屠宰废水处理技术的现状及进展.docx

1、屠宰废水处理技术的现状及进展屠宰废水处理技术的现状及进展我国大部分城市已基本上实现了禽畜的定点集中屠宰， 同时随着人们生活水平的不断提高， 屠宰场的规模也在不断扩大， 屠宰废水的排放量越来越大，而环保部门要求具有一定规模的屠宰场都必须建立专门的废水处理站。一般屠宰废水的水质具有以下特点：屠宰废水一般呈红褐色，有难闻的腥臭味 , 其中含有大量的血污、油脂质、毛、肉屑、骨屑、内脏杂物、未消化的食物、粪便等污物，固体悬浮物含量高。屠宰废水有机物含量高， 可生化性好其中高浓度有机质不易降解，处理难度较大，宰废水中的营养物主要是氮、磷，其中氮主要以有机物或铵盐形式存在，而磷主要以磷酸盐的形式存在。以下就

2、近年来国内外屠宰废水处理的研究成果进行分析和评论。1化学法常用于处理屠宰废水的化学法主要有水解、 混凝沉淀等，此法一般作为废水的预处理，也可作为废水的最终处理。1.1 碱性水解和酶水解该法使用碱性物质或酶水解以减少废水中的脂肪颗粒， 常作为屠宰废水的预处理。通常采用石灰、 NaOH、脂脂肪酶、细菌酶等，其中石灰经济实用但是会产生大量的废渣；用 NaOH进行预处理时，控制NaOH的质量浓度在 150-300mgL 范围内，可使平均脂肪颗粒降到处理前脂肪颗粒 (Din ) 的 73 7；用胰脂肪酶进行预处理效果最佳，胰脂肪酶 PL-250 可使脂肪颗粒粒径最大降到处理前废水中脂肪颗粒的 60 3，

3、而且胰脂肪酶更适用于水解牛刚 S 肪；用细菌酶处理，细菌酶的使用量较多时才能达到明显的水解效果 1 。但是用碱性水解处理屠宰废水会导致废水的 pH值出现波动，难以控制，使后续生物氧化法等工艺不易正常运行。1.2 混凝处理常用的混凝剂有铝盐、 铁盐等，其中聚合硫酸铁混凝处理屠宰废水效果较好 2 ，为减少铝盐的使用量，也可用聚合氯化铝 (PAC)和聚乙烯铵混合作为混凝剂 3 。在聚合硫酸铁的合成中，加入任意比例的铝盐和一定比例的硅酸盐， 以及少量的聚丙烯酰胺生成一种新混凝剂CPFA-CS此复合无机高分子混凝剂具有较宽的 pH 值和温度适用范围，用它作为混凝剂处理屠宰废水， CODcr，和色度去除串

4、分别可达75和 95以上，一次混凝处理即可达到或接近废水综合排放标准4。单纯的混凝处理存在一个明显的问题就是屠宰工序中产生的血水难以除去，并且同时产生大量的污泥和废渣。 所以如果在使用混凝剂处理前先对屠宰废水进行适当变性处理， 再采用硫酸亚铁和氧化钙复合混凝剂处理，出水 CODcr，的质量浓度可以降到 197.4mg/L，有较好的处理效果 5 , 且此法简便、高效，有较好的环境效益，但是该法处理的废水限于 CODcr，的质量浓度小于 1000mgL 的废水。混凝法处理废水处理成本低， 低温下具有较好的处理效果， 此法多用于处理浓度较低的废水 , 或作为高浓度废水预处理，以降低后续的生物处理的负

5、荷。2生物法据屠宰废水水质特点知其具有较好的可生化性，且在有机物含量、有机元素种类和 pH值等方面都较适合于采用生物法进行处理6 。因此目前在屠宰废水处理技术的选择上 生物法是经济有效的处理方法。2.1 好氧生物处理法传统的活性污泥法 CODcr去除率一般为 80%左右， BOD5为 907 ，处理后的废水一般难以达到废水综合排放标准， 而采用序批间歇活性污泥法 ( 简称 SBR法) 可大大突破这一界限。 SBR法用于宰鸡厂废水处理， CODcr 去除率可达到 95%以上 7 。屠宰厂的废水经预沉池、厌氧、SBR反应等工艺处理后，出水水质可优于（ GB8978-1996)一级排放标准8 。在

6、SBR法的基础进行改造后出现了二段 SBR法，其特点是系统设两段 SBR池串联，分别培养出适宜于不同有机物的专性菌， 从而使不同种类的有机物在不同的生化条件下都得到充分降解。 该法对水质水量的变化适应能力强， 运行灵活，抗冲击能力强，出水的水质稳定，易实现自动化控制 9 。SBR法处理屠宰废水是一种较为经济有效的方法，但由于屠宰废水含有大量的油脂、血水，碳氮比和碳磷比大，氮、磷相对不足，此时易产生油性泡沫而使污泥松散和指数增高， 易出现高粘性膨胀而导致污泥流失问题；为获得较高的脱氮效果， SBR工艺必须设有搅拌装置，且不可避免存在污泥上浮现象；另外该方法对油、 SS、色度的去除效果并不理想，必

