水解酸化生物吸附再生接触氧化工艺处理屠宰废水

水解酸化-生物吸附再生-接触氧化工艺处理屠宰废水深圳市食品总公司肉联厂位于深圳罗湖清水河仓库区，是深圳市的大型肉联厂之一，生产规模为日宰生猪1700头。随着该厂屠宰量的扩大，其生产废水量也随之增加，工厂原有的一套500m3/d废水处理系统无法满足目前水量和水质的要求。为了提高处理能力，改善出水水质，废水处理扩改工程于1999年71400m3/d，2000年7月完成并投产，2001年1月通过环保验收，废水经处理达到当地环保要求，即pH＝6～9，BOD≤60mg/L，COD≤130mg/L，SS≤150mg/L。经过一年多的运行，该废水处理扩改工程处理效果稳定，出水水质优于设计要求。1废水来源与性质进入废水处理系统的废水主要来自各屠宰车间，包括猪屠宰废水、宰牛羊废水、圈栏冲洗废水、洗车场废水等，并预留了三鸟(禽类)屠宰废水的处理，肉类加工综合废水是上述废水的混合废水。肉类加工综合废水具有以下特点：①水质、水量在一天内的变化比较大。因为肉联厂屠宰过程集中在夜间至凌晨，这一时段为排水高峰期，白天相对较少；②有机污染物含量高。废水主要成分有动物血污、油脂、粪便、内脏残屑和无机盐类等，COD一般在1500～4000mg/L，最高时达6000mg/L；③可生化性较好，BOD/COD大于0.6；④废水中含有大量的毛、内脏残屑和食物残渣等，悬浮物含量高。2废水处理工艺2.1工艺流程新扩改废水处理工程采用水解酸化?生物吸附再生?接触氧化?气浮组合工艺，处理流程分为A段和B段，A段采用吸附再生活性污泥法，B段采用接触氧化法。由于废水COD、悬浮物等污染物浓度高，因此在A段前加强了预处理，设置了格栅、转筛、初沉以及水解酸化处理单元，在B段处理之后，应厂方要求为进一步提高出水水质，使处理出水回用于洗车、冲地等，采用气浮工艺保证出水水质。工艺流程见图1。图1处理工艺流程2.2工艺特点根据水质情况，屠宰废水中含有大量的毛、内脏残屑和食物残渣等，悬浮物含量高，因此在预处理阶段采用了强化措施保证后续生物处理阶段的稳定运行。原水由粗格栅、转耙式机械细格栅拦截漂浮物，大的杂物如残留的动物内脏等，再通过旋转式机械细格栅去除毛、渣等悬浮物。剩下未充分去除的悬浮物再经初沉池沉淀，出水进入水解酸化池。对悬浮物的充分去除可防止堵塞水解池布水系统。水解酸化池由兼性菌在缺氧或厌氧条件下进行厌氧反应过程中的水解和酸化阶段，这一阶段控制DO小于0.2mg/L，停留时间10h，提高废水的可生化性，并去除一部分COD和SS。好氧生物处理阶段由A，B二段串联的生物处理工艺组成，A段采用吸附再生活性污泥法，B段采用接触氧化法，是AB法的一种组合工艺。A段在好氧或兼氧条件下高负荷运行，曝气池由分建的吸附池和再生池组成，吸附池DO值控制在0.2～0.7mg/L，水力停留时间短，污泥产率较高，可在短时间内泥水充分混合，利用污泥的絮凝和吸附作用迅速去除大量的有机物，泥水混合液进入中间沉淀池，沉淀池的污泥回流至再生池，在再生池经过曝气后，降解所吸附的有机污染物使污泥恢复活性，重新回到吸附池进行吸附过程。吸附池和再生池均采用射流曝气方式，具有节省能耗、氧利用率高、无噪音、运行管理方便的优点。A段以絮凝、吸附作用为主导作用去除废水中非溶解性有机物如悬浮物质、胶体物质?高，因而对冲击负荷的敏感性较小，去除效果稳定。原水的浓度变化在A段得到明显的缓冲，B段只有较低的、稳定的污染负荷，污染物和有毒物质的冲击不再影响B段，从而保证了净化效果。当要求脱氮时，通过调节A段的BOD去除率，能使反硝化所需的BOD/N比值得到优化调节。B段接触氧化池采用低负荷曝气运行方式，且水力停留时间较长，DO值控制在2.5～3.5mg/L。此AB二段组合工艺优点是A段负荷高，污泥絮体具有较强的吸附能力和良好的沉降性能(SVI约为40～50mL/g)，抗冲击负荷能力很强，对有毒物质的影响具有很大的缓冲作用，特别适于处理浓度较高、水质水量变化较大的废水。