AAOBR处理屠宰废水实验研究刘海娟

AAOBR处理屠宰废水实验研究刘海娟，范荣桂，周江，方辽卫，王君，王权程（辽宁工程技术大学资源与环境工程学院，辽宁阜新123000）［摘要］采用厌氧—缺氧—好氧折流生物反应器（AAOBR）处理屠宰废水，在不同流量下均取得了较好的处理效果。其中低流量下COD去除率为96.3%，ABR段SS去除率为90%；较高流量下COD去除率为93.8%，ABR段SS去除率为80.6%。同时探讨了AAOBR处理屠宰废水中COD、SS的去除规律。实验表明，AAOBR适宜处理屠宰废水，且具有较高的抗冲击负荷能力。［关键词］厌氧—缺氧—好氧折流生物反应器；缺氧段；好氧段；屠宰废水［中图分类号］X703.1［文献标识码］B［文章编号］1005-829X（2011）03-0033-03StudyontheapplicationofAAOBRtothetreatmentofwastewaterfromslaughterhouseLiuHaijuan，FanRonggui，ZhouJiang，FangLiaowei，WangJun，WangQuancheng（CollegeofResourceandEnvironmentalEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin123000，China）Abstract：Anaerobic-anoxic-oxicbaffledbioreactor（AAOBR）processhasbeenusedfortreatingwastewaterfromslaughterhouse.Bettertreatmenteffectisobtainedunderthedifferentflow.Atlow-flow，theCODremovalratecanbeupto96.3%，andtheSSremovalrateinABRzoneis90%，whileathigh-flow，theCODremovalrateis93.8%，andtheSSremovalrateinABRzoneis80.6%.TheremovalratesofCODandSSinthetreatmentofslaughterwastewaterbyAAOBRprocessarediscussed.ItshowsthattheAAOBRprocesshasgoodsuitabilityforslaughterwastewater，andalsohashighcapacityforanti-impactloading.Keywords：anaerobic-anoxic-oxicbaffledbioreactor；anoxiczone；aerobiczone；slaughterwastewater屠宰废水来自牧畜、禽类、鱼类的宰杀加工，是我国最大的有机污染源之一。屠宰废水呈红褐色，有腥味，含有大量血污、皮毛、碎骨肉、油脂和内脏杂物，COD、BOD5、氨氮、SS等指标均较高，但其可生化性相对较好，无生物毒性。因此对于高浓度屠宰废水，通常采用厌氧与好氧相结合的方法进行处理，在降低COD的同时，亦可同时去除氮、磷等无机污染物；但由于COD过大，给这类废水的处理带来一定的难度，且处理成本较高，一些中小企业难以承受〔1-2〕。厌氧折流反应器（ABR）是源于阶段式多相厌氧消化（SMPA）理论的第三代新型厌氧反应器，是由A.Bachmann等于20世纪80年代提出的高效厌氧反应器〔3〕，反应器内设置一系列垂直放置的折流挡板，污水在反应器内沿折流挡板上下折流运动，依次通过每个隔室的污泥床直至出口，在此过程中污水中的有机物质与厌氧活性污泥充分接触而被降解除去。笔者根据屠宰废水的特点、研究现状、存在的问题〔4-5〕，借鉴新型ABR结构形式〔6-7〕，结合阜新屠宰场屠宰废水的特点，提出了采用厌氧—缺氧—好氧折流生物反应器（AAOBR）处理屠宰废水的工艺，并对其进行了探讨性试验，以期取得更好的处理效果，探索新的处理方法。