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屠宰废水的处理方法

屠宰废水的处理方法为水解、酸化、产乙酸和产甲烷四个阶段。在水解阶段,高分子有机物被细菌胞外酶分解为能够溶解于水并能够透过细胞膜的小分子物质;在酸化阶段,水解后的小分子物质在酸化菌的细胞内转化为更简单的化合物并分泌至细胞外;在产乙酸阶段,水解酸化阶段的产物被产乙酸菌进一步转化为乙酸、氢气、二氧化碳以及新的细胞物质。

屠宰废水的处理方法

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概述

   随着肉制品食品需求不断增加,屠宰工业发展迅猛。据统计,屠宰业每年排放废水近20亿吨,占全国废水总排放量的6%左右。鉴于屠宰业废水排放量较大,其水质又具有一定的特性。屠宰废水含有大量的血污、油脂、油块、毛、肉屑、内脏杂物、未消化的食料和粪便等污染物,外观呈令人不快的血红色,并具有使人厌恶的气味。此外,在屠宰废水中,还含有粪便大肠杆菌、粪便链球菌一级沙门氏菌等与人体健康有关的细菌,但一般不含毒物质。

屠宰废水所含污染物主要为呈溶解、胶体和悬浮等物理形态的有机物质,其污染指标主要有BODCODSS等,此外还有总氮、有机氮、氨氮、硝态氮、总固体、总磷、硫酸根、硫化物和总碱度等。在微生物方面的指标为大肠杆菌。

与一般的工业废水相同,屠宰废水的水质受加工对象、生产工艺、用水量、工人劳动素质和设备水平等方面的影响,在水质方面的变动较大,不仅国内、国外的数据有很大的差异,即使在国内,不同厂家废水的水质也有较大的不同。

屠宰废水主要来自:宰前饲养场排放的畜(禽)粪冲洗水;屠宰车间排放的含血污和畜(禽)粪的地面冲洗水;烫毛时排放的含大量畜(禽)毛的高温水;剖解车间排放的含肠胃内容物的废水等。废水主要来自屠宰、煺毛、解体、开腔、清洁、冲洗等各工序及车间设备和地面冲洗。废水中含有血、毛、油脂、碎肉、杂质等,水质恶劣,悬浮物600-3000mg/L,油脂含量200-1000 mg/L,大肠杆菌2.38×106-2.38×107/L,食品工业原料广泛,制品种类繁多,排出废水的水量、水质差异很大。废水中主要污染物有(1)漂浮在废水中固体物质,如菜叶、果皮、碎肉、禽羽等;(2)悬浮在废水中的物质有油脂、蛋白质、淀粉、胶体物质等;(3)溶解在废水中的酸、碱、盐、糖类等:(4)原料夹带的泥砂及其它有机物等;(5)致病菌毒等。食品工业废水的特点是有机物质和悬浮物含量高,易腐坏,一般无大的毒性。其危害主要是使水体富营养化,以致引起水生动物和鱼类死亡,促使水底沉积的有机物产生臭味,恶化水质,污染环境。屠宰废水中主要含有大量的血污﹑毛皮﹑碎肉﹑内脏杂物、畜(禽)毛﹑未消化的食物以及粪便等污染物,悬浮物浓度很高,水呈红褐色并具有明显的腥臭味,是一种典型的有机废水。

  随着我国屠宰工业的不断发展,每年都会产生大量的这种高浓度有机废水,若不经过有效处理直接外排,必然会对当地的地表水体造成污染,不仅影响经济发展,而且还危及生态安全。

  为了企业发展的需要,某屠宰公司根据当地政府相关环境污染治理法规的要求,需配套建设日处理30吨的废水处理站一座,以有效解决生产废水的治理问题。

 

屠宰废水的处理方法设计依据、原则及范围

2.1 设计依据

1)建设单位提供的污水水质、水量等基础资料

2)《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)

3)《给水排水工程结构设计规范》(GB50069-2002 

4)《给水排水构筑物工程施工及验收规范》(GB50141-2008

5)《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93

6)《给排水工程概预算与经济评价手册》

7)《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012

8)《中华人民共和国环境保护法》

9)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011

10)《水处理设备技术条件》(JB2932-1999)

11)《肉类加工工业水污染物排放标准》(GB13457-92

2)现场安装

1)机械设备安装工程施工及验收通用规范(GB50231

2)排水工程机电设备安装质量检验评定标准(SZ-06-99

3)泵安装技术规范(SD204-98

4)低压流体输送用焊接钢管(GB/T3092-93

5)电气装置安装工程电缆电线施工及验收规范

 