但产泥量较高，需采取相应的污泥处理措施。B段二沉池出水中的少量难沉降的脱落生物膜通过气浮处理进一步去除，以提高出水水质。污泥浓缩池受纳初沉池、水解池、中间沉淀池、二沉池的剩余污泥和气浮池的浮渣，形成混合污泥，浓缩后再经脱水处理，改造后污泥脱水系统利用带式压滤机替代原有的板框式压滤机，使劳动强度大大降低，并且使污泥处理能力增加。AB流程遵循了以下两条基本原理［１］：①与单段系统相比，A段和B段的回流系统严格分开，微生物群体完全隔开的两段系统能取得更佳和更稳定的处理效果；②对于一个连续工作的A段，由外界连续不断地接种具有很强繁殖能力和抗环境变化能力的短世代原核微生物，大大提高了处理工艺的稳定性。3废水处理设施的主要工艺参数3.1格栅井L×B×H4.25m×0.8m×1.57m，采用原有设备，在人工粗格栅后设1台RAG型转耙式自动机械细格栅，功率0.55kW，栅距3mm。3.2集水池L×B×H5.12m×3m×3.65m，有效水深2.3m。屠宰废水间歇排放，集水池可汇集厂区的废水、污泥脱水的压滤水和污泥浓缩池的上清液再由泵提升至调节池。集水池上建提升泵房，泵房原有2台液下式废水提升泵，Q=75m3/h，H=10m，N=3kW，扩改后新增1台100YW80-10-4型液下式提升泵，Q=80m3/h，H=10m，N=4kW，当厂区废水量大时则启动一大一小2台泵抽水，水量不大时，1台泵可满足使用要求。3.3调节池L×B×H=11.45m×9.45m×5m，有效水深4.4m，水力停留时间8h。改造后取消池内原有的预曝气系统。调节池进口处原有网筒直径800mm的回转式机械格栅(转筛)1台，扩改后新增11000mm的RFG1018回转式机械格栅，转速40r/min，栅缝尺寸1mm，处理能力150m3/h，功率1.1kW。转筛网格用回用水冲洗。集水池废水由泵提升经转筛去除水中细小的毛、渣等悬浮物后进入调节池。调节池投WQ60-13-4型潜水提升泵2台，1用1备，单台性能参数为Q＝60m3/h，H=13m，N=4kW，采用液位和手动控制，将废水提升至初沉池。潜污泵配套自耦装置。进入初沉池的管道安装1台LDG型电磁流量计读取进水流量。3.4初沉池初沉池采用1座平流式沉淀池，平面尺L×B=17.4m×2.975m，有效水深3.5m，表面负荷1.16m3/(m2·h)，泥斗容积76m3。沉淀时间3h。池面用1台XB-29-1型行走撇渣吸泥机撇渣排泥，撇渣吸泥机浮渣挡刮板撇除池面浮渣，底部用潜污泵来回移动吸除泥斗污泥，浮渣和污泥通过高位的污泥槽排入污泥浓缩池。3.5水解酸化池水解酸化池1座，L×B×H＝17.4m×6.25m×6.8m，有效水深6.1m，水力停留时间10h。中间进水槽将池面分为2格，槽内由支管通向池底均匀布水，池内设组合填料用于微生物挂膜，填料高3m。为防池底污泥沉积，底部分配3根排泥管重力排泥，通过阀门控制可兼作二沉池污泥回流管用。3.6A段A段生物处理单元包括生物吸附池、污泥再生池、中间沉淀池，设计污泥回流比100%。3.6.1吸附池吸附池分为2L×B×H=3.75m×1.5m×6.3m，有效水深5.8m，水力停留时间30min，设计DO值0.2～0.7mg/L，容积负荷14kgBOD/(m3·d)。每池采用1台JA35-100型潜水射Q=80m3/h，H=13m，N=5.5kW3.6.2污泥再生池污泥再生池1座，L×B×H=7.7m×3.9m×6.3m，有效水深5.9m，设计DO值1～2mg/L。采用3台干式射流泵曝气充氧，使污泥恢复活性后回流至吸附池。射流泵型号为150WL145-10-7.5，2用1备，单机性能参数Q=100m3/h,H=10m，N=7.5kW。实际运行过程中为了调整供气量，将其中的1台更换成100WL70-12-5.5型，Q=70m3/h，H=10m,N=5.5kW。3.6.3中间沉淀池竖流式沉淀池1L×B=7.7m×7.7m。表面负荷1.01m3/(m2·h)，沉淀区有效水深3.6m，废水沉淀时间1.8h。