某家禽屠宰廢水處理工程改擴建實例

史弋， 徐釗， 任天奇， 趙嬙， 陶晶， 崔炎炎

（北京博匯特環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?， 北京 100102）

家禽屠宰廢水主要來自淋洗、 燙毛、 屠宰以及廠區(qū)地坪沖洗等環(huán)節(jié)［1］。 廢水中主要含有血液、 毛發(fā)、 油脂和糞便等， 通常呈紅褐色， 伴有血腥味。廢水污染物成分復(fù)雜， 具有有機物、 氨氮、 懸浮物含量高， 易腐敗， 水質(zhì)水量變化大等特點［2－3］。 如不經(jīng)過達(dá)標(biāo)處理直接排放， 會造成水生生物死亡、水質(zhì)惡化、 致病微生物大量繁殖、 危害水環(huán)境及人類健康［3］。 目前， 多數(shù)屠宰場廢水處理出水執(zhí)行GB 13457—92《肉類加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，由于該標(biāo)準(zhǔn)未對氮、 磷作出規(guī)定， 故處理設(shè)施一般不具備脫氮除磷能力［4］。 本文介紹了某家禽屠宰場提標(biāo)改造工程的工藝流程， 給出了主要構(gòu)筑物設(shè)計參數(shù)， 為家禽屠宰場廢水處理站提標(biāo)改造工程提供思路。

1 工程概況

某屠宰場為家禽屠宰場（屠宰雞、 鴨）， 原有廢水處理站設(shè)計處理能力為300 m3／d， 采用以接觸氧化法為主的生化工藝， 出水執(zhí)行GB 13457—92 中的二級標(biāo)準(zhǔn)。 因屠宰能力增加以及當(dāng)?shù)卣?guī)劃不再將屠宰場排水納入市政下水道管網(wǎng)， 出水水質(zhì)需達(dá)到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級B 標(biāo)準(zhǔn)， 故原有廢水處理設(shè)施已不能滿足現(xiàn)有需求。 對該家禽屠宰場廢水處理站進(jìn)行提標(biāo)改造， 改擴建工程利用原有土建池體和部分設(shè)備， 拆除廢棄設(shè)施， 新建改良A2O 生化池1 座替換原有主生化工藝， 處理水量滿足現(xiàn)有廢水總量。

2 設(shè)計水量、 水質(zhì)

該屠宰場擴產(chǎn)后的屠宰能力為30 000～40 000只／d。 廢水產(chǎn)生于脫毛、 屠宰、 沖洗等工段以及少量生活污水， 產(chǎn)生量為450 m3／d。 出水達(dá)到GB 18918—2002 中一級B 標(biāo)準(zhǔn)， 結(jié)合企業(yè)運行情況及現(xiàn)場調(diào)研結(jié)果， 確定設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)如表1 所示。

表1 設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)Tab. 1 Design influent and effluent water quality

3 處理工藝流程

原有主生化工藝為生物接觸氧化法， 生化出水不達(dá)標(biāo)， 并且原工藝中采用斜管沉淀池， 池內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 反沖洗時出水渾濁， 并且3～5 a 就需要更換斜管填料， 費用較高。 因提標(biāo)改造要求， 原有設(shè)施已無法滿足現(xiàn)階段廢水處理的需求。

該家禽屠宰廢水富含油脂， 且進(jìn)水m（BOD5）／m（COD）≈0.29， 廢水的可生化性較差， 故先采用溶氣氣浮工藝去除油脂和懸浮物， 再采用水解酸化工藝提高廢水的可生化性； 生化池進(jìn)水m（BOD5）／m（TN） ≈8.4 ＞4， 廢水中碳源充足， 可利用其進(jìn)行生物脫氮； m（BOD5）／m（TP）≈56.7 ≥17， 可利用改良A2O 生化池厭氧、 缺氧和好氧交替的運行環(huán)境進(jìn)行生物除磷， 達(dá)到提標(biāo)改造的要求［5－6］。

