引言
屠宰加工企業(yè)的廢水主要包括飼養(yǎng)車(chē)間的待宰牲畜圈沖洗廢水,屠宰車(chē)間的牲畜淋浴廢水、燙豬池高溫水、白條清洗廢水,副產(chǎn)車(chē)間的副產(chǎn)品及頭蹄尾整理清洗廢水,分割車(chē)間的清洗廢水及清洗設(shè)備、沖洗地坪等產(chǎn)生的廢水;此外還有來(lái)自冷凍機(jī)房的冷卻水和衛(wèi)生間、浴室、食堂等處排放的生活污水。其中含有大量血污、皮毛、碎骨肉、油脂、內(nèi)臟雜物、未消化的食物以及糞便等污染物質(zhì)。該廢水一般不含重金屬,生化性較好,但CODCr、BOD5、氨氮、油脂、SS等指標(biāo)均較高,水呈紅褐色且有腥臭味,為典型的有機(jī)廢水,如不經(jīng)處理直接排放,會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響。
目前對(duì)于屠宰廢水主要采用生物法進(jìn)行處理,常見(jiàn)的主體工藝包括接觸氧化法、序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor,SBR)、周期循環(huán)活性污泥法(Cyclic Activated Sludge System,CASS)、曝氣生物濾池(Biological Aerated Filter,BAF)等。這些工藝有一個(gè)共同的特點(diǎn),就是需要曝氣設(shè)備,而曝氣風(fēng)機(jī)價(jià)格較高,且功率都較大,其能耗占到廢水處理成本的相當(dāng)大一部分。同時(shí),曝氣設(shè)備及管線(xiàn)需要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù),否則可能會(huì)由于曝氣量不足或曝氣不均而影響廢水處理效果。另外,由于屠宰廢水中油脂和SS含量較高,一般都會(huì)采用需要使用大量藥品的混凝沉淀或氣浮工藝進(jìn)行預(yù)處理,這樣進(jìn)一步增加了廢水處理成本。因此,開(kāi)發(fā)一種建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)成本低,處理效果好的屠宰廢水處理方法,無(wú)論是對(duì)于屠宰生產(chǎn)企業(yè)的良性發(fā)展,還是生態(tài)環(huán)境的保護(hù),均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
厭氧氨氧化(Anaerobic Ammonium Oxidation,ANAMMOX)工藝由是荷蘭Delft技術(shù)大學(xué)Kluyver生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室所開(kāi)發(fā),該工藝在厭氧條件下,以CO2或HCO2-為碳源,以NH4+-N為電子供體,NO2--N為電子受體,將NH4+-N直接轉(zhuǎn)化為N2,從而達(dá)到脫氮的目的。該工藝不需要氧氣和外加碳源,十分適合處理低C/N的高濃度氨氮廢水。
人工濕地是應(yīng)用天然濕地凈化功能基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種污水處理資源化生態(tài)工程新技術(shù),具有基建投資低、運(yùn)行費(fèi)用少、增加綠地面積、改善和美化生態(tài)環(huán)境、維護(hù)與管理相對(duì)簡(jiǎn)單、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。其凈化途徑包括過(guò)濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物代謝等,通過(guò)物理、化學(xué)和生物的協(xié)同作用,可有效去除廢水中的懸浮固體、有機(jī)物、氮、磷、重金屬和病源微生物。根據(jù)廢水在濕地內(nèi)部流態(tài)的不同,人工濕地可分為多種類(lèi)型,其中復(fù)合垂直流人工濕地獨(dú)特的“下行-上行”水流方式有效解決了其它類(lèi)型濕地易出現(xiàn)的“短路”現(xiàn)象,形成了下行流池好氧、上行流池部分厭氧的復(fù)合水處理結(jié)構(gòu)。同時(shí)該技術(shù)能夠充分利用基質(zhì)、植物和微生物的綜合作用,對(duì)廢水中的有機(jī)物和懸浮物有顯著的去除效率。此外,復(fù)合垂直流人工濕地獨(dú)有的流態(tài)和結(jié)構(gòu)形成了良好的硝化與反硝化功能區(qū),使得其對(duì)氨氮的去除效果要明顯優(yōu)于其它類(lèi)型的濕地。
技術(shù)方案
根據(jù)屠宰廢水的水質(zhì)特點(diǎn)和處理工藝現(xiàn)狀,提出了“隔油沉淀調(diào)節(jié)綜合池+ ANAMMOX反應(yīng)器+復(fù)合垂直流人工濕地”組合處理工藝,屠宰加工廢水經(jīng)處理后,水質(zhì)可達(dá)到《肉類(lèi)加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13457-1992)中一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求,且處理成本較低。
