污水处理技术工艺

屠宰废水处理技术与应用

屠宰业是我国外汇出口和外汇供应的支柱产业之一。畜禽屠宰废水、鱼类屠宰加工废水是我国最大的有机污染源之一。据调查,屠宰废水排放量占全国工业废水排放量的6%左右。随着经济的发展和人民生活水平的提高,肉类加工业将有更大的发展。屠宰场废水污染日益严重。

屠宰场废水呈红褐色,有鱼腥味。它含有大量的血液,皮毛,骨头和肉,蹄角,油脂和内脏碎片,。CODCr、BOD 5、氨氮、SS等。如CODCr 600,000 mg/L BOD 5 300000 mg/l,SS 400~2700 mg/L,BOD 5/COD≥0.5具有良好的生物降解性和无毒性。屠宰废水受其生产工艺的影响明显,水质和水量波动较大。

在20世纪50年代,中国开始考虑屠宰废水的处理。由于种种原因,直到20世纪70年代,国内屠宰废水处理仍然是主要的处理方式。 20世纪80年代以后,逐步开发和应用了新的处理工艺和技术。处理程度继续增加。本文从生物处理,自然生态处理,化学处理等方面进行了探讨。

1生物处理

1.1 好氧生物处理

活性污泥处理系统是污水处理领域应用最广泛的处理技术之一。常规活性污泥法处理屠宰废水,难以满足处理要求,一般存在以下困难:污水排放季节性变化大,难以满足连续流曝气池对水流稳定的要求;污泥膨胀不易发生。h全年控制困难,剩余污泥量大,含水率高,降水脱水性能差,污泥处置成本高,脱氮除磷效率仅为2。约0%,难以满足高氮屠宰废水的脱氮要求。针对传统活性污泥法存在的问题,开发了一些新的处理工艺,并成功地应用于屠宰废水处理领域。

1.1.1序批式活性污泥系统(SBR)

SBR(序批式反应器)工艺适应了好氧生化处理工艺的发展趋势,是一种简单、高效、低能耗的废水处理工艺,在屠宰废水处理中得到了广泛的应用。它的主要优点是:

工艺简单,无二次沉淀池和污泥回收设备,节省了大量土地和设备。投资省,运营成本低,基础设施投资比普通活性污泥节省30%,运营成本可降低10-20%。污泥膨胀不易引起,出水水质良好;残留污泥性质稳定,便于浓缩和脱水。自动控制,在反应池中的好氧,缺氧和厌氧条件下交替,具有强的氮和磷去除能力。抗冲击负荷能力强,峰值负荷在正常负荷的2.5倍的情况下仍能获得稳定的处理效率。

SBR间歇运行使其非常适合处理流量变化大甚至间歇排放的工业废水。它在亚洲、北美、欧洲等许多国家的小型污水处理领域得到了广泛的应用。许多屠宰场的水很少,而且间歇排放。SBR工艺可节约基建成本,操作灵活。SBR工艺处理屠宰废水的CODcr和BOD5去除率分别达到80%和90%,氨氮和磷的去除率分别达到80%~90%。在SBR法去除屠宰废水中氮的过程中,通过控制溶解氧浓度,可以同时硝化反硝化去除约50%的氮。控制反硝化过程对降低处理成本,提高出水水质具有重要意义。

随着SBR工艺的迅速发展,许多SBR工艺得到了改进。CASS工艺在SBR反应器前部添加了生物选择器,由于进水的连续性,在屠宰废水处理中得到了广泛的应用。该工艺产生的剩余污泥仅为传统活性污泥法的60%左右。

1.1.2 AB法

AB法是生物吸附活性污泥法的简称。该处理系统分为A级(吸附阶段)和B级(生物曝气阶段).A级和B级回流系统严格分离,不相互混合)。形成了两种不同的微生物群。A级污泥负荷较高,可达2~6kgBOD 5/(kgMLSS.d),是废水的主要生物吸附活性;B级污泥负荷较低,不大于0。3 kgBOD 5/kgMLSS.d,AB法尤其适用于水体悬浮物浓度高、水质和水量变化较大的屠宰废水。一般不存在一次沉淀池,适用于BOD 5和CODCr、SS等。磷、氨氮的去除率普遍高于常规活性污泥法,可节省投资约20%,能耗约15%。