2.2 设计原则

2.2.1 设计思路

在屠宰污水处理系统的设计中,本着技术先进适用、工艺措施针对性强、系统可靠稳定、运行易开易停,一次性投资与日常运行费用综合zui省、zui大限度的减少场地占用面积及zui大限度的使用原有的处理设施的原则;通过对目前国内外同类污水处理技术的综合分析,特别是相同工程的实际经验。

2.2.2 设计原则

1)从企业角度出发,密切实际情况进行设计;

2)采用成熟的工艺技术,保证处理效果稳定可靠;

3)在保证达标排放的前提下,尽量减少建设投资;

4)努力作到全系统操作简单,便于管理,zui大限度减少运行费用;

5)优化工程结构,尽量减少占地面积;

6)设计中严格执行国家的有关法律、规定,标准和规范。

2.3 设计范围

本方案设计范围为污水处理工程的全部处理工艺设计,包括设备选型、安装工程等直接工程和本工程的设计、调试、培训等间接工程;但不包括处理工程土建施工、外部供电、引水、排水和绿化、道路等辅助工程,也暂不考虑污水处理站的通讯、交通运输和供配电、供热、采暖等辅助工程。

 

设计水质水量

3.1污水处理规模

  屠宰废水属易于生物降解的高悬浮物有机废水,其水质、水量变化范围较大。一是具有明显的季节性,其排水量在一年中变化较大;二是具有非连续性,在一日之中变化较大。变化系数一般可达2.0以上。本项目主要是对杀猪废水进行处理,处理后的出水达标外排。设计处理规模30 m³/d

3.2 设计进水水质

根据屠宰企业一般污水水质和我公司同类污水处理工程的实践经验,出水水质需达到《肉类加工水污染物排放标准》(GB13457-92)表3中一级标准,本工程设计水质如下:

项目

进水指标

出水指标

PH

  6-8.5

 68.5

CODcr

2500mg/L

80mg/L

BOD5

1300mg/L

25mg/L

SS

1300mg/L

60mg/L

动植物油

200mg/L

15mg/L

氨氮

120 mg/L

15mg/L

粪大肠菌群

 

5000/L

说明:由于业主未提供原水水质,本表中原水水质参考同类企业污水水质。

 

处理工艺

4.1 污水分析及工艺选择

  参照屠宰环境,屠宰场污水的特点是:①污水的可生化降解性好,生化降解速度快,适于生物处理;②污水中含有大量的细菌、病毒、寄生虫卵和一些有害物质,在排放之前必须经过消毒处理;③污水水质和水量波动较大,必须加强调节以稳定污水水质水量,避免冲击负荷对生物处理设施的影响;④污水中含有大量的固体悬浮物质如粪便等,这些固体物质大多具有可沉淀、可分解的性质,因此必须加强污水的预处理工艺以去除这些悬浮物质,减轻后续处理工序的负荷。总之,该屠宰污水中不仅含有有机污染物,而且含有大量的病原微生物,因此在治理工艺中既要考虑消毒灭菌的卫生指标,也应兼顾CODBOD等环保指标。

本着投资少、效益高,优先采用适合我国国情的使用技术原则,根据目前国内屠宰废水处理技术的现状,在综合考察各种废水治理技术的基础上,结合本项目的实际,按照业主要求,污水处理构筑物采用地埋式一体化形式,处理工艺采用“格栅+隔油池+调节池+气浮+厌氧+A/O+二沉+消毒”,所处理的污水再采用“二氧化氯消毒”进行消毒处理后排放。

  污水首先经格栅去除大颗粒垃圾杂物后进入隔油池,去除大部分油脂,油水分离。后再进入曝气调节池,污水经由提升泵提升至高效气浮机,污水在PACPAM的作用下进一步去除污水中的SS后自流进入中间水池,中间水池内的污水经由中间水泵提升至厌氧池,废水在本单元中进行水解、酸化等一系列厌氧反应,其目的是将大分子量的蛋白质等有机污染物分解成分子量较小的有机物,以利于下一级单元的好氧生化处理。厌氧池出水进入缺氧池,进行反硝化,降低有机物浓度,通过硝化液的回流,去除污水中的总氮,并提高氨氮的去除率。缺氧池出水进入接触氧化池,内设填料,增加污水与好氧微生物的接触面积,使污水中的有机物等大幅降低。经好氧处理后的污水自流进入二沉池进行泥水分离,上清液进入消毒池,经二氧化氯发生器消毒后达标排放。