圖1 改擴建后廢水處理工藝流程Fig. 1 Process flow of wastewater treatment after reconstruction and expansion

改擴建后整個廢水處理系統(tǒng)工藝流程見圖1。來水首先進(jìn)入粗格柵與集水池， 去除動物內(nèi)臟等大顆粒污染物， 然后進(jìn)入初沉池去除密度較大的泥沙等雜質(zhì)， 減少管道、 閥門堵塞和設(shè)備損壞。 隨后通過孔板格柵去除動物毛發(fā)后匯入調(diào)節(jié)池內(nèi)調(diào)質(zhì)調(diào)量， 減小對后續(xù)處理構(gòu)筑物的沖擊負(fù)荷。 調(diào)節(jié)池廢水泵提至溶氣氣浮裝置去除油脂和懸浮物， 出水進(jìn)入水解酸化池， 將廢水中蛋白質(zhì)、 脂肪等大分子長鏈有機物分解為易于被微生物直接利用的小分子有機物， 改善廢水可生化性。

隨后廢水進(jìn)入改良A2O 生化池， 進(jìn)一步去除有機物、 NH3-N 等目標(biāo)污染物， 利用內(nèi)部氣提裝置實現(xiàn)混合液回流及好氧內(nèi)回流［7］， 此處混合液回流及好氧內(nèi)回流均利用氣提裝置實現(xiàn)大比倍回流，稀釋進(jìn)水污染物濃度。 其原理是： 由生化池曝氣主管引出單支管氣源作為動力， 通過裝置表面均勻布?xì)庀到y(tǒng)來改變局部水體密度， 在特殊的池體結(jié)構(gòu)下， 提高充氣區(qū)的液面來定向推動水體運動， 通過調(diào)節(jié)布?xì)庀到y(tǒng)的通氣量可以直接影響混合液的回流比。 受處理水量及占地面積影響， 本工程不單獨設(shè)置沉淀池， 通過在曝氣區(qū)末端放置2 套沉淀模塊，實現(xiàn)澄清出水。 沉淀裝置內(nèi)部填充斜板填料， 上清液通過模塊中部出水槽出水， 污泥通過模塊下部泥斗滑落至池底， 定期采用氣提裝置排放剩余污泥，可節(jié)省污泥泵的使用， 大大節(jié)約能耗。 生化池出水經(jīng)好氧區(qū)末端沉淀裝置沉淀后再進(jìn)入消毒池， 消毒處理后達(dá)標(biāo)排放。

4 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)

（1） 調(diào)節(jié)池。 1 座， 將原隔油池、 調(diào)節(jié)池、 混凝池和厭氧池合并為新調(diào)節(jié)池， 尺寸為8.3 m×5.8 m×4.5 m， 隔墻底部開長條孔連通， HRT 為10 h。配備孔板式格柵， 格柵渠尺寸為2.5 m×1.5 m×1.5 m， 格柵網(wǎng)板孔徑為10 mm， 電機功率為0.75 kW。

（2） 溶氣氣浮裝置。 1 套， 由絮凝池、 溶氣系統(tǒng)、 釋放裝置、 刮沫機等組成。 外形尺寸為5.0 m×1.5 m×2.5 m， 單套處理能力為25 m3／h， 單套裝機功率為5.65 kW， 溶氣釋放壓力為0.5 MPa， 氣泡釋放尺寸小于10 μm， 絕干污泥產(chǎn)量為158.9 kg／d。 配套回流水泵、 空壓機、 排渣機、 溶氣系統(tǒng)等。

（3） 水解酸化池。 1 座， 將原有缺氧池和接觸氧化池合并為水解酸化池， 中間隔墻底部開長條孔連通， 尺寸為9.1 m×5.8 m×4.5 m， HRT 為10.2 h。 配套沉淀模塊和氣提裝置2 套， 用于污泥的沉淀與定期排放， 沉淀模塊單套規(guī)格為4.5 m ×2.0 m， 沉淀區(qū)表面負(fù)荷為1.0 m3／（m2·h）， 污泥產(chǎn)量為22.1 kg／d， 懸浮固體質(zhì)量濃度為2 800 mg／L。

