屠宰廢水混凝氣浮預(yù)處理工藝的影響因素探究

梁海濤　岳丹丹　葉子豪　宋佳蓉（沈陽(yáng)建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧　沈陽(yáng)　110168）

?

屠宰廢水混凝氣浮預(yù)處理工藝的影響因素探究

梁海濤岳丹丹*葉子豪宋佳蓉
（沈陽(yáng)建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110168）

摘要：簡(jiǎn)述了屠宰廢水的來(lái)源及特性，從格柵篩濾、調(diào)節(jié)池、混凝沉淀、氣浮等方面，介紹了屠宰廢水的預(yù)處理工藝，研究了各個(gè)水處理單元對(duì)屠宰廢水的處理效果，并確定了預(yù)處理的最佳工況參數(shù)，指出采用混凝氣浮工藝進(jìn)行預(yù)處理出水效果較為理想。

關(guān)鍵詞：屠宰廢水，預(yù)處理工藝，混凝劑

屠宰廢水來(lái)自牧畜、禽類(lèi)的宰殺加工，是我國(guó)最大的有機(jī)污染源之一［1，2］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)僅宰豬行業(yè)就有1 000多家，年排放廢水總量達(dá)3×109m3左右，約占全國(guó)工業(yè)廢水排放量的6%，且還有不斷增加的趨勢(shì)［3，4］。若不經(jīng)處理任意排放，不但會(huì)污染環(huán)境，還會(huì)嚴(yán)重影響人類(lèi)健康和周?chē)h(huán)境衛(wèi)生。因此，屠宰廢水的治理對(duì)保護(hù)水體環(huán)境和人類(lèi)健康具有十分重要的意義。預(yù)處理技術(shù)主要目的是去除廢水中油脂和懸浮物、調(diào)整pH、吹脫H2S等有害氣體，從而減少屠宰廢水中污染物的含量，降低有機(jī)負(fù)荷，提高生化效率。試驗(yàn)通過(guò)對(duì)預(yù)處理裝置的最佳運(yùn)行條件和影響因素進(jìn)行試驗(yàn)研究，從而確定預(yù)處理的最佳工況參數(shù)，探尋在確保屠宰廢水處理后能達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上選出運(yùn)行合理、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)預(yù)處理工藝組合。

1　屠宰廢水來(lái)源及特性

屠宰廢水是我國(guó)最大的有機(jī)污染源之一，且其中含有大量血污、油脂、毛皮、肉屑、骨屑、內(nèi)臟雜物、未消化的食物以及糞便等污染物，水質(zhì)呈暗紅色且有明顯的腥臭味［5-7］。屠宰廢水水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1　屠宰廢水水質(zhì)指標(biāo)［8］

2　預(yù)處理

屠宰廢水中固體懸浮物（SS）較高，因此預(yù)處理是整個(gè)水處理系統(tǒng)有效穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。屠宰廢水的預(yù)處理部分主要包括：格柵、沉砂池、隔油池、調(diào)節(jié)池、初沉池、混凝沉淀和氣浮等。

2.1格柵篩濾

設(shè)置格柵的目的是截留廢水中較大的污染物，如內(nèi)臟的碎塊、碎肉皮以及其他能夠堵塞、磨損水泵和渠道的物質(zhì)，以防止其進(jìn)入廢水的處理系統(tǒng)。格柵只能截留一些尺寸較大的污物和漂浮物，對(duì)動(dòng)物的碎毛和小顆粒懸浮物多采用格網(wǎng)加以去除。

2.2調(diào)節(jié)池

由于屠宰廢水水質(zhì)水量的變化幅度很大，因此需要設(shè)置調(diào)節(jié)池來(lái)保證生化處理設(shè)施進(jìn)水水質(zhì)水量的均衡。

2.3混凝沉淀

混凝一般由凝聚和絮凝兩個(gè)過(guò)程組成。凝聚主要是指膠體被壓縮雙電層后脫穩(wěn)的過(guò)程；絮凝主要是指膠體脫穩(wěn)以后凝結(jié)成大顆粒絮體的過(guò)程。混凝沉淀主要去除水中細(xì)小的SS、膠體物質(zhì)、油類(lèi)物質(zhì)等，不同水質(zhì)的廢水經(jīng)混凝沉淀后其COD去除率也不一樣。一般而言，混凝沉淀對(duì)COD的去除率大概在70%左右［9］。

