某屠宰厂污水处理工艺设计

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1 绪论

古人云：民以食为天。而肉质品是人民群众食物的重要构成部分，对于肉制品的制作与加工来说是离不开屠宰业的。然而对猪、牛、羊这类提供肉制品来源的动物进行宰杀与加工往往会产生大量的污水，这就是屠宰废水。它是我们国家最大的有机污染污来源之一[3]。我们国家的屠宰业主要采用的屠宰方式是定点集中屠宰，所以这也造成了大量屠宰污水的集中产生。由于随着我们国家国民收入的提高，人民对于肉类食品的摄入量也会显著增加，有关肉类食品加工的相关产业的规模也必然将会扩大，这也就会导致屠宰污水的排放量不断加大，对环境的污染程度也会不断加深，所以对屠宰废水的治理也就到了非治不可的程度，因此我们国家的环保有关部门就要求到：一定规模的屠宰场都必须建立和建全专门的屠宰污水处理站，禁止向自然水体及外界环境排放没有处理过的屠宰污水。一般的屠宰污水水质具有以下三大显著特性：1.屠宰污水一般多呈现红褐色，固体悬浮物的含量高。2.屠宰污水有机污染物含量高，可生化性相对其他类污水来说较好。屠宰污水中还含有大量的、不易降解的大分子有机污染物，因此处理起来的难度非常的大[4]。3.屠宰污水中还含有大量的氮和磷，其中的氮主要是以有机化合物的形式或者铵盐类无机物的形式存在着，而磷主要是以磷酸盐的这种形式存在着。

对目前的各种屠宰类污水的处理工艺以及各自的优缺点之间做比较，并针对屠宰污水含油脂类化合物高、较高的碳氮比和较高的碳磷比这些特点，就可以了解到最节约成本和效率最高的方法就是：以生物法处理的方式为主要处理方式，然后再加之于必要的化学、物理等方法。用这样的处理过程既可以达到预期处理应有的效果，有可以控制水体里的氮磷等物质，达到预防水体的富营养化的目的。

1.1 工艺比较与分析

1.1.1化学法

处理屠宰污水应用最为广泛的化学法主要为水解法与混凝沉淀法这两种方法，化学法法通常是用做污水进入污水厂之后的第一道处理方法和作为污水离开污水厂前的最后一道处理方法。

1.1.1.1碱性水解与酶水解法 本 科 毕 业 设 计 第 2 页 共 41 页

该方法是使用酸碱度呈碱性的物质，或是酶的催化作用，来减少污水中所包含的难降解的大分子长链物质。这种方法经常会被用来当做屠宰污水的预处理方法。一般都采用的石灰、NaOH、脂脂肪酶、细菌酶等化合物或有机物作为预处理的反应物。在上述反应物之中的石灰经济且实用性高，但是有一点不好就是会产生废渣；当使用NaOH来作为污水的预处理的填冲药剂时，必须要把NaOH的质量浓度保持在在150-300mg／L范围之内，只有如此方可做到，将平均脂肪颗粒粒径降到处理前所允许的脂肪颗粒粒径的73％±7％[5]；使用胰脂肪酶去进行污水预处理，其效果是最好的，尤其是胰脂肪酶PL-250，它可以使被处理后的脂肪颗粒粒径下降到处理前污水中脂肪颗粒粒径的60％±3％，而且它更适用于作为水解如牛刚S肪这一类难水解化合物的催化物；用细菌酶处理效果一般，只有细菌酶的使用量较多的情况下，才能达到较为明显的水解效果。还要补充一点就是在使用碱性水解法处理屠宰污水的时候，将会导致污水的pH值发生较大的变化，导致难以控制被处理污水的酸碱度，并危害后续的生物氧化法等工艺，使其变得不易正常的运行。