1实验部分1.1实验装置及特点阜新屠宰场年屠宰100万头生猪并进行肉类产品加工。生产中产生的原废水COD＞4000mg/L，SS＞1500mg/L，其BOD/COD＞0.4，生化性较好。考虑到屠宰废水的特点，在常规ABR基础上，实验增加了缺氧及好氧生物膜处理2个阶段，构成AAOBR工艺，实验装置见图1。整体AAOBR共分6［基金项目］辽宁省教育厅项目（L2010169）；辽宁工程技术大学第二届研究生创新计划科研资助项目（Y200900803）；大学生创新性实验计划项目第31卷第3期2011年3月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol．31No．3Mar．，201133隔室，整体尺寸为700mm×150mm×550mm，总容积为57.75L，有效容积为44.8L，前4室与ABR基本相同，第5室为缺氧段，第6室为好氧段，每个隔室均由上向流室和下向流室构成，中间加有折流档板。图1废水处理装置本实验装置与典型ABR装置相比，其特色体现在：（1）ABR段每个隔室的挡板设计为倾斜式，且在其底部增加了折流板，如图1所示，通过改变水流的上升流速，可防止污泥流失，同时也可保证废水及污泥在折流板底部的流动顺畅，不致于因污泥的流动不畅造成反应器底层的堵塞。（2）由于所取废水悬浮物及COD较高，为减轻第1隔室的负荷压力，增加了第1隔室的容积，适当减轻第1隔室的容积负荷。（3）在缺氧段（第5隔室）添加填料，既可为微生物的生长提供载体，亦可适当抑制悬浮物及污染物流失。（4）好氧段（第6隔室）内挂球形填料，底部进水，微孔曝气，且好氧段出水部分回流至缺氧段（第5隔室），有利于提高脱氮效果。实验中所用废水取自该场屠宰废水处理站沉淀后的出水，其COD为2100～2800mg/L、SS约为400～600mg/L。1.2实验测定项目及测定方法COD的测定采用标准重铬酸钾法；NH4+-N的测定采用纳氏试剂光度法；SS的测定采用重量法。2结果与讨论2.1系统的启动运行2.1.1ABR段的污泥接种及启动将该屠宰场污水处理站SBR池浓缩后的污泥在缺氧状态下放置数天，至污泥呈现灰黑色，使其在缺氧条件下进行内源代谢以培养厌氧菌。约2周后，厌氧污泥中出现气泡，说明已有厌氧菌产生，去除密度较大的无机颗粒杂质后将污泥装入反应器中。第1、2、3隔室上流室所装污泥量分别为1500、750、500mL，投加的污泥质量浓度为11.5g/L。此后即用稀释后的屠宰废水进行连续培养，同时检测进出水水质的变化情况，经约10d的培养驯化，观察到第1、2隔室中有气体产生，污泥主要沉淀在整个反应器的中部和底部，以后逐渐增加进水浓度，直至达到实验用水浓度为止。2.1.2好氧段的启动好氧段首先用稀释后的屠宰废水进水挂膜，闷曝3～5d后，填料上有黏性附着物，然后逐渐由前段进水，经过3周的培养，好氧生物膜形成，好氧段启动结束。2.1.3AAOBR系统的启动运行待ABR段和好氧段启动运行基本稳定后，即转入整个系统的启动运行。在此阶段，进水取自屠宰厂沉淀池出水，进水COD为2100～2800mg/L，SS为400～600mg/L，进水流量为20L/d，温度控制在22～30℃。ABR段的水力停留时间为35h，好氧段的水力停留时间为11.7h。将曝气池中的DO控制在2.0～3.0mg/L，并将好氧段出水回流至A段下向流区，回流比为200%。在经过近半个月的启动运行后，整个系统的处理效果基本稳定，好氧段出水COD降至80～120mg/L，总的COD去除率稳定在94%左右，整个系统的启动完成。2.2AAOBR各阶段对COD的去除效果系统启动成功后，在稳定的流量下运行1个星期后开始对运行效果进行监测，每周监测2次。取2周监测数据的进出水平均值进行分析，下一隔室的进水为前面隔室的出水，最终出水数据为静止30min后对其上清液的监测数据，表1、表2分别为流量为20L/d和流量为35L/d的进出水COD。