1.1.3 氧化沟

氧化沟对水质,水温和水量的变化具有很强的适应性。污泥年代久,可产生硝化反硝化反应,具有脱氮功能。污泥产量低,污泥稳定,不需要消化。表1显示了国外氧化沟工艺处理屠宰废水的参数和去污效果。

表1氧化沟法处理屠宰废水的参数及效果

1.1.4 生物滤池

好氧生物膜法主要用于去除污水中的溶解性有机污染物。生物膜法在小型生物处理系统中具有节能、抗冲击、维护少、管理简单等优点。更多的研究和应用是生物滤池、生物转台等。生物滤池是屠宰废水最基本的处理方法之一,具有耐冲击、效果稳定、二级串联运行的特点。由于屠宰废水中蛋白质含量高,微生物数量多,容易堵塞滤池,因此需要在滤池前设置其他预处理设施。

1.1.5水解酸化-好氧生物处理

为了提高好氧生物处理效果,缩短废水停留时间,减少反应池体积,研究人员在好氧生物处理前加入酸化处理,开展酸化 - 好氧生物处理。处理。酸化过程将动物复合物大分子有机物降解为小分子溶解有机物和有机酸,为后续好氧反应器提供高质量的底物,提高整个处理系统的抗冲击负荷和稳定性;蒸煮器中的固体降解过程实现了污水酸化和污泥消化的集中处理,污泥产量低。

对酸化SBR工艺的研究表明,在保证处理效果的前提下,该工艺总投资、占地面积和能耗比传统活性污泥工艺降低20%-30%,处理成本比传统活性污泥工艺降低50%以上(见表2)。兼氧AB工艺在屠宰废水低温处理中的应用也取得了良好的处理效果,主要污染物去除率达到90%以上。

表2屠宰废水SBR处理和工业装置全过程运行的平均结果[2]

注:工艺参数:酸化池LV为4.8kg COD/m3·d-1,SBR水力停留时间为4.0h,SBR容积为1.25 kg,COD/m3·d-1T为6h,水温为25℃。操作条件与实验条件相近。括号中的数字是计算值,运营成本(包括用于再利用的水收入)为0。1元/立方米。

1.2、厌氧生物处理

一般来说,CODCr浓度的厌氧生物处理优于中浓度和高浓度工业废水超过1,000 mg / l。一些研究表明,使用CODCr浓度低于1,000 mg / l的废水进行厌氧处理是完全可行的。与好氧处理相比,厌氧处理可以恢复生物能源,无能耗或低能耗,高容量负荷和低环境要求;剩余污泥产量仅为好氧系统的1 / 10~1 / 6且非常稳定;低投资成本,简单的管理和广泛的应用潜力。

1.2.1一般厌氧消化池

普通厌氧消化池是美国和澳大利亚处理屠宰废水最常用的方法之一。厌氧消化池处理屠宰废水具有成本低、操作维护简单、有机物去除率高等优点,但反应速度慢、水力停留时间长、占地面积大、温度高。其效率将大大降低到21℃以下。一旦大型厌氧消化系统因低温而瘫痪,就很难恢复。因此,普通厌氧消化工艺不适合土地紧张或多年生低温选择。

1.2.2(ASBR)厌氧序批活性污泥系统

与其他厌氧处理工艺相比,ASBR具有无需脱气和回流设备,有机物和SS去除率高的优点,被认为是屠宰废水处理中的一种有前景的工艺。在消化ASBR期间产生的生物气体可用于系统搅拌或用作处理过程的能源。研究表明,ASBR处理屠宰废水的适宜条件为:间歇搅拌,温度25~35℃,反应时间24h,污泥负荷0.2~0.5kg /(kgMLSS.d)。在这些条件下,CODCr和SS的去除率分别达到98%和91%。

1.2.3高效厌氧反应器

近年来,随着对高效厌氧生物反应器的深入研究,高效厌氧生物反应器处理屠宰废水已成为一个热点。通过强化传质,提高污泥浓度,高效厌氧反应器在很短的时间内取得了良好的去除效果。与传统厌氧消化器相比,高效厌氧反应器具有负荷大、水力停留时间短、占地面积小等优点。国内外高效厌氧反应器处理屠宰废水的方法主要有上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧滤池(AF)、厌氧流化床(AFB)、厌氧折流板反应器(ABR)、厌氧固定膜反应器(FAR)。内循环反应器(IC)等。