4.2处理工艺单元说明

4.2.1格栅渠

  屠宰废水中含有大量的大颗粒杂质,动物皮毛等。这些杂物进入后续处理设施会形成浮渣,甚至堵塞管路和设备,必须予以隔除。进水前端设置格栅,废水经格栅去除污水中较大渣滓污染物质如碎骨、内脏碎块、碎皮肉等较大物质既能保证水泵正常运转又能减少水泵磨损。由于污水水量较小,格栅的栅渣一般采用人工清除,因此本设计中拟采用手工格栅作为拦污措施。

4.2.2隔油池

  屠宰废水中含有大量的动植物油脂。当废水中油脂浓度超过40mg/l时,油脂粘附于微生物菌团表面,将阻断废水与微生物菌团的接触,使生化去除效率下降;因此该废水必需采取必要的预处理及物化处理,尽量降低进入生物处理构筑物中污水的油脂含量,再进行生化处理,确保生化处理的正常。隔油池截留了大部分的油脂漂浮物,沉淀了部分杂质,其出水一般不会给管道造成堵塞,使污水油水分离,提高污水的可生化性。

4.2.3调节池

调节池是作为废水水量调节和均质的构筑物,由于生产废水在白天与夜晚排放具有时段不均匀性、时变化系数较大的特点。要使后续处理系统均衡地运行,尽量减少生产废水冲击负荷的影响,以达到理想的处理效果,则需设调节池,对废水水量进行调节并均质,使调节池提升泵始终按平均处理水量向后续处理系统供水,资料统计,调节池有效容积按6-10倍平均小时处理量计算。池末端安装污水提升泵2台,用于将水提升到气浮池,11备。提升泵的运行受液位浮球控制。调节池中的水位处于高液位时水泵自动启动;处于低液位时水泵自动停止。

 

4.2.4气浮机

屠宰废水及冲洗废水中含有大量的油脂,必须采用气浮工艺使油水分离。

气浮采用一体化气浮装置,它由池体,溶气罐、空压机及回流水泵组成,由一个电控箱进行控制操作。废水中有大量的细小悬浮物及油脂,通过气浮装置的处理可大大降低上述污染物浓度,在气浮设备工作时加入高分子絮凝剂,废水经加药反应后进入气浮池内,与通过TJ型释放器释放的气泡充分混合接触,使水中的絮凝体粘附在微小气泡上,释放的气泡平均直径Φ30um左右,絮体浮向水面形成浮渣,浮渣聚集到一定厚度后,由刮渣机刮入气浮泥槽道送到污泥干化池,气浮池下层的清水一部分经溶气泵抽送供溶气水使用,剩余的清水通过溢流管进入中间水池。

对含有细分散亲水性颗粒杂质的屠宰废水,采用气浮法处理时,通过投加絮凝剂产生絮凝颗粒,絮凝颗粒与污水中的杂质吸附并随由曝气头产生的微小气泡一起上浮,浮于气浮机中的水面上,通过刮板把杂质刮出,可以有效的去除废水中的有机杂质及其他悬浮物,为后续反应做准备。

 

4.2.5中间水池

气浮机出水进入中间水池过度,通过中间水泵提升至厌氧池。

设计流量:30m³/d

结构尺寸:L×B×H=1000mm×2000mm×2300mm   

结构形式:碳钢防腐(一体化设备内部)

 

4.2.6厌氧池

屠宰废水中的有机物主要为蛋白质和脂肪,难以被一般的好氧菌直接利用,其生物降解过程中一般是先通过酶的作用分解成氨基酸、碳水化合物等小分子有机物,然后方可被好氧菌直接利用。另外,本废水的污染物浓度较高(CODcr2500mg/L左右),直接用好氧工艺去除全部的有机物将消耗大量的电能,势必增加系统的运行费用。为了节省运行成本,选择一种既要处理效果好,又要节省运行成本的工艺是非常重要的。在屠宰废水处理中常用的厌氧方法有完全厌氧和不完全厌氧即水解酸化,水解酸化是完全厌氧的主要阶段。

完整的厌氧过程分为水解、酸化、产乙酸和产甲烷四个阶段。在水解阶段,高分子有机物被细菌胞外酶分解为能够溶解于水并能够透过细胞膜的小分子物质;在酸化阶段,水解后的小分子物质在酸化菌的细胞内转化为更简单的化合物并分泌至细胞外;在产乙酸阶段,水解酸化阶段的产物被产乙酸菌进一步转化为乙酸、氢气、二氧化碳以及新的细胞物质;在甲烷化阶段,产乙酸阶段产生的乙酸、氢气、碳酸以及甲酸、甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。

