肉联废水处理设计——课程(编辑修改稿)

肉联废水处理设计——课程(编辑修改稿)内容摘要：

⑧ 不需设专人管理，自动化程度高，只需由电工兼顾管理即可。 （ 4） AB法 吸附 生物 降解工艺，简称 AB法。 主要特 征是 [6]： A、 B两段各自拥有独立的污泥回流系统，两段完全分开，各自有独特的微生物群体， A段微生物主要为细菌，其世代期很短，繁殖速度很快，对有机物 的去除主要靠污泥絮体的吸附作用，生物降解只占 1/3左右。 B段微生物主要为菌胶团、原生动物和后生动物。 该工艺不设初沉池，使 A段成为一个开放性的生物系统， A段以高负荷或超高负荷运行， B段以低负荷运行，处理效果稳定，抗冲击负荷能力很强，适于处理浓度较高、水质水量变化较大的污水。 AB法在我国实际的肉联废水处理中的应用比较少，国内文献资料鲜有报道。 （ 5）生物接触氧化法 生物接触氧化工艺属好氧生物膜法，是在生物滤池基础上发展起来的一种新型生物膜法。 生物接触氧化工艺目前已广泛用于不同规模的工业废水及生活污水处理，对于 场地面积小、水量小、水质波动较大的情况尤其适用。 据调查，对于屠宰场与肉类加工厂 8 废水治理工程， 50%以上的好氧单元均采用该技术。 生物接触氧化法将生物膜法和活性污泥法的优点兼顾起来，既有生物膜工作稳定和耐冲击、操作简单的特点，又有活性污泥悬浮生长、与废水接触良好的特点 [6]。 锦华烧鸡厂委托锦州市环境工程有限公司为 其 设计的废水处理方案就是 采用 生物接触氧化工艺，该工艺的运行结果表明，对于污染物含量较高、水量很少的 肉联 废水来说 ， 这样的处理成本是比较经济的 [10]。 但生物接触氧化法的正常 BOD容积负荷值不宜超过 (m3﹒ d)，且进水 CODcr不可过高。 生物接触氧化法由于生物群体是附着在填料表面的，过高负荷的有机物相应要求有足够的生物量存在才能完成其代谢过程所期望降解的 BOD，简单的说就是填料上所附着的生物膜要求足够厚，而这却因该方法的机理限制而难以做到，因为过厚的生物膜将阻止氧向填料深层扩散，导致内部生物膜因厌氧而造成所有生物膜脱落，生物膜大量流失，系统崩溃。 生物接触氧化工艺 BOD负荷较低，抗冲击负荷能力不强，运行操作方便，较适合生活污水的处理。 （ 6） 膜反应器 膜反应器（ Membrane Bioreactor， MBR）是一种将生化处理单元与膜分离单元有机结合起来的生化处理系统，与传统的生化处理技术相比， MBR 具有以下主要特点：出水水质优（可以达到消毒、回用水标准）、有机负荷高、单元设备结构紧凑、易于标准模块化、占地面积小等优点。 近十几年来随着相关学科的进步和发展，关于膜反应器技术的研究愈来愈深入，各国专家学者在膜反应器结构、机理、微生物动力学原理、膜组件开发和膜污染控制和清洗恢复等方面作了大量的应用基础研究工作，这些工作为该技术的发展和工程应用创造了有利的条件。 膜反应器的缺点有：活性生物量难以人为控制 ，因而在运行方面灵活性较差；由于载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率低等。 （ 7）水解酸化 好氧生物处理 许多肉联废水处理的工程应用中，在好氧生物处理前端加上水解酸化处理。 酸化过程中动物性复杂大分子有机物降解成小分子溶解性有机物 ,为后续反应提供优质的底物 ,提高了好氧处理效果及整个系统的抗冲击能力和稳定性 ； 同时类似于消化池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。 常见的有水解 接触 氧化工艺[7],水解酸化 SBR工艺 [8] 等等。 厌 氧生物处理 一般而言， 厌氧生 物 工艺 处理 CODCr浓度大于 1000mg/ l的中高浓度工业废水具有优 9 势 ， 低能耗 ， 容积负荷率高 ， 对环境的要求低 ， 剩余污泥稳定 ， 产量仅为好氧系统的 1 /10～1 /6； 投资费用低、管理简易 ， 有广阔的应用潜力。 在肉联废水的处理中，常用的厌氧处理方法有厌氧折板反应器 （ ABR） 、 上流式厌氧污泥床（ UASB）、水解酸化等等。 据调研资料，在生化处理核心单元中，厌氧反应器一般以 UASB 为主，占 80%，水解酸化占 15%，其他如 ABR、 UBF 等占 5%[9]。 （ 1） 上流式厌氧污泥床（ UASB） UASB 即上流式厌氧污泥 床，由污泥反应区、气液固三相分离器 (包括沉淀区 )和气室三部分组成，具有良好的絮凝与沉淀性能的污泥在反应器下部形成污泥层。 待处理的废水从反应器底部进入反应器，反应器中的污泥对从表层经过的有机物进行截留，吸附和降解。 经厌氧硝化处理后的废水、产生的沼气和厌氧活性污泥在三相分离器中得到有效分离，经处理的废水从反应器中排出。 对于 以 UASB工艺或其组合工艺来 处理高浓度的屠宰废水 而言， UASB 池为主要的处理工段 ， 不仅大部分碳源有机物在这里被降解 ， 而且也能去除一部分氨氮 ， 从进、出UASB池的水质分析可以看出 ， 其对碳源有 机物的处理效率可达 65 ～ 75%以上。 同 时UASB池也能灭活大量的致病微生物 ， 所以说 UASB工艺特别适合于处理象屠宰废水这样的高浓度有机废水 [11]。 （ 2）水解酸化工艺 水解 酸化池由水解和产酸微生物在缺氧条件下将废水中大分子、不易降解的固体有机物降解为易于生物降解的小分子有机物，使后续的好氧处理单元能以较少的能耗和相对较短的停留时间去除废水中残留的污染物。 水解 酸化工艺对废水中的主要污染物的去除能力为： CODCr 去除率： 30%60%； SS 去除率： 80%90%。 水解 酸化工艺的技术特点包括 [9]： ① 污水经水解酸化工艺处理后， BOD/COD 的比值可有所升高，提高可生化程度。 由于改善了可生化性，使后续好氧生物处理的难度相对减小，好氧的水力停留时间可以有所缩短； ② 污水经水解 酸化工艺后， 水中有机物得到部分降解。 由于池中的污泥浓度高，可对进水负荷的变化起良好缓冲作用，为后续的好氧处理提供了较为稳定的进水条件； ③ 产泥量远低于好氧工艺，并已得到一定程度的稳定化，易于处理，污泥容易脱水。 必要时将后续好氧处理产生的剩余污泥回流至不完全厌氧段，可减少污泥的处理量，进而降低整个工艺的 20%产污泥率； ④ 水解 酸 化阶段的微生物多为兼性菌，种类多、生长快及对环境条件适应性强，要求的环境条件宽松、易于管理，并且利于运行条件的控制和缩小处理设施的容积； 10 ⑤ 水解 酸化过程能耗小，运行费用低，可节省后续好氧过程的需氧量，从整体上节省动力和运行维护费用。 （ 3）厌氧折板反应器（ ABR） 厌氧折流板反应器（ Anaerobic baffled reactor， ABR）是 McCarty 和 Bachmann 等人于 1982 年，在总结了第二代厌氧反应器工艺性能的基础上，开发和研制的一种新型高效的厌氧生物处理装置。 其特点是：反应器内置竖 向导流板，将反应器分隔成几个串联的反应室，每个反应室都是一个相对独立的上流式污泥床系统，其中的污泥以颗粒化形式或絮状形式存在。 水流由导流板引导上下折流前进，逐个通过反应室内的污泥床层，进水中的底物与微生物充分接触而得以降解去除。 ABR 因其特殊的结构，与其它厌氧生物处理工艺相比，具有许多优点，见表 1[12]。 表 1 厌氧折流板反应器的优点 （ 4）厌氧流化床反应器 厌氧流化床反应器 的内部填充着粒径很小（ d=）的挂膜介质，依靠在惰性的填料颗粒表面形成的生物膜来保留厌氧污泥，废水与污泥的混合、物质的传递依靠使这些带有生物膜的颗粒形成流态来实现。 流化床反应器的主要特点归纳如下： ① 流化态最大程度使厌氧污泥与被处理的废水接触； ② 由于颗粒与流体相对运动速度高，液膜扩散阻力小，且由于形成的生物膜较薄，传质作用强，因此生物化学过程进行较快，允许废水在反应器内有较短的水力停留 时间； ③高的反应器容积负荷可减少反应器容积，同时由于其高度与直径的比例大于其它厌氧反应器，因此可以减少占地面积。 但是厌氧流化床反应器存在着几个尚未解决的问题： ①为了实现良好的流态化并使污泥和填料不致从反应器中流失，必须使生物膜颗粒保持均匀的形状、大小和密度，但这几乎是难以做到的，因此稳定的流态化也难以保证。 ②为取得高的上流速度以保证流态化，流化床反应器需要大量的回流水，这样导致能耗加大，成本上升。 ③该反应器运行管理较为复杂。 由于以上原因，流化床反应器至今没有生产规模的设施运行。 