（4） 改良A2O 生化池。 新建1 座， 尺寸為22.5 m×14.0 m×5.0 m， 有效水深為4.5 m， 有效容積為1 417.5 m3。 總HRT 為72.92 h， 其中厭氧區(qū)1 格， HRT 為2.64 h； 缺 氧 區(qū)2 格， HRT 為15.84 h； 曝氣區(qū)2 格， HRT 為54.44 h。 污泥回流比為1 倍， 硝化液回流比為13 倍， 好氧內(nèi)回流比為4 倍。 標(biāo)準(zhǔn)狀況下曝氣及氣提共需最大氧量為521.55 kg［O2］／h。 污泥負(fù)荷為0.222 kg［COD］／（kg［MLSS］·d）， 剩余污泥量為47.3 kg／d， 懸浮固體質(zhì)量濃度為4 500 mg／L。

（5） 消毒池。 新建1 座， 與污泥池共壁， 尺寸為5.8 m×0.8 m×4.5 m。 采用次氯酸鈉消毒， 混合和接觸時間為0.98 h。

（6） 污泥儲池。 1 座， 將原有清水池和污泥儲池合并為新的污泥儲池， 尺寸為5.8 m×1.2 m×4.5 m， 中間隔墻底部開長條孔連通。 池內(nèi)安裝潛水?dāng)嚢杵? 臺， 葉片直徑為220 mm， 葉片轉(zhuǎn)速為960 r／min， 功率為0.37 kW。

（7） 污泥脫水機房。 1 座， 建筑物尺寸為10 m×6 m×6 m。 配置進(jìn)泥螺桿泵1 臺， 功率為1.5 kW；疊螺脫水機1 臺， 處理能力為12～24 kg［干污泥］／h， 功率為0.3 kW； 一體化PAM 自動加藥裝置1套， 制備能力為2 ～10 kg／h， 裝機功率為2.166 kW； 水平螺旋輸送機1 套， 輸送能力為3 t／h， 螺旋直徑為220 mm， 長度為6 m， 功率為1.1 kW。

5 運行結(jié)果

該廢水處理改造工程于2019 年5 月建成，2019 年10 月～12 月平均進(jìn)出水情況如表2 所示。

表2 實際進(jìn)出水水質(zhì)Tab. 2 Actual influent and effluent water quality

由表2 可以看出， 對于含高濃度有機物和TN的屠宰廢水， 經(jīng)過預(yù)處理及改良A2O 生化處理后，脫氮除磷效果好， 出水各項指標(biāo)顯著低于設(shè)計值。

6 投資及運行成本

本項目改擴建總投資為273.4 萬元， 運行成本約為1.06 元／t。

7 結(jié)語

（1） 采用溶氣氣浮－水解酸化－改良A2O 生化池－次氯酸鈉消毒的組合工藝處理某家禽屠宰廢水， 實測出水平均質(zhì)量濃度分別為： COD 51.43 mg／L、 BOD510.52 mg／L、 NH3－N 3.86 mg／L、 TN 7.83 mg／L、 TP 0.41mg／L、 SS 10.76 mg／L。 該工藝運行穩(wěn)定， 耐沖擊負(fù)荷能力強， 出水滿足GB 18918—2002 中的一級B 標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2） 家禽屠宰廢水中含有脂肪、 蛋白質(zhì)等大分子長鏈有機物， 在生化池前設(shè)置水解酸化工序， 可將大分子有機物分解為利于微生物利用的小分子有機物， 大大提高后續(xù)生化處理單元的處理效率。

（3） 采用氣提裝置代替回流泵、 污泥排放泵，節(jié)約能耗， 運行費用較低， 噸水成本僅為1.06 元。