具體技術(shù)方案包括以下步驟:
?。?)屠宰廢水經(jīng)柵隙為3 mm的全不銹鋼結(jié)構(gòu)機(jī)械格柵過(guò)濾,機(jī)械格柵后設(shè)置集水井,集水井有效容積(以最低設(shè)計(jì)水位計(jì))不小于井中最大一臺(tái)水泵15min的出水量,且水泵每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)不大于3,水泵采用自動(dòng)液位控制。
(2)經(jīng)過(guò)機(jī)械格柵過(guò)濾的廢水經(jīng)過(guò)水泵提升進(jìn)入水力旋轉(zhuǎn)篩,進(jìn)一步去除水中的雜質(zhì),所述的水力旋轉(zhuǎn)篩的額定處理流量不小于進(jìn)水平均流量的2倍。
(3)經(jīng)過(guò)水力旋轉(zhuǎn)篩的廢水進(jìn)入隔油沉淀調(diào)節(jié)綜合池,綜合池由隔油沉淀區(qū)和調(diào)節(jié)區(qū)構(gòu)成,隔油沉淀區(qū)浮油由機(jī)械設(shè)備收集后直接外運(yùn)或排入儲(chǔ)渣池,過(guò)濾液回流入調(diào)節(jié)池,污泥由污泥泵抽至污泥濃縮池,綜合池總水力停留時(shí)間不小于16 h,其中隔油沉淀區(qū)水力停留時(shí)間不小于4 h,水平流速2-3 mm/s,表面水力負(fù)荷不大于1.0 m3/(m2·h),沉淀有效水深2 m,污泥斗容積不少于2 d污泥量,沉淀池單格長(zhǎng)寬比不小于4,長(zhǎng)深比不小于8,調(diào)節(jié)區(qū)設(shè)置曝氣系統(tǒng)和pH調(diào)節(jié)裝置,曝氣系統(tǒng)的布?xì)夤懿捎么┛坠苄问?,間歇曝氣,pH調(diào)節(jié)裝置將pH值控制在6.5-7.5的范圍內(nèi),使廢水中的氨氮在亞硝化自養(yǎng)菌作用下部分轉(zhuǎn)化為后續(xù)厭氧氨氧化反應(yīng)所需的NO2--N,曝氣時(shí)DO濃度控制在0.7-1.3 mg/L,調(diào)節(jié)區(qū)出水NO2--N與NH4+-N的質(zhì)量濃度比值控制在0.8-1.2。
(4)綜合池出水進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器,厭氧氨氧化微生物菌群在厭氧條件下,以CO2或HCO2-為碳源,以NH4+-N為電子供體,NO2--N為電子受體,將NH4+-N和NO2--N轉(zhuǎn)化為N2,從而達(dá)到脫氮的目的。
?。?)厭氧氨氧化反應(yīng)器出水進(jìn)入中間沉淀池,中間沉淀池采用豎流式沉淀池形式,表面負(fù)荷不大于0.8 m3/(m2·h),進(jìn)一步去除SS,防止由于SS過(guò)高造成人工濕地的堵塞,污泥回流至厭氧氨氧化反應(yīng)器。
?。?)中間沉淀池出水進(jìn)入復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng),在濕地基質(zhì)、微生物和植物的共同作用下,進(jìn)一步降解和去除廢水中的有機(jī)物、氨氮和SS污染物質(zhì)。
?。?)人工濕地出水進(jìn)入消毒池,經(jīng)二氧化氯消毒后排放。
本處理工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)本發(fā)明僅在隔油沉淀調(diào)節(jié)綜合池的調(diào)節(jié)區(qū)設(shè)置簡(jiǎn)單曝氣系統(tǒng),大大降低了曝氣設(shè)備投入和運(yùn)行費(fèi)用;(2)本發(fā)明針對(duì)屠宰廢水有機(jī)物、氨氮、SS濃度高,水質(zhì)水量變化大的特點(diǎn),提出ANAMMOX反應(yīng)器-復(fù)合垂直流人工濕地工藝,實(shí)現(xiàn)了去除有機(jī)物和深度脫氮的目的。
實(shí)施效果
某年生豬屠宰量20萬(wàn)頭的肉類(lèi)加工企業(yè),屠宰加工廢水量300m3/d,原水及處理過(guò)程中各主要工藝段出水水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。
表1 某肉類(lèi)加工企業(yè)廢水處理效果
CODcr (mg/L) | SS (mg/L) | BOD5 (mg/L) | NH3-N (mg/L) | 動(dòng)物油 (mg/L) | |
原水 | 1800 | 900 | 850 | 130 | 120 |
綜合池出水 | 430 | 171 | 167 | 109 | 14 |
中沉池出水 | 264 | 73 | 90 | 21 | 12 |
最終出水 | 61 | 17 | 22 | 7.5 | 10 |
由表1可見(jiàn),屠宰廢水經(jīng)本組合處理工藝處理后,最終出水各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均優(yōu)于《肉類(lèi)加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13457-1992)中一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。