2.3.1試驗(yàn)方法及儀器

本試驗(yàn)的檢測(cè)分析方法均按照國(guó)家環(huán)?？偩志帉?xiě)的GB 12999水質(zhì)采樣樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定進(jìn)行。試驗(yàn)的主要檢測(cè)項(xiàng)目，檢測(cè)方法和儀器設(shè)備如表2所示。

表2　試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目及檢測(cè)方法

2.3.2影響因素研究

1）混凝劑的影響。根據(jù)屠宰廢水的特點(diǎn)，本試驗(yàn)選取4種混凝劑進(jìn)行處理試驗(yàn)，分別為：FeCl3，F(xiàn)eSO4·7H2O，PAC，Al2（SO4）3（見(jiàn)圖1）。分別取100 mL的原水放入4個(gè)燒杯中，且全部采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH調(diào)節(jié)其pH值，將各混凝劑取3 g分別加到4個(gè)燒杯中，將燒杯全部放置于攪拌器（TJ-4型六聯(lián)）中以120 r/min的轉(zhuǎn)速攪拌1 min后靜置沉淀20 min，分別取上清液測(cè)其COD的去除率。

由圖1可知，當(dāng)4種混凝劑均處于相同條件時(shí)，F(xiàn)eSO4·7H2O對(duì)廢水中COD的去除率最高，且FeSO4·7H2O價(jià)格較低，因此綜合考慮各因素選取FeSO4·7H2O為最佳混凝劑。

2）pH值的影響。分別取1 000 mL的原水放入7個(gè)燒杯中，pH值分別調(diào)至5.5，6.0，6.5，7.0，7.5，8.0，8.5，并分別投加2.4 g FeSO4·7 H2O和2 mL PAM置于TJ-4型六聯(lián)攪拌器中進(jìn)行攪拌，靜置30 min后，分別取上層清液測(cè)其COD的去除率（見(jiàn)圖2）。

由圖2可知，pH值對(duì)混凝的效果有很大的影響，當(dāng)pH＜7時(shí)，混凝劑對(duì)COD的去除效果不太理想，當(dāng)pH＞7時(shí)才有明顯的效果?？芍?dāng)pH＞7后，出水COD的去除效果較理想且相差不大，故綜合考慮經(jīng)濟(jì)各因素選擇最佳pH值范圍7.0～7.5。

3）投加量的影響。分別取1 000 mL水樣放入6個(gè)燒杯中，調(diào)節(jié)pH值為7.0～7.5，加入2 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的PAM，且分別向6個(gè)燒杯投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的FeSO4·7H2O：2.0 g/L，2.2 g/L，2.4 g/L，2.6 g/L，2.8 g/L并放置于TJ-4型六聯(lián)攪拌器中攪拌90 s后靜置沉淀30 min，分別取上層清液測(cè)定COD的去除率（見(jiàn)圖3）。

圖1　各混凝劑對(duì)COD去除率的影響

圖2　不同pH值對(duì)COD去除率的影響

圖3　不同投加量的混凝劑對(duì)COD去除率的影響

由圖3可知，在適宜的pH值下，COD的去除率隨著混凝劑投加量的增大而逐漸增大，當(dāng)FeSO4·7H2O投加量達(dá)到2.4 g/L后，COD的去除率增加趨于平緩，且產(chǎn)生絮體量過(guò)大，所以確定FeSO4·7H2O最佳投藥量為2.4 g/L，此時(shí)COD的去除率達(dá)到72.9%。

4）HRT的影響。在進(jìn)水流量為200 L/h，運(yùn)行壓力為0.5 MPa，回流比為50%，F(xiàn)eSO4·7H2O投藥量為2.4 g/L，PAM的投加量為2 mL/L，調(diào)節(jié)pH值7.0～7.5。測(cè)不同停留時(shí)間COD的去除率（見(jiàn)圖4）。