1.1.1.2混凝处理法

铝盐、铁盐等化合物经常被用做混凝剂，其中的聚合硫酸铁这一混凝剂，被用于混凝处理屠宰污水时，其处理效果相对来说比较好。在聚合硫酸铁被合成的过程中，可以在原料中添加铝盐和硅酸盐，以及少量的聚丙烯酰胺，这样做的目的是合成一种全新的混凝剂CPFA-CS[5]。这种全新的复合无机高分子混凝剂，能在较宽的pH值和温度范围中继续发挥混凝作用。如果使用这种混凝剂来作为处理屠宰污水的混凝剂，那么CODcr和色度去除率分别可达到75％以上与95％以上，有时候只需要做一次混凝处理，即可达到污水综合排放的低级标准。在用铝盐作为混凝剂时，为了减少铝盐的添加量，可使用聚合氯化铝(PAC)和聚乙烯铵混合在一块儿来作为混凝剂[6]。

然而纯粹的混凝处理存在一个非常容易被发觉到的问题，那就是屠宰牲畜时，死亡的牲畜会产生大量血水，而这一污染物是很难被除掉的，混凝处理的同时将会产生大量的污泥和废渣。所以如果在使用混凝剂处理前，最好先对屠宰污水进行适当处理，然后再使用硫酸亚铁与氧化钙复合的方式作为混凝剂来处理污水，可使出水CODcr的质量浓度至少降到197.4mg/L，因此具有良好的处理效果,概述下就是此法具有简单、效率很高、并且有较好的环境效益，但是有一个缺点就是该法仅限用于处理污水CODcr的质量浓度小于1000mg／L的污水。

因为用混凝法来处理污水，处理的运行费用较低，且寒冷的环境下也具有理想的处理本 科 毕 业 设 计 第 3 页 共 41 页

效果，所以此法多用于低温下，处理污染程度较低的污水或者作为高污染度污水的预处理方法，达到降低后续生物处理负荷的目的。

1.1.2生物法

因为屠宰污水具有较高的BOD5／COD值，并且屠宰污水在有机物的数量、有机元素的多样性以及Ph值等个个方面都具有较适合于使用生物法进行处理的特点。因此就目前而言在屠宰污水处理工艺的选择上．生物法都因其经济性是所有处理工艺中的上上之选。

1.1.2.1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90％[7]，处理后的污水一般也很难达到污水综合排放标准，然而若采用序批间歇活性污泥法(简称SBR法)就可极大地突破这一界限。SBR法若用于宰畜厂污水处理，CODcr去除率更是可以达到95%以上。屠宰厂的污水经预沉池、厌氧、SBR反应等工艺处理之后，出水的水质更是可优于（GB8978-1996)一级排放标准[5]。另外补充一点在SBR法的基础进行改造后出现的多段SBR法，它的特点是在处理系统中设多段SBR池串联，分别为不同的有机物培养出最适宜于它的专性菌，从而使污水中的不同种类的有机物可以在最适宜它降解的条件下得到最充分降解。SBR法对污水的水质及水量的变化具有较强的适应性，并且SBR工艺运行起来灵活多样，还具有较强的耐冲击负荷，平稳的出水的水质，容易进行自动化控制操作等多方特点。

SBR法虽然是一种较为经济有效的污水处理工艺，但是它也有以下缺点：

（1）由于屠宰污水的某些特性，所以会导致因容易产生大量油性泡沫，使污泥松散指数骤然升高，继而出现高粘性膨胀并诱发活性污泥流失问题。

（2）因为为了获得较高的脱氮效果，所以SBR工艺就不可避免的设有搅拌装置，也就导致了污泥上浮现象的发生。

（3）另外SBR法对油、SS、色度的去除效果也并不是很理想，所以必须辅以一定的前、后处理工序，因此气浮除油脂成为SBR法处理屠宰污水时所必须的处理单元。

（4）污水经过SBR法处理后，其中的氨氮含量仍然较高，所以必要时还要在该工序后辅以化学法除去氨氮。

1.1.2.2生物膜法

在相同运行条件下，生物膜系统处理效果是要优于活性污泥系统的，其CODcr，BOD5和油脂去除率分别可达97%，99%和82％，它的出水水质更可达到污水综合排放二级标准。本 科 毕 业 设 计 第 4 页 共 41 页