7、须辅以一定的前、后处理工序 10 ，因此气浮除油脂成为 SBR法处理屠宰废水时所必须的处理单元； 废水经过 SBR法处理后，其中氨氮含量仍然很高， 必要时可在该工序后辅以化学方法除去。2.2 生物膜法序批式生物膜法具有良好的反硝化脱氮功能， 水力条件好，抗冲击负荷强，生物浓度高，可适合世代时间较长的消化菌生长。在相同运行条件下，生物膜系统处理效果优于活性污泥系统，其 CODcr，BOD510-11和油脂去除率分别可达 97%，99%和 82 ，出水水质可达废水综合排放二级标准。 达到相同的污染物去除率时， 生物膜系统的运行管理更方便，且克服了活性污泥系统存在的一些问题，例如，该方法不会存在污泥

8、流失问题， 不需要设置搅拌装置即可达到脱氮效果， 且不10故要设除油脂池和滤柱 。采用好氧生物处理有机废水，需要足够的供氧量，但是传统的供氧方式难以满足较高浓度的有机废水对氧的需求。 20 世纪 80 年代国外学者在总结深井曝气和生物接触氧化法各自的忧缺点的基础上，开发了压力生物接触氧化法。此法通过提高反应器 ( 压力生物器，配有空压机等压力装置 ) 内的压力，加快了氧的转移速率，适合处理中浓度有机废水 12 。此法具有反应速度快，占地面积小，基建费用低，运行管理方便及出水水质稳定等优点。采用规模为 25L 的深井曝气设备对屠宰废水进行处理，结果表明在最佳操作条件下曝气 8h，CODcr,BO

9、D5,悬浮物，动植物油平均去除率分别可达 82-83 ， 81.09 ，85.2 ， 94.54 。处理费用3估算仅 0.15 元 m，能耗较普通活性污泥法节约 40 50，占地节省 50，处理费用节省 50以上，是一种高效低能耗处理屠宰废水的较佳方法 13 。在废水水温较高，气候温和的环境下，采用喜温好氧处理屠宰废水效果较好运行温度维持在 52时， CODcr去除率达93以上 14。3厌氧生物处理厌氧生物处理法主要用于处理高浓度有机废水 在屠宰废水的处理中使用很多种改进了的厌氧法， 针对屠宰废水的各种处理工艺的特点、处理对象特点，各种厌氧法的处理效果和优缺点如下表 1。表 1 各种厌氧生物处

10、理的比较有机负荷 /COD去工艺名称优缺点-3-1）除率 /%（kgCOD mdcr间歇操作简单，但厌氧固定膜反885-95 当有机负荷率过应器 15大时，去除效果不很理想水力停留时间对厌氧序批式反34016系统性能影响较应器（ ASBR)大膨胀颗粒污泥污泥中不会发生床（ EGSB)反应1567脂肪堆积的现象器17升流式厌氧污CODcr 去除率高，但单个 UASB处理达泥床 (UASB)反1-590应器 18不到屠宰废水排放标准厌氧滤池2-380-85耐冲击负荷，但比（AF)19USBR处理效果差双 UASB回流反1.877-82处理效果较好应器 20与好氧法相比，厌氧法在获得同样高的 BOD

11、5去除宰条件下具有成本低，产生的淤泥少、稳定、易脱水，占地面积小，操作方便，且产生的甲烷可作为燃料再利用的优点。但常用的 UASB，AF，ASBR等高效厌氧反应器受废水中悬浮固体及其油脂、 脂肪浓度的影响较大。 如果废水中含有的氨氮浓度较高， 或者厌氧分解有机物过程产生的氨氮较多，使得水质达不到排放标准，就必须采用如下叙述的组合工艺。2 。该工艺处理中浓度废4组合工艺处理为了既获得更好的处理效果， 又可以降低处理成本， 屠宰废水的处理往往采用多种方法相结合的工艺。下面叙述几种典型的组合工艺。加压生物接触氧化混凝沉淀组合工艺， 该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

