CN103771666B

CN103771666B - 一种屠宰废水节能处理方法

Info

Publication number: CN103771666B
Application number: CN201410052748.6A
Authority: CN
Inventors: 于涛; 姜晓冰; 王艳博; 赵凤梅; 张雅凌; 余冬
Original assignee: Xinxiang University
Current assignee: Xinxiang University
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2034-02-17
