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肉類加工廢水處理

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肉類加工廢水處理工藝

1 工程概況

山西某肉類加工廠主營畜禽屠宰加工和熟肉生產加工業務,廢水主要來自豬、雞、鴨等畜禽屠宰車間、分割肉加工車間、肉製品加工車間和圈舍等。廢水中主要含有血液、油脂、碎肉、畜毛和糞便等汙染物,屬高濃度有機廢水。該廢水呈褐紅色,具有較濃的腥臭味。廢水排放量為2 000 m3/d。設計出水水質要求同時達到《肉類加工工業水汙染物排放標準》(GB 13457—92) 的一級排放標準及《汙水綜合排放標準》(GB 8978—1996) 的一級排放標準,處理難度較大。

設計進、出水水質見表1。

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2 工藝設計及主要構築物

廢水處理工藝流程見圖1。

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 圖1 廢水處理工藝流程

Fig.1 Flow chart of wastewater treatment process

首先通過隔油沉澱池來收集、清除廢水中的油脂,這樣不僅可以降低進水負荷,確保達標排放,還可以產生可觀的經濟效益。鑒於屠宰車間水質水量變化大,為保證生物處理設施進水水質水量均衡,設置了均衡調節池,采用預曝氣使廢水中微小顆粒物質相互碰撞、粘結,產生絮凝作用,有利於沉澱分離,同時可將廢水中H2 S等有害氣體吹脫。氣浮法能有效地去除廢水中呈乳化狀態的油,同時去除由油類物質引起的COD。采用計量泵投加PAC 與PAM,以提高氣浮效果。為提高廢水的BOD5/COD值而設置了水解酸化池,其作用在於使結構複雜的不溶性或溶解性的高分子有機物經過水解和產酸,轉化為簡單的低分子有機物,改善廢水的可生化性,並提高生化係統的耐衝擊負荷能力。


生化係統采用A2/O + MBR 組合工藝。A2/O工藝去除氨氮的效果已經得到廣泛認可,具有去除率高、運行穩定、成本低的特點。MBR 集膜的高效分離和生物降解於一體,是將汙水生物處理技術與膜分離技術相結合的新型汙水處理工藝。采用膜組件代替傳統活性汙泥工藝中的二沉池,可進行高效固液分離,克服了傳統工藝中出水水質欠穩定、汙泥易膨脹等不足。生物反應器內保持較高的汙泥濃度,硝化能力強,汙染物去除率高,部分混合液回流至缺氧池進行反硝化去除氨氮。MBR 池出水進入消毒池進行消毒後,可達標排放。

主要構築物尺寸及設計參數見表2。

表2 主要構築物及設計參數

Tab.2 Sizes and design parameters of structures

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3 運行效果及分析

3. 1 運行過程分析

①水解酸化

水解酸化單元采用缺氧狀態運行,溶解氧(DO)控製在0.2 ~ 0.5 mg/L。池內設有高效組合填料。

監測結果表明,水力停留時間過長會使出水VFA 濃度升高,對後續處理不利,而且酸化時間>9 h 時,水解速度開始變緩。因此,從經濟性考慮,水解酸化過程中水力停留時間宜控製在9 h 內; 另外,適當增加汙泥濃度有助於COD 的去除,但汙泥濃度不能太高,最佳MLSS 以6.5 g/L為宜。


②厭氧池

為強化傳質效果,采用攪拌方式。由於汙泥量大,沼氣上升產生的推動力不足,而利用水泵打回流的方式攪拌容易吸入空氣,造成DO 值升高,破壞厭氧微生物的生存環境,所以在池內設置潛水攪拌機。

控製池內氧化還原電位(ORP) 值<-250 mV。


③缺氧池

缺氧池內設軟性組合填料,安裝間距為150 mm× 150 mm,填料支架為槽鋼,采用螺紋鋼製作,安裝高度距底部1.2 m,上部距液麵0.3 m。池內設潛水攪拌機。由於MBR 池內混合液回流帶來硝態氮,需控製池內ORP 值<-100 mV。


④ MBR 池

MBR 工藝采用平板膜組件。膜組件在蠕動泵抽吸作用下間歇出水,膜單元的曝氣裝置置於膜片下方。MBR 池內安裝穿孔曝氣管,采用鼓風機曝氣,設置變頻器實現曝氣量的實時調整。平板膜組件在安裝過程中將加藥管路與抽吸管連接,定期進行在線藥洗即可滿足正常使用的要求。另外,間歇式抽停方式可有效減緩膜汙染,由PLC 自動控製係統調節。當抽停時間分別為12、4 min 時,係統能保持膜過濾性能的穩定。


3. 2 運行效果

調試運行結束後,出水水質基本穩定,各項汙染物指標均達到排放標準,具體處理效果見表3 (連續5 d 監測結果平均值) 。

表3 各單元的處理效果(5 d 平均值)

Tab.3 Treatment effects of each unit (5 day average)  mg·L-1

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由表3 可見,總排汙口平均出水COD、BOD5、SS、氨氮、動植物油分別低於30、10、20、5、10 mg/L,優於設計指標,同時達到《肉類加工工業水汙染物排放標準》(GB 13457—92) 一級標準及《汙水綜合排放標準》(GB 8978—1996) 一級標準。


4 經濟分析

本工程總投資為678.46 萬元,其中設備費用為479.98 萬元,土建費用為110.75 萬元,其他費用(設計、安裝、調試等) 為87.73 萬元。工程總裝機功率為255.18 kW,總運行功率為145.3 kW。電價按0.6 元/(kW·h) 計,則電費為1.02 元/m3 ; 人員編製為6 人,平均工資為2 000 元/(月·人),則人工費為0.2 元/m3。藥劑費(PAC、PAM、消毒劑等)約為0.62 元/m3。運行費用合計1.84 元/m3 (不含設備折舊) 。


本工程運行後,出水水質良好且穩定,可以直接回用。工程運行後每年COD 減排量約2 467 t,BOD5減排量約1 237 t,SS 減排量約1 235 t,氨氮減排量約76 t,動植物油減排量約69 t,大大減輕了水體汙染,為企業的可持續發展提供了堅實保障。


5 結論

采用水解酸化-A2/O-MBR 工藝處理肉類加工廢水,處理規模為2 000 m3/d。工程運行結果表明,該工藝處理效率高,最終出水COD、BOD5、SS、氨氮、動植物油分別低於30、10、20、5、10 mg/L,同時達到《肉類加工工業水汙染物排放標準》(GB13457—92) 一級標準和《汙水綜合排放標準》(GB8978—1996) 一級標準,處理後的水質良好且穩定,可以直接回用。該工藝自動化程度高,操作簡單,管理方便,並適合在北方地區的冬季正常運行。


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