隔油-水解酸化-兩級A／O 組合工藝處理生豬屠宰廢水

黃超, 曹文平, 衡強強, 曹建平, 李澤兵, 江成

（1.邳州市環(huán)境監(jiān)測站， 江蘇 徐州 221300； 2.江蘇蓮洋港環(huán)保科技有限公司， 江蘇 徐州 221111）

生豬屠宰過程中會產(chǎn)生高濃度、 高色度和高懸浮物的有機廢水， 該有機廢水中常常含有大量毛發(fā)、 糞便、 碎骨、 血液、 肉渣、 油脂等， 呈紅褐色且有明顯的惡臭味， COD、 BOD5、 氨氮、 SS 等水質(zhì)指標都很高， 是污染較重的工業(yè)污染源， 對其進行有效處理是水環(huán)境保護的重點工作之一［1－3］。

安徽省宿州市某生豬屠宰廠每天產(chǎn)生廢水約100 m3， 主要來自屠宰車間、 車輛沖洗間和辦公樓。 當?shù)丨h(huán)保主管部門和業(yè)主要求處理后水質(zhì)達到GB 13457—1992《肉類加工工業(yè)水污染物排放標準》一級標準。

本工程采用隔油－水解酸化－兩級A／O 組合工藝處理生豬屠宰廢水， 為生豬屠宰廢水處理提供有益參考和借鑒。

1 設計水質(zhì)水量

生豬屠宰廢水具有水質(zhì)水量變化很大， 污染物濃度高和排放無規(guī)則等特點， 根據(jù)業(yè)主提供的資料， 生豬屠宰廢水處理站設計規(guī)模為100 m3／d， 進水水質(zhì)如表1 所示， 處理出水執(zhí)行GB 13457—1992 一級標準。

表1 設計進出水水質(zhì)Tab. 1 Design influent and effluent water quality

2 工藝流程

生豬屠宰廢水處理方法有物理法、 化學法和生物法［4－6］， 從運行效果、 運行成本和二次污染控制等角度考慮， 生豬屠宰廢水因有機物濃度較高， 可生化性較好， 常采用物化法和生化法相結(jié)合的方式， 并取得了良好的效果和工程經(jīng)驗［7-8］。 本工程本著運行費用低、 管理簡單和二次污染少等理念，以兩級A／O 工藝為主體工藝， 并采用隔油和水解酸化工藝協(xié)同處理， 即可實現(xiàn)廢水的達標排放。 工藝流程如圖1 所示。

圖1 工藝流程Fig. 1 Process flow

首先， 利用格柵攔截去除廢水中的毛發(fā)、 碎肉等粗大和漂浮的雜質(zhì)， 保證后續(xù)設備特別是提升泵的運行安全； 其次， 廢水進入隔油池去除動物性油脂和內(nèi)臟， 防止堵塞后續(xù)的設備和管道； 隔油池出水進入水解酸化池， 在厭氧條件下將大分子有機物水解為低分子有機物， 提高廢水的可生化性［9］； 同時水解酸化池具有調(diào)節(jié)池功能， 進行水質(zhì)水量的均衡， 為廢水后續(xù)的生化處理提供良好的環(huán)境。

水解酸化池出水泵提至厭氧池， 利用厭氧水解菌對廢水中的污染物進行水解和礦化， 降低后續(xù)生化處理單元的負荷［9］； 而后進入一級好氧池進行好氧降解， 去除廢水中的有機物和氨氮， 同時池子頂部安裝上清液回流噴淋系統(tǒng)， 可以改善調(diào)試初期好氧池內(nèi)大量泡沫溢出的問題， 并有硝化液回流作用， 提高總氮的去除效果。 該好氧池進水濃度相對偏高， 屬于高負荷活性污泥法原理， 主要對廢水中的污染物進行初步降解［10］。 一級好氧池出水進入缺氧池， 進行缺氧反硝化脫氮， 將一級好氧池中殘留的難降解物質(zhì)進行厭氧分解， 并提高廢水的可生化性； 再經(jīng)過二級好氧池進行好氧作用， 將廢水中的有機物和氨氮進行降解， 該池采用延時曝氣法， 進水污染物濃度相對于一級好氧池要低的多。 二級好氧池出水經(jīng)過沉淀池的沉淀作用， 上清液外排［10］。