圖4　不同水力停留時(shí)間對(duì)COD去除率的影響

由圖4可知，COD的去除率隨著水力停留時(shí)間的增大而增大，當(dāng)HRT =15 min后，COD的去除率逐漸趨于平緩，此時(shí)COD的去除率達(dá)65%以上，達(dá)到了理想的預(yù)處理效果。故選擇最佳HRT =15 min。

2.4氣浮

氣浮前期投加藥劑促使混凝，其效果的好壞對(duì)氣浮出水水質(zhì)有很大的影響。直接將溶氣水加入未混凝的原水中，幾乎不會(huì)形成浮渣層，出水水質(zhì)與進(jìn)水相比沒(méi)有大的改變。氣浮示意圖見(jiàn)圖5。

圖5　氣浮示意圖

氣浮控制參數(shù)匯總見(jiàn)表3。

表3　氣浮試驗(yàn)控制參數(shù)

3　結(jié)語(yǔ)

屠宰廢水采用混凝氣浮工藝進(jìn)行預(yù)處理出水效果較為理想，在生化反應(yīng)前增加預(yù)處理環(huán)節(jié)，大大降低了屠宰廢水的有機(jī)負(fù)荷，生化效率明顯提高。通過(guò)試驗(yàn)確定了混凝劑FeSO4·7H2O與助凝劑（PAM）為最佳組合藥劑，其最佳投藥量：FeSO4·7H2O為2.4 mg/L；PAM的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%，投加量為5 mL/L；最佳pH值為7.0～7.5；最佳水力停留時(shí)間15 min。經(jīng)過(guò)混凝氣浮工藝后COD，SS的去除率分別達(dá)75%，80%以上，達(dá)到了理想的預(yù)處理效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］王曉偉，費(fèi)慶志，李彥生.共凝聚氣浮——生物接觸氧化處理屠宰廢水的研究［J］.工業(yè)用水與廢水，2008，39（5）：40-44.

［2］張顯龍，胡娜.屠宰廢水處理工藝設(shè)計(jì)與運(yùn)行研究［J］.工業(yè)水處理，2012，32（4）：83-92.

［3］丁穎.屠宰廢水回用處理工程［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011 （32）：77.

［4］陳莉娥，周興求.屠宰廢水處理技術(shù)的現(xiàn)狀及進(jìn)展［J］.工業(yè)用水與廢水，2003（12）：9-13.

［5］谷勇峰.屠宰廢水處理工藝優(yōu)化研究［D］.濟(jì)南：山東建筑大學(xué)，2013：1-7.

［6］魏春飛.屠宰及肉類(lèi)加工廢水處理研究進(jìn)展［J］.建筑與研究，2014（6）：77-80.

［7］鄭強(qiáng)，李進(jìn).肉類(lèi)加工廢水處理工藝研究［J］.節(jié)能與環(huán)保，2006（10）：42-44.

［8］DB21/1627—2008，遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［9］郭永福，儲(chǔ)金宇.厭氧UASB——混凝沉淀法處理高濃度屠宰廢水［J］.環(huán)境工程，2006，24（4）：12-15.

Study on influencing factors of coagulation and air floatation pretreatment process of slaughter waste water

Liang Haitao Yue Dandan*Ye Zihao Song Jiarong
（School of Municipal and Environment Engineering，Shenyang Architectural University，Shenyang 110168，China）

Abstract：This paper briefly described the source and characteristics of slaughter waste water，from the grille screen，adjusting pool，coagulation sedimentation，flotation and other aspects，introduced the pre-treatment process of slaughter waste water，researched the treatment effect of various water treatment unit to slaughter waste water，and determined the best working condition parameters of pre-treatment，pointed out that using coagulation air flotation process to make pre-treatment had more ideal effluent effect.

Key words：slaughter waste water，pre-treatment technology，coagulant

中圖分類(lèi)號(hào)：X703

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-6825（2016）06-0186-02

收稿日期：2015-12-16

作者簡(jiǎn)介：梁海濤（1990-），男，在讀碩士

通訊作者：岳丹丹（1991-），女，在讀碩士