UASB反应器以其结构紧凑、结构简单、无搅拌填料载体、高负荷容量等优点而备受青睐。试验表明,UASB是一种非常有效的处理屠宰废水的方法。当负荷为13~30 kgCODCr/m3.d时,CODCr去除率为7590%。然而,UASB存在着污泥流失、颗粒污泥形成、系统启动等问题。为了解决这些问题,研究人员继续采用新的方案来提高UASB的性能。采用UASB和AF串联处理屠宰废水,使反应器同时具有UASB和AF的特点。利用AF保持生物质和承受冲击负荷的优点,降低了UASB三相分离器固液分离的要求,提高了系统抗有机负荷、水力负荷和温度变化的能力。CODCr的去除率从0.5gVSS.L-1提高到5gVSS.L-1,提高到90.2n.93.4。通过使用一种新型高效三相分离器,达到了提高UASB负载冲击性能和处理效果的目的。当有机负荷为20~25 kgCOD/m3.d时,CODCr的去除率可达80%和90%,但AF易堵塞,必须定期清洗。该系统采用波纹管填料处理屠宰废水。即使是高浓度废水也不易堵塞,对间歇运行的适应性优于UASB,有机负荷为8kgCOD/m3.d。IC反应器是近20年发展起来的高效厌氧反应器,CODCr去除率可达85~95%。采用IC工艺对屠宰废水中总磷的去除率分别达到53.8%和80.3%。BOD 5的去除率为97.6%,SS的去除率为78%。

1.2.4厌氧生物的预处理

屠宰废水中含有大量的SS和油脂,如果不直接进入厌氧系统,将大大降低厌氧反应和甲烷生成的速度,进入UASB也会造成污泥漂浮和流失。因此,在进入厌氧系统前,去除屠宰废水中的SS和油脂是必要和有效的,最常用的方法是气浮。采用加压气浮作为UASB前处理装置。结果表明,气浮法可去除50%的原水中的污染物,气浮后厌氧处理的反应速率和产甲烷量均高于未经处理的原水。

厌氧处理的局限性在于出水中的NH3-N和硫化物仍较多,且无脱氮能力。有时出水BOD 5较高,需要进一步处理。

2自然生态处理

自然生态处理是一种在自然条件下通过环境生物处理净化废水的方法。稳定塘、土地处理和人工湿地是目前研究和应用最广泛的研究和应用热点。它们的共同特点是能耗低、管理简单、运行成本低,可以实现多种生态系统的结合,有利于废水的综合利用。

2.1 稳定塘工艺

屠宰废水必须在进入氧化池之前进行预处理。如果用沉淀池处理后再通过厌氧过滤器降解,则进入氧化池系统,可以实现氧化池的处理效果,否则可以达到悬浮物和有机物的浓度。太高,氧化池的处理效果不理想。通常,CODCr在氧化池正常运行条件下的有效临界点为262.6 mg / l。一旦氧化池中植物的损害超过临界点,净化效果就越小。

采用厌氧池、兼性池和好氧池串联系统处理屠宰废水,在建设和运行上是最经济的,处理效果令人满意、可靠。当它开始运行时,除了一些气味外,不会有任何问题。

2.2 土地处理

美国主要采用喷灌法处理屠宰废水。该系统的优点是简单、成本低,但操作不当会造成地表水和地下水的污染,过多的脂肪会导致土壤堵塞。因此,该方法对废水预处理有很高的要求。

2.3 人工湿地处理

人工湿地是在湿地生态系统中,通过物理、化学和生物的协同作用来处理废水。它具有投资少、效果好、操作和维护方便等特点,约占同容量污水处理厂建设成本的五分之一。然而,其土地面积约为传统污水处理厂的5~10倍。人工湿地单独处理屠宰废水难以达到标准要求。将物理化学预处理和生物预处理相结合,不仅可以节省投资,而且可以降低运行成本。

3化学处理

3.1化学絮凝处理

长期处理屠宰废水的方法主要是生物处理。在北方地区的冬季,由于温度较低,细菌繁殖较慢,且处理效果极难满足要求。为了解决这个问题,研究人员探索了一种通过化学絮凝处理屠宰废水的新方法。通过添加一定浓度的化学试剂,促进各种污水颗粒的沉淀,胶体的不稳定,以及一定的溶解污染物也具有一定的去除能力,它可以在短时间内减少污染负荷。它的优点是:

该方法工艺简单,一次性投资成本比常规生化法低得多,易于上船,见效快。其优点是操作简单,反应时间短,占地面积小,处理成本低。混凝剂具有原料广泛、成本低、废物处理等优点,效果显著。处理效果受温度影响较小,处理效果稳定。为了适应水量和水质的波动,可根据不同的供水量调整药剂用量,同时去除臭味。可适应不同的处理规模,可与生物处理结合使用。

3.2 工艺运行与药剂

气浮沉降装置处理屠宰废水时,常采用化学絮凝。在屠宰废水气浮装置运行中加入混凝剂,CODCr去除率可达32%~90%。一些研究人员在絮凝后采用电浮选代替溶解气浮,既提高了浮选效率,又直接氧化了电解过程中的某些有机物,降低了絮凝剂的用量,但普通电浮选法能耗大。如果使用脉冲电流,可以大大降低功耗。

近年来,人们一直在寻找廉价有效的混凝剂来处理屠宰废水。研究表明,PFS对屠宰废水CODCr的去除率最高。试验了5种混凝剂对屠宰废水的处理效果,结果与表3相似。

表3不同混凝剂对屠宰废水处理的影响

混凝剂与助凝剂的组合可达到较好的治疗效果。以硫酸铁为混凝剂,采用五种助凝剂处理屠宰废水。采用几种助凝剂对悬浮物的去除率均在95%以上。其中阴离子聚丙烯酰胺作为助凝剂,悬浮物去除率高达99%。无机复盐高分子絮凝剂和天然微生物絮凝剂的应用可以降低药剂用量,特别是天然絮凝剂对环境非常友好,将是今后药剂发展的方向。

3.3化学处理的限制

化学絮凝处理屠宰废水的局限性在于化学絮凝用量大,虽然对水中悬浮物和胶体有明显的处理效果,但除磷效果较好。但屠宰废水中可溶性有机物(如醇、糖、酸)的处理效果较差。污泥是一种富含金属离子的化学污泥,既不能用作动物饲料,也不能用于农田堆肥或灌装。好氧法产生的剩余污泥较难处理。此外,是否向水中添加大量化学品将对环境产生影响。

这种处理方法基本上是污染物形式的变化,并没有达到污染物的减少和无害,并且很可能造成二次污染。

4工艺的组合应用

在屠宰废水处理过程中,好氧处理、厌氧处理和化学絮凝处理各有优缺点。作者认为,生物处理可直接用于低浓度(CODcr<1000 mg/L)屠宰废水的处理,在保证处理水质的前提下,缩短处理流程,节约基建成本;在高浓度屠宰废水的处理中,可直接用于低浓度(CODcr<1000 mg/L)屠宰废水的处理。开(CODcr>1000 mg/l)。在屠宰废水处理过程中,多个工艺的结合可以保证废水处理达标。例如,水解好氧生物处理工艺投资仅为同规模活性污泥工艺投资的70%,占地面积减少20%,处理成本降低42%。我国采用的组合工艺有酸化SBR工艺、酸化AB工艺、酸化生物接触氧化工艺、UASB-AF工艺、厌氧过滤工艺、射流曝气生物接触氧化工艺、厌氧池兼性池-好氧池工艺、兼性AB工艺、化学混凝-生物接触氧化工艺。地质处理工艺等。处理工艺的优化组合,有利于提高各种工艺的优点,避免各种工艺的缺点,节约处理成本,保证出水水质。

5结束语

屠宰废水处理有自然生态处理、生物处理和化学处理等多种工艺,都有其优点和局限性。根据进水水质特点、处理和排放要求,综合考虑经济、管理因素,选择最佳处理工艺,并注意不同工艺的结合。如采用厌氧、好氧、自然生态处理,既能保证出水水质,又能节约能源,降低运行成本。目前,我国屠宰废水处理以小型污水处理站为主。目前,在环境保护投资较少的情况下,屠宰废水处理结构应朝着高效、节能、集约化、规模化、易管理的方向发展,以降低处理成本。同时,环境保护部门要加强对屠宰场污水处理站的监督管理,确保污水处理站的正常运行。

屠宰废水处理技术与应用

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