隔油池、 水解酸化池以及沉淀池中的污泥排入污泥濃縮池， 經(jīng)過重力濃縮后， 上清液回流至隔油池， 濃縮后的污泥在螺桿泵的作用下進入廂式壓濾機進行污泥壓濾， 壓濾后的污泥形成泥餅外運。

本工藝主要優(yōu)點是： ①屠宰廢水中含有大量毛發(fā)， 容易造成提升泵堵塞， 本工程僅設置一次提升，其余過程完全采用重力流方式流動， 減少水泵提升過程中發(fā)生障礙； ②隔油池隔離大塊顆粒狀污染物后， 采用水解酸化工藝將大分子有機物轉(zhuǎn)化為小分子有機物， 提高廢水的可生化性； 兩級A／O 工藝利用反復厭氧／好氧環(huán)境優(yōu)化污染物降解， 強化廢水中的血紅色素的降解， 并提高污水除磷脫氮能力［9］。

3 主要構(gòu)筑物及其參數(shù)

（1） 格柵井。 磚混結(jié)構(gòu)， 尺寸為1.0 m×0.5 m×0.5 m。 井內(nèi)設格網(wǎng)， 網(wǎng)格尺寸為8 mm×8 mm。 格柵井每天10 點前定時， 用吸糞車清淤外出。

（2） 隔油池。 磚混結(jié)構(gòu)， 尺寸為3.0 m×2.0 m×1.5 m， 有效容積為7.2 m3， 有效停留時間為1.7 h。 內(nèi)設不銹鋼葉輪攪拌機1 臺（自制）， 攪拌機葉輪長度為0.8 m， 功率為3 kW， 轉(zhuǎn)速為60 r／min，每天上午和下午各運行10 min。

（3） 水解酸化池。 磚混結(jié)構(gòu)， 尺寸為5.0 m×3.0 m×2.5 m， 有效容積為30 m3， 有效停留時間為7.7 h， 溶解氧質(zhì)量濃度低于0.5 mg／L， MLSS 為8 000~10 000 mg／L。 內(nèi)設自制穿孔管曝氣攪拌， 每隔2 d曝氣10 min， 穿孔管小孔直徑為1 mm， 孔口流速為15 m／s。 內(nèi)設具有剪切毛發(fā)能力的污水提升泵（潛水泵）1 臺， 流量為25 m3／h， 揚程為20 m， 功率為1.5 kW。

（4） 厭氧池。 磚混結(jié)構(gòu)， 尺寸為3.0 m×3.0 m×3.5 m， 有效容積為27 m3， 有效停留時間為6.4 h， 溶解氧質(zhì)量濃度低于0.5 mg／L， MLSS 為6 000~8 000 mg／L。 采用穿孔管攪拌， 每隔2 d 曝氣10 min， 穿孔管小孔直徑為1 mm， 孔口流速為15 m／s。

（5） 一級好氧池。 磚混結(jié)構(gòu)， 尺寸為4.0 m×3.0 m×3.5 m， 有效容積為36 m3， 有效停留時間為8.7 h， 溶解氧質(zhì)量濃度為2~3 mg／L， MLSS 為3 000 ~4 000 mg／L。 內(nèi)設懸浮球填料、 穿孔管曝氣系統(tǒng)，其中懸浮球填料填充率為30%， 直徑為15 cm， 分內(nèi)外雙層球體， 外部為網(wǎng)狀球體， 內(nèi)部為旋轉(zhuǎn)球體， 穿孔管小孔直徑為1 mm， 孔口流速為15 m／s。羅茨風機功率為5.5 kW， 風量為2.34 m3／min。

（6） 缺氧池。 磚混結(jié)構(gòu)， 尺寸為3.0 m×3.0 m×3.5 m， 有效容積為27 m3， 有效停留時間為6.4 h， 溶解氧質(zhì)量濃度低于0.5 mg／L， MLSS 為3 000~4 000 mg／L。 采用穿孔管攪拌， 每隔2 d 曝氣10 min， 穿孔管小孔直徑為1 mm， 孔口流速為15 m／s。