12、300kPa，进水(CODcr ) 约为 11001700mgL， (BOD5) 约为 600900mgL，BOD5容积负荷 ( 以 BOD5计) 平均 7.6k/g(m 3d) ，出水先经过加压生物接触氧化处理后，提高废水中的溶解氧和有机物的降解速率，再经混凝沉淀后可达到现有企业的二级排放标准水效率较高，但处理成本高，难于维护与管理。二段高速上流式厌氧污泥床 (UASB)法和溶解空气浮选升流式厌氧污泥床 (DAF-UASB)法是在单个 UASB法上的改进工艺，适合处理含高浓度悬浮固体、 脂肪颗粒和油脂的屠宰废水。 二段高速上流式厌氧污泥床 (UASB)法的第一阶段为使用蕈凝剂淤泥的 UASB

13、(即 UASBf) 反应器，可以去除脂肪颗粒、油脂等不溶解的 CODcr, 第二阶段为使用粒状淤泥的 UASB(即 UASBa)反应器，去除溶解性的 CODcr，此法 CODcr，去除率可达 90以上。水解酸化生物吸附再生接触氧化工艺， 该工艺特别适合于处理高浓度、水质水量变化较大的废水。在进水 (CODcr ) 为 1500 4000mgL 的条件下， CODcr 去除率可达 95以上，该法采用 AB两段组合工艺， A 段负荷高，污泥絮体具有较强的吸附能力和良好的沉降性能，抗冲击负荷能力很强， 对有毒物质的影响具有很大的缓冲作用，但是污泥量较高，需采取相应的污泥处理措施， B 段二沉池出水中

14、的少量难沉降的脱落生物膜通过气浮处理进一步去除， 以提高出水水质12。CAF涡凹气浮 -SBR法采用机械格栅去除了大部分固体污染物，避免了大块固体颗粒影响气浮、 曝气工艺，大大降低了后续工艺的处理负荷，然后机械过滤把关，保证了出水稳定达标，再经过气浮池和SBR塔。该工艺综合了 CAF和 SBR的优点，CAF气浮系统操作弹性大，抗冲击负荷能力强，出水稳定，对于污染物浓度较小的原水，仅采用CAF系统即可满足水质的排放要求，可以在一定时间内运行 SBR塔，节省运行维护费用，采用该工艺处理的废水 CODcr 去除率达 80-90 22。升流式厌氧污泥床过滤器 (UASBAF)序批式活性污泥法 (SBR

15、) 工艺，该工艺是适用于水质波动较大、蛋白质含量高的废水处理。其中升流式厌氧污泥过滤器是将升流式厌氧污泥床 (UASB)和厌氧滤池 (AF) 组合为一体的反应器， 适应于间歇进水的屠宰废水， 容积负荷 ( 以CODcr 计) 为 0.114 0346kg(m3d) ；而 SBR为序批式活性污泥法，在同一池内按进水、反应、沉淀、排水分阶段周期进行，耐水量水质冲击负荷。 SBR非常适应于屠宰废水每天有规律地间歇排放的特点。有机物先经过 UASBAF厌氧消化后，分解生成的氨氮经过 SBR后去除率达 68.6 23 。该工艺具有工艺流程简单、耐冲击负荷、运行管理简便、工程造价省和运行费用低等特点， 适

16、合于小型肉类加工厂的屠宰废水处理工程。5屠宰废水处理技术的应用分析考虑屠宰废水水质特点， 对比各种处理方法的优缺点， 得出目前屠宰废水最经济有效的处理技术为： 以生物法为主，辅助必要的物理、化学等方法作预处理。 例如以采用生物处理法为主体的二级 SBR法工艺路线处理效果较好。在北方地区，尤其是经济不发达的北方地区，考虑到气温低，占地要求小，运行费用要求低等因素，深井曝气法为首选方法。 厌氧生物处理成本低， 但不能较好地去除氨氮， 故对于出水水质要求较高的情况下， 通常经过厌氧处理后， 还需进行好氧处理或采用化学法去除氨氮才能达到水质排放要求。 好氧法不仅可以获得很高的 CODcr 去除率，而且

17、还可以去除氮、磷，但成本很高，所以对于高浓度屠宰废水，通常首先经厌氧生物法处理，然后使用好氧法处理，综合使用厌氧和好氧生物法的优点，可以获得高 CODcr 去除率，同时去除氮、磷，还降低成本。采用生物法处理屠宰废水可考虑回收利用问题。 活性污泥经过一定处理后，可作为动物饲料用 24 ，还可回收屠宰废水中的蛋白质和脂肪，产品可用作动物饲料， 还可以生产沼气和无害肥。 达到开发能源，变废为宝，又促进农业养殖业发展的目的， 是一项具有生态平衡良性循环的可持续发展工程。 屠宰废水的治理经验对于城市和养殖业粪便污染的治理有着较好的参考价值。屠宰废水的处理宁波某食品公司主要以宰猪、牛为主，日宰猪最多 10