工艺构造 生物体 操作 设计简单 无运动部件 无需机械混合 建设运行费低 不易堵塞 污泥无特殊沉降要求 污泥产率低 泥龄长 无需用填料或沉淀池 不需要三相分离器 HRT短 可间歇运行 耐冲击负荷能力强 抗有毒物能力强 可长时间不排泥 11 （ 5）厌氧接触工艺 厌氧接触工艺 是在传统的完全混合反应器（ Complete Stirred Tank Reactor，简写作CSTR）的基础上发展而来的，在一个厌氧的完全混合反应器后增加了污泥分离和回流装置，从而使污泥停留时间（ SRT）大于水力停留时间（ HRT），有效的增加了反应器中的污泥浓度。 厌氧接触工艺用于高浓度有机废水时，为了强化有机物与池内厌氧污泥的充分接触，必须连续搅拌；同时为了提高处理效率，必须连续进水排水。 但这样会造成厌氧污泥的大量流失，因此反应器后要串联沉淀池将厌氧污泥沉淀并回流至厌氧反应器。 厌氧接触工艺 存在以下缺点： ①负荷较低，在沉淀池中的固液分离较为困难； ②受污泥浓度的制约，在高的有机负荷下，厌氧接触工艺也会产生类似好氧活性污泥的污泥膨胀问题。 ③ 厌氧接触工艺系统较为复杂，反应器需要搅拌装置，运转设备多，管理比较复杂。 化学 法 化学处理法一般采用混凝絮凝处理的方法。 化学混凝絮凝处理屠宰废水 是 通过投加一定浓度的化学药剂促使污水的各种颗粒沉降、胶体脱稳 ， 对部分溶解性污染物也有一定去除能力 ， 在很短的时间内削减污染负荷。 其优点有 ： 工艺简单 ， 易上马 ， 见效快 ；反应时间短 ， 构筑物占地小 ； 混凝剂原料广泛 ， 成本低廉 ； 处理效果受温度影响小 ； 适应水量和水质的波动 ， 能同时除臭 ， 适应不同的处理规模。 化学混凝絮凝法处理屠宰废水常与气浮及沉淀单元配合使用 ，常见的工艺有混凝 气浮 加压曝气处理工艺 [13]，混凝沉淀 SBR工艺 [14]，混凝 气浮 生物接触氧化工艺 [15]等等。 化学絮凝法处理屠宰废水的局限性在于 [1]： 单纯投加化学药剂的化学絮凝法药剂用量大 ， 虽对水中的悬浮物和胶体有明显的处理效果 ,除磷效果好 ， 但对可溶性有机物 (如醇类、糖类、酸类 )处理效果较差。 化学污泥产量高 ， 比单纯的好氧法产生的剩余污泥更难处理。 此外 ， 大量化学药剂投加到水体后对环境是否产生影响还有待考察。 自然生态 法 自然生态处理是在自然条件通过环境生物净化 废水 的一种方法，目前已成为研究与应用的热点，其中稳定塘、土地处理、人工湿地研究与应用最多。 它们的共同特点是能耗低， 管 理简便，运行费用低，可实现多种生态系统的组合，有利于 废水 的综合利用。 12 3 组合处理工艺利用 由本文上述内容可知，在处理肉联废水时， 好氧处理和厌氧处理以及化学絮凝处理各有其优缺点。 一般认为， 在处理较低浓度 (CODcr≤ 1 000mg/ l)屠宰废水时 ， 可直接采用生物处理 ， 这样 可 缩短处理流程 ， 节省基建费用 ，同 时也能达到既定的处理效果 ； 在处理较高浓度 (CODcr 1000mg/ l)的屠宰废水时 ，单独采用一种方法或工艺不能达到理 综合国内的文献报道资料，现将 国内已使用的组合工艺 列表如下。 处理工艺的优化组合有利于各种工艺扬长避短 ,保证出水水质。 表 2 我国已使用处理肉联废水的组合工艺 组合工艺类型 主要工艺 厌氧 好氧处理 工艺 水解 酸化 （气浮） SBR工艺 ，水解 酸化 AB 法 ，水解 酸化 生物接触氧化工艺 ， UASB AF工艺 ，厌氧 CASS工艺， ABRCASS工艺，UASBSBR工艺，厌氧 生物接触氧化工艺， AHSBR工艺 混凝 好氧 处理工艺 混凝 （气浮） 生物接触氧化工艺，混凝 SBR工艺，混凝 气浮 加压曝气工艺 其他 SBRSBR工艺，两级厌氧消化 氧化塘工艺， 厌氧塘 兼氧塘 好氧塘工艺 ， 厌氧 过滤工艺 ， 射流曝气 生物接触氧化工艺 ， 兼氧 AB法 ，生物塘 化学处理工艺 综上所述，在处理肉联废水时，多采用生物处理作为主要手段，辅以物理、化学方法，这主要是由废水水质决定的：肉联废水 BOD5/COD一般在 ，可生化性良好，利用这一特点，可避免化学法中的大量投药 ，也可避免大量化学污泥的处置，同时可降低处理成本，便于维护和管理 [16]。 在处理工艺的选择上，多选择厌氧 好氧处理工艺， 在实际工程中，采用厌氧 好氧工艺组合的废水处理工程有很多实例，大部分运行处理效果能保持稳定状态。 4 结语 肉联废水属易于生物降解的高悬浮物有机废水，水量、有机物和悬浮物浓度变化范围比较大。 屠宰废水处理的工艺很多 ，一般以生物法为主，但 应根据进水水质的特点、处理要求 为依据， 并综合考虑经济、管理因素选择。