同时在达到相同的污染物去除率时，生物膜系统的运行管理相对来说较为方便，并且活性污泥系统存在的一些问题也得到了克服，例如，污泥流失问题在该方法中是不会存在的，在达到脱氮效果的同时也不需要设置搅拌装置，污泥上浮现象也不存在。序批式生物膜法是生物膜法中的较为出色的代表，其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的多方优势。但序批式生物膜法对油脂、SS、色度的去除有限，故还需要设置除油脂池和滤柱等装置，造成建设成本提高。

1.1.2.3其它的好氧处理法

在采用好氧生物法来处理有机污水时，需要为其提供足够的供氧量，但是对于传统的供氧方式来说，它根本不足以来满足较高浓度的有机污水对与氧气的需求。在上个世纪80年代的国外学者也就因此通过对深井曝气和生物接触氧化法各自的忧缺点的总结基础上，发明了压力生物接触氧化法。此法优点是具有很短地反应时间、设备和构筑物占用的土地面积小、低廉的基础建设费、简便的管理方式以及平稳的出水水质。例如：屠宰废水使用规模为25L的深井曝气设备进行处理时，最终的处理结果表明在最佳操作条件下曝气8h，CODcr,BOD5,悬浮物，动植物油平均去除率分别可达82％-83％，81.09％，85.2％，94.54％。而处理费用估算仅为0.15元／m3，可以说是相当低廉。较普通活性污泥法来说它的电力消耗也减少了40％—60％，设备和构筑物的占地面积更是节省了45％以上，运行管理费节约了50％以上。它是一种高效率、低能耗的处理屠宰污水的方法。在适宜的污水水温以及温和的气候环境下，采用喜温好氧细菌处理屠宰污水效果较好．运行温度维持在52℃时，CODcr去除率更是可达93％以上[7]。

1.1.2.4厌氧生物处理

相对于处理低浓度的有机污水来说，处理高浓度污水主要还是利用厌氧生物处理法来进行处理。由于屠宰污水的水质特点，所以在屠宰污水的处理中可使用好几种厌氧法。另外与好氧法相比来说，当厌氧法在获得同样高的BOD5去除状况下，其还具有处理费用低廉，产生的污泥量不多等显著优点。但是由于屠宰污水的某些特性，对于常用的AF，ASBR等高效厌氧反应器可产生较大的影响。所以当污水中含有的氨氮浓度也很高高，或者厌氧分解有机物过程产生的氨氮较多，就会导致出水水质达不到排放标准[4]。

现针对与几种常见的厌氧法对屠宰污水的处理效果和优缺点简要的列表1.1

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表1.1 各种厌氧生物处理的比较

工艺名称 有机负荷/（kg[CODcr]·m-3·d-1）[17] COD去除率/% 优缺点

厌氧固定膜反应器

8

85-95 间歇操作起来很方便，但是如果有机负荷率过大，则它的去除效果就很是差强人意了。

厌氧序批式反应器（ASBR) 3 40 污水在反应器里停留的时间对处理效果影响很大，时间长则处理效果良好，时间短则处理效果差强人意。

膨胀颗粒污泥床（EGSB)反应器 15 68 处理过程中产生的污泥里不会发生脂肪堆积的现象，但其对污水的处理效果在实际应用中就不太理想了。

升流式厌氧污泥床(UASB)反应器

1-5

89 对CODcr去除率高，但对于只有一个UASB来说处理效果很难达到屠宰污水排放标准

厌氧滤池（AF) 2-3 81-84 对水的冲击抵抗力很强，但与USBR相比则处理效果差强人意。

双UASB回流反应器 1.8 77-82 与单个的UASB相比处理效果较为良好，但制造运行成本就不如单个的UASB了。

综上所述，使用单一的处理方法是不足以达到经济而又不失简便的处理屠宰污水使其达到排放标准的目的，因此必须对上述的处理方法进行良好地有机组合方能达到我们经济而不失简便并达到排放要求的目的，故现在对组合处理工艺进行分析。

1.1.3组合工艺处理

为了达到既降低处理成本，又可获得更好的处理效果的目的，屠宰污水的处理过程中往往采用多种处理方法相结合的组合工艺。现在我就对几种典型的组合工艺进行陈述。