18、0 头，宰牛10头。宰猪与宰牛的工艺差不多，都经过放血、开膛分解、内脏清洗等工艺，只是牛需要剥皮，而猪却要去毛，并且，宰牛会产生更多的内脏污染物。屠宰过程中排放的废水含有大量的血污、油脂、毛。内脏杂物、未消化的食物及粪便等污染物， 并带有令人不适的血红色及血腥味，而且还含有大肠菌。粪便链球菌等危害人体健康的致病菌。这些废水具有浓度变化大， 有机物含量高等特点， 直接排入环境将严重污染水体。1废水来源废水来源于屠宰车间，主要包括（ 1）屠宰前冲洗牲畜的废水；（2）烫毛、清洗胴体废水；（ 3）清洗内脏废水；（ 4）冲洗车间地面、器具废水；（ 5）冲洗圈栏废水。屠宰过程排放的废水中血污染最为严重，通

19、常放出的血均回收利用，既减少处理负荷又增加收入。2水量、水质屠宰过程中废水往往集中在短时间内排放，水量波动较大。宰 1 头牛一般产生 1t 污水，1 头猪产生 0.4t 污水。废水日排放量为 50t 。废水水质见表 1。出水水质执行污水综合排放标准 （GB89781996）中一级排放标准（新扩改），见表 2。表 1废水的水质项-1-1-1油类pH)CODcr/(mg.L ) BOD/(mg.L) SS/(mg.L5/(mg.L -1 )目宰6.9-7.1 900-2200500-1200800-100025-50猪宰6.9-7.1 1700-5000950-26001500-250020-45

20、牛混6.9-7.1 1060-2760590-1480940-130024-49合表 2 出水水质油类项目 pH CODcr/(mg.L-1 ) BOD5/(mg.L -1 ) SS/(mg.L -1 )/(mg.L -1 )浓度 6-9 100 30 70 203处理工艺流程该废水可生化性较好， 故采用生化法为主的处理方法， 处理工艺流程如图 1 所示。废水经格栅筛网去除较大悬浮固体和毛发等杂质后， 直接进入初沉池，初沉池兼作调节池均化水质 水量，同时将废水中不溶性固体如未消化食物和粪便等沉下。 沉淀地出水流入厌氧水解池， 在厌氧菌胞外酶的作用下， 将大分子有机物水解酸化变成小分子， 将大部

21、分不溶性有机物降解为溶解性物质。然后泵入 SBR反应池， SBR反应池水位到设定液位后进行射流曝气，使废水与活性污泥充分混合， 曝气结束待泥沉下后， 上清液排放， 2 只 SBR反应池，交替运行。污泥积存到一定水位时，将泥排至污泥池。SBR生物反应器采用分步控制生化处理过程。 以进气。曝气反应、沉降、出水和静置等 5 个阶段为一个运行周期， 给系列化处理提供最佳条件。 SBR生化系统具有完全混合特点的推流式反应器，又是一个理想状态的二沉池，此外， SBR系统污泥沉降性能较好，污泥增殖和产泥量均较小。特别适用于生化性好且水量不大的废水。4主要构筑物及设备初沉池：尺寸为 4.0m3.5m4.5m，

22、有效容积 60m3，停留时间为 24h。经初沉后对减轻后处理负荷及防止填料堵塞起到关键作用。厌氧池：尺寸为 28.0m4.0m4.5m，有效容积 480m3，内置生物填料，填料接触时间为 4d。SBR反应池：有效容积 200m3，设 2 只，交替使用，每只尺寸为 4.5m4.5m5.5m3。内设射流曝气器进行曝气，每池设 4 只射流器，循环泵型号 IS150125250A。污泥池：有效容积 30m3。5处理效果及分析屠宰废水经初沉、厌氧水解、 SBR生化处理后，污水中的污染物指标均达到国家排放标准。经环保部门监测，其结果见表 3。表 3处理后分析结果项油类-15-1-1)pH CODcr/(m

23、g.L) BOD/(mg.L) SS/(mg.L目/(mg.L -1 )最大 7.1 2552133898241.8值治理最设小 6.9 125564594125.6施值进口平 1905 992 961 33.7均值最大 7.09228629.3值治理最设小 6.97921417.1施值出口平均8325518.2值平均去94.897.394.775.6除率/%6运行成本与造价运行成本主要由电费、人工费、维修费、折旧费组成。电费：正常运转电机功率为 20.5kw，1 天开 6h，电费单价为0.50 元度，则电耗费用 1.02 元 /t 。人工费： 操作人员 1 人，每人月工资 550 元，则人工费用 0.30元/t 。维修费：按总投资年维修费率 1.0 计，则维修费为 0.05 元/t 。折旧费：按总投资年折旧率 3.6 （其中折旧率 2.1 ，大修率 1.5 ）计，折旧费为 0.18 元/t 。运行成本： 1.02+0.30+0.05+0.18 1.55 元/t 。