实测结果表明，AAOBR中的ABR段，其COD去除率总体上是增加的，而各隔室的COD去除率有着明显的差距，且呈现波浪性的起伏，说明各隔室中表1流量为20L/d的进出水COD项目ABR段A段O段第1隔室第2隔室第3隔室第4隔室第5隔室第6隔室进水COD/(mg·L-1)2195835690421369153出水COD/(mg·L-1)83569042136915385COD去除率/%62.017.339.916.458.568.5累积COD去除率/%62.068.680.883.993.096.3试验研究工业水处理2011－03，31（3）34表2流量为35L/d的进出水COD项目ABR段A段O段第1隔室第2隔室第3隔室第4隔室第5隔室第6隔室进水COD/(mg·L-1)252015301180740525253出水COD/(mg·L-1)15301180740525253156COD去除率/%39.322.937.329.151.838.3累积COD去除率/%39.353.270.679.290.093.8的微生物对废水中各成分的适应性有着显著的差别，此外，各隔室内的微生物群落亦有显著的不同；从实测数据看，单纯的ABR工艺对屠宰废水的COD去除率约在80%左右，出水难以达标排放。在ABR后增加缺氧段和好氧段后，其COD去除率可达90%以上，甚至可以超过95%，出水的达标排放有了一定的保证。流量的变化虽不会改变对COD的去除趋势，但对其去除率有一定的影响，这主要与水力停留时间有关，增加流量，其水力停留时间相应缩短，厌氧条件下的水解酸化不彻底，导致COD去除率下降。而进水COD的增加会使反应器的容积负荷增大，因而也会降低COD去除率。在ABR的末端增加了缺氧段和好氧段，同时增加了A-O段的内循环，不仅有助于COD的去除，同时实现了废水中NH4+-N的去除。2.3ABR段对SS的去除效果图2为不同流量下稳定运行期间ABR段各隔室的SS实测结果。图2ABR段各隔室SS的变化由图2可以看出，所设计的反应器其ABR段对废水中的悬浮固体有良好的截留能力。在35L/d的流量下其对SS的去除率为80.6%，在20L/d的流量下其对SS的去除率高达90%，2种流量下的COD去除率相差10%左右，相差不大；从实测数据看，第1隔室的SS去除率最大，因此，对于高SS废水，增大第1隔室的容积，不仅可以提高SS的去除率，同时可提高反应器的抗冲击能力。运行过程中发现，ABR段对进水SS的波动有很强的适应能力，在固定流量下，即使SS发生突变，其出水仍较稳定。由于反应器有挡板隔开，又相互联通，每个隔室均有一定的调节作用，这亦是AAOBR具有较好的抗冲击负荷能力的原因之一。SS去除率较高的另一原因有可能是AAOBR的水解酸化效果较好，提高了污水的可生化性，并可以获得沉降性能良好的污泥，从而使整个系统获得了良好的SS去除效果。3结论在ABR基础上改进而成的AAOBR经近100d的实验运行结果表明，其COD去除率达到90%以上，SS去除率达到80%以上，具有良好的抗冲击负荷能力，反应器运行稳定。值得注意的是，AAOBR的ABR段对COD的去除呈波浪性提高，增加的缺氧段、好氧段及缺氧段与好氧段的部分回流对提高出水水质具有很好的促进作用。［参考文献］［1］于凤，陈洪斌.屠宰废水处理技术与应用进展［J］.环境科学与管理，2005，30（4）：84-87.［2］沈耀良，王宝贞.废水生物处理新技术理论与应用［M］.2版.北京：中国环境科学出版社，2006：47-58.［3］BachmannA，BeardVL，McCartyPL.Performancecharacteristicsoftheanaerobicbaffledreactor［J］.Wat.Res.，1985，19（1）：99-106.［4］贾洪斌，赵大传，王力民.挡板式水解酸化法处理印染废水的中试试验研究［J］.工业水处理，2001，21（1）：39-41.［5］曾国驱，任随周，许玫英