（7） 二級好氧池。 磚混結(jié)構(gòu)， 尺寸為6.0 m×3.0 m×3.5 m， 有效容積為54 m3， 有效停留時間為12.8 h， 溶解氧質(zhì)量濃度為3~4 mg／L， MLSS 為2 000~2 500 mg／L。 內(nèi)設懸浮填料和穿孔管小阻力曝氣系統(tǒng)。 其中懸浮球填料填充率為30%， 直徑為15 cm，分內(nèi)外雙層球體， 外部為網(wǎng)狀球體， 內(nèi)部為旋轉(zhuǎn)球體； 穿孔管小孔直徑為1 mm， 孔口流速為15 m／s。

（8） 沉淀池。 磚混結(jié)構(gòu)， 尺寸為1.5 m×3.0 m×3.5 m， 有效容積為12 m3， 有效停留時間為2.8 h。

鼓風機房和箱式壓濾機房以及配電柜房合建在一個移動板房內(nèi)， 鼓風機房內(nèi)設羅茨風機2 臺， 1用1 備， 風量為15 m3／min， 功率為5 kW。 壓濾機房內(nèi)設箱式壓濾機1 臺（包括污泥螺桿泵）； 配電柜內(nèi)設自動控制系統(tǒng)1 套， 控制風機、 水泵等電機的自動開啟和停機。

4 技術(shù)經(jīng)濟分析

4.1 運行調(diào)試

整個廢水處理工程占地面積約為80 m2， 從城市污水處理廠接種少量的好氧活性污泥， 使MLSS保持在2 000~2 500 mg／L， 小水量、 階梯式連續(xù)培養(yǎng)馴化（30% →50% →70% →90% →100%），直到穩(wěn)定至滿負荷運行， 每個小水量維持7~10 d，經(jīng)過3~4 個月調(diào)試， 一級好氧池中鏡檢發(fā)現(xiàn)了大量的游泳型纖毛蟲和線蟲等表明水質(zhì)較好的指示性好氧微生物， 二級好氧池中鏡檢發(fā)現(xiàn)了大量的群居鐘蟲和少量輪蟲等表明水質(zhì)良好的指示性微生物，2 個好氧池內(nèi)可見明顯的污泥絮體； 沉淀池出水較為清澈透明， 能見度較高， 10~12 d 排泥1 次。

在運行調(diào)試初期， 兩級好氧池中出現(xiàn)大量的泡沫淹沒池面， 有時溢出池頂， 產(chǎn)生了極大的環(huán)境污染， 采用了回流噴淋方法在2~3 個星期內(nèi)消除了大量泡沫問題。 另外， 調(diào)試過程中， 沉淀池上清液呈較為顯著的紅黃色， 分析認為好氧生化反應池中微生物量不足， 為此在兩級好氧池內(nèi)投放了一定量的塑料填料， 同時輔以沉淀池上清液回流的方法，在系統(tǒng)調(diào)試后期紅黃色顯著消失。

經(jīng)過4 個多月的調(diào)試， 該工藝出水水質(zhì)優(yōu)于GB 13457—1992 一級排放標準， 出水清澈透明。調(diào)試結(jié)束后， 兩級好氧池中填料上生長了大量的生物膜， 當曝氣池中充氧時， 填料在污水中翻動、 旋轉(zhuǎn)， 形成了良好的攪拌和傳質(zhì)。 運行穩(wěn)定后， 廢水處理站進出水水質(zhì)如表2 所示。

4.2 投資及運行成本核算

表2 廢水處理站進出水水質(zhì)Tab. 2 Influent and effluent water quality of wastewater treatment station

本工程主體部分采用磚混結(jié)構(gòu)， 外加風機、 壓濾機、 螺桿泵和各種管道閥門， 工程總體投資共計22.5 萬元。

本工程主要運行成本包括為： 動力費1.08 元／m3、 人工費0.70 元／m3， 處理成本為1.78 元／m3。

5 結(jié)語

生豬屠宰廢水屬于高濃度有機廢水， 采用生物法有利于提高處理效果、 降低能耗和減少運行維護管理， 非常適合較偏僻和運行管理技術(shù)水平較低的屠宰廠推廣應用。

（1） 以兩級A／O 工藝為主體， 通過反復的厭氧－好氧－缺氧－好氧工藝過程， 強化污染物去除效果； 并配合隔油工藝和水解酸化工藝， 有利于難降解有機物的礦化和污染物的徹底降解， 處理后出水水質(zhì)穩(wěn)定達標， 表觀清澈透明。

（2） 通過4 個多月的接種運行和培養(yǎng)馴化調(diào)試， 整個處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行， 直接處理成本為1.78 元／m3。