在填料上的生物膜為主,凈化有機廢水的一種高效水處理工藝。接觸氧化法具有良好的反硝化脫氮功能,水力條件好,抗沖擊負荷強,生物濃度高,可適合世代時間較長的硝化菌生長。
在相同運行條件下,生物膜系統處理效果優于活性污泥系統,其CODcr,BOD5和油脂去除率分別可達97%,99%和82%,出水水質可達廢水綜合排放二級標準。相比傳統活性污泥法,生物膜系統的運行管理更方便,且克服了活性污泥系統存在的污泥膨脹、污泥流失等一些問題。
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MBR法:
膜生物反應器(Membrane Bio-Reactor,MBR)是以酶、微生物或動植物細胞為催化劑進行化學反應成生物轉化,同時借助膜分離技術裝置不斷地分離出反應產物,并截留催化劑而進行反應的裝置。
MBR工藝流程短、工藝設備集中、小型化、系統放置場所不受限制,輕巧、小型的裝置中生物處理機能和膜分離機能實現一體化;膜的高效截流作用,使微生物完全截流在反應器內,實現了反應器水力停留時間和污泥齡的完全分離,使運行控制更加靈活穩定;反應器內的微生物濃度高,耐沖擊負荷,處理裝置容積負荷大,減少占地;反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長污泥齡下運行,剩余活性污泥量少,減少泥處置費:系統采用PLC 控制,可以實現全程自動化控制。MBR需要負壓產水,同時需要定期反洗,能耗相對較高,該工藝適用于占地面積受限且出水水質要求高的屠宰廢水處理。
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自然生態處理法
自然生態處理法是指在自然條件下通過一定的環境生物凈化處理廢水的方法,其具有能耗低、費用低,有利于廢水的綜合利用等優點,已成為目前屠宰廢水處理的熱點。其中以土地處理、人工濕地的研究與應用最多。
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土地處理法
在自然生態的處理方法上,其中土地處理應用率較大。而在土地處理中,主要以噴灌土地法為主,其具有成本低、操作簡單等優點,但此方法具有一定的局限性,因此對廢水預處理的要求較高。
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人工濕地處理法
與土地處理法同樣成為研究熱點的人工濕地處理法,其主要利用濕地生態系統中的物理、生物、化學三者的協同作用處理污水,具有投資少、效果好的優良特點,并且建設成本僅為同等能力污水處理廠的1/5左右,但因其占地面積較大,單獨采用人工濕地處理屠宰廢水,難以達標。
目前,屠宰廢水最經濟有效的處理技術為:以生物法為主,輔助必要的物理、化學等方法作預處理。
厭氧生物處理成本低,但不能較好地去除氨氮,故對于出水水質要求較高的情況下,通常經過厭氧處理后,還需進行好氧處理或采用化學法去除氨氮才能達到水質排放要求。
好氧法不僅可以獲得很高的CODcr去除率,而且還可以去除氮、磷,但成本很高,所以對于高濃度屠宰廢水,通常首先經厭氧生物法處理,然后使用好氧法處理,綜合使用厭氧和好氧生物法的優點,可以獲得高CODcr去除率,同時去除氮、磷,還降低成本。
在強化脫氮方面,較為前沿且適宜擴大規模形成的工藝,主要有同步硝化-反硝化及厭氧氨氧化,這2種工藝均可以達到去除NH4+且無大量NO3--N及NO2--N生成,而使TN有效去除;并且無需回流等工藝,可以大幅度降低脫氮成本。
在深度除磷方面,現行方法主要為在原有微生物好氧吸磷后排泥除磷的基礎上,后續添加吸附材料或化學藥劑,通過物理化學方法進一步去除廢水中的磷,但化學藥劑無法循環利用,因此,吸附材料的研發及重復利用是目前的主要發展方向。
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