污泥斗容积42.7m3。设2台100WL70-15-7.5型离心泵，通过阀门控制排除剩余污泥和向再生池回流污泥，单机性能参数Q=60m3/h，H=15m,N=7.5kW，回流污泥时兼有射流曝气向再生池充氧的作用。3.7B段B段生物处理单元包括接触氧化池和二沉池。3.7.1接触氧化池分为2池，并列运行，每池尺寸L×B×H=13.45m×4.6m×5.5m,有效水深5m，容积负荷0.5kgBOD/(m3·d)，停留时间10h，设计DO值2.5～3.5mg/L，池内设组合填料，高度3m，池底均布穿孔不锈钢管曝气，采用TSC-100型罗茨鼓风机曝气，2用1备，风量Q=6.4m3/min，功率N=11kW，气水比为12∶1。3.7.2二沉池圆形辐流式，1座，中心进水，周边出水。直径×水深=10.4m×4.8m，表面负荷0.70m3/(m2·h)，沉淀区有效水深3m，停留时间4h，污泥斗容积12.1m3。剩余污泥用65WL60-13-4型离心泵排除，单台性能参数Q=60m3/h，H=13m，N=4kW。采用GZG-10.4周边传动刮泥机刮泥，N=0.55kW，池底由刮板将污泥集中，池面少量上浮污泥用挡板刮入排渣口。3.8气浮池L×B×H=5m×2.5m×2.1m，有效深度1.7m。处理水量60m3/h。溶气泵50DL12-12.5×5，N=5.5kW，Q=12.6m3/hNAE800.7m，高度3m，罐内装填料增加气水接触面积。空压机Z-0.2/101台，可与污泥脱水机共用。刮渣机ZW-25，N=1.1kW。气浮反应区投加液体PAC，混合区安装8个释放器。3.9污泥处理单元3.9.1污泥浓缩池间歇式重力浓缩池1座，L×B×H=3.7m×3.7m×4.3m，有效水深3.9m。池中心进泥。经浓缩后污泥含水率95%，由污泥输送泵输送到污泥脱水机脱水。污泥浓缩池上清液返回集水池。3.9.2污泥脱水系统污泥脱水系统包括BSD带式压滤机1台、G50-1污泥输送泵2台(1用1备)，Q＝2.7～8.6m3/hS1218溶药搅拌装置1套、KCB33.3型药液输送泵2台(1用1备)、JT-80静态混合器4个、DK1000集中电柜1座和空压机1台(与气浮系统共用)，处理能力6m3/h，总功率10kW。高分子絮凝剂在静态混合器中与被输送的污泥均匀混合，形成絮体后，压滤脱水。脱水滤饼含水率75%～80%，外运作为花肥，压滤水返回集水池。3.10设备间、化验室两层框架结构，平面尺寸为11m×8.8m。一层为设备间，设置气浮池和气浮系统、污泥浓缩池、鼓风机、二沉池剩余污泥泵、脱水机污泥输送泵等；二层设化验室、脱水机房、总控电柜室和值班室。值班人员在二层监控整个废水处理系统的运转情况，各设备采用总控室和现场两地开停。4运行情况和处理效果该工程于2000年7月建成后进行工艺调试，使出水达标排放。由于肉联厂废水具备培养活性污泥所需的菌种和营养物，因此调试阶段采用同步培养驯化活性污泥的方式，并把试运行阶段融于调试阶段的中后期进行，以确定最佳的运行条件。在污水站化验室配备COD消解仪、溶氧仪等仪器设备，每天同步监测DO、SV、SVI、COD并控制污泥回流量和剩余污泥排放量。调试初期，曝气时产生大量泡沫，但经过20d的培养，曝气池污泥生长良好时，此时A段吸附池SV达35%，泡沫逐渐下降。深圳市环保局于2001年1月对该工程进行环保验收，各项监测结果见表1。表12001年1月出水水质监测结果此后经过连续一年的运行结果表明，出水水质稳定并优于设计要求。深圳市环境保护监测站对废水的监测结果见表2。表22001年4月～10月出水水质监测结果监测月份pHCOD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)2001047.668513522001067.517834582001077.636120182001087.58807342001097.375016162001107.5453934排放标准6～9130601