厌氧工艺对高浓度有机废水的处理具有容积负荷高、去除效果明显、抗冲击能力强、产甲烷菌活性强、污泥浓度高的优势。利用厌氧菌的作用,使有机物发生水解、酸化和甲烷化。去除废水中的有机物,并提高污水的可生化性,有利于后续的耗氧处理。

 

4.2.7缺氧池

A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧基础氧化段串联在一起,ADO不大于0.2mg/L,在缺氧段异养菌将污水中的悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机物,当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时,可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段,异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3NH4+),在充足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-NNH4+)氧化为NO3-,通过回流控制返回至缺氧池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成CNO在生态中的循环,实现污水无害化处理。

4.2.8接触氧化池

废水经缺氧段处理后,进入好氧段接触氧化好氧处理系统。控制该好氧段DO=24mg/L

生物接触氧化法又称淹没式生物滤池,其形式是在曝气池内填充填料并让充氧的污水浸没全部填料,同时以一定的流速流经填料。经过一段时间,在填料上布满由多种好氧微生物而形成的生物膜。充氧污水与生物膜充分接触,污水中的有机物在多种好氧微生物新陈代谢作用下,被吸收、消化而去除,使污水得以净化。生物接触氧化是一种介于活性污泥和生物滤池两者之间的生物化学处理技术,是具有活性污泥法特点的生物膜法,生物接触氧化池是利用固着在填料上的生物膜吸附与氧化废水中的有机物。其特点:一是氧化池内供微生物固着的填料全部淹没在废水中;二是池内采用氧利用率高的高效曝气设备鼓风的曝气方法,提供微生物氧化有机物所需要的氧量,同时对污水起搅拌混合作用;三是净化废水主要靠填料上的生物膜,但氧化池废水中尚有一定浓度的悬浮生物量,对废水起一定的净化作用。因而兼具两者优点。

生物接触氧化工艺的特点在于:工艺流程简单,运行操作方便,不产生污泥膨胀,抗冲击负荷能力强。特别是填料上的生物膜含有大量、多种微生物,形成了一个稳定的生态系统和生物链,从而处理效率很高,由此也缩小了池容,减小了占地面积。特别是对较高浓度的有机废水,当其与缺氧过程的水解酸化技术联合使用并且接触氧化池采用多格串联运行的情况下,可以很容易的实现污水足够的停留时间,因此可以取得理想的处理效果,保证出水水质。

该系统的特点是:

1)池内装填生物载体,载体比表面积大,孔隙率高,生物附着力强,挂膜性能好,挂膜快,生物膜稳定,不易结垢和堵塞,具有良好的机械性能和化学性能。

2)系统抗冲击能力强,对温度和PH适应范围宽,恢复启动快;
3)污泥量少,只有普通活性泥法的3-5%,可节省污泥处理费用和劳动强度;
4)工艺运行稳定、安全、可靠,运行费用低,操作管理简便。

 

4.2.9二沉池

废水经接触氧化池后自流到沉淀池,本池系接触氧化池出水进行固液分离的构筑物,功能是将水中老化的生物膜及SS除去。接触氧化池对污水进行生化降解过程中,会产生许多脱落下来的生物膜(污泥)悬浮于水中,这些生物膜必须从水中分离出去,才能保证处理水悬浮物及有机物达标排放。固设置二沉池,对沉淀池内废水进行泥水分离,去除污水中的SS

 

4.2.10消毒池

  污水经生化处理后,除部分细菌随污泥沉淀下来外,大部分大肠杆菌、粪便链球菌等致病菌仍然存在污水中,必须进行消毒处理。目前,污水的消毒方式很多,如臭氧法、次氯酸钠法、二氧化氯法等。虽然次氯酸钠法具有投配方便、价格低廉、可靠性高等优点,但是会与水中某些有机物结合生成有致癌作用的有机卤化物。而二氧化氯是公认的优质消毒剂,其杀菌效果好,是次氯酸钠的理想替代产品。本系统采用二氧化氯法进行消毒。消毒池采用平流式隔板接触反应装置,以提高接触时间,取得较好的消毒效果。向水中投加二氧化氯,不仅可以起到很好的消毒效果,同时具有高效的除臭能力。

4.2.11污泥池

结构尺寸:500mm×2000mm×2300mm   

结构形式:碳钢防腐(一体化设备内部)

    量:1

4.2.12设备间

结构尺寸:3000mm×2000mm×3000mm   分为两间

结构形式:砖混或轻钢

数量:1

4.2.11一体化设备基坑

结构尺寸:7000mm×5000mm×2300mm  

    1

底部下设20cm  C25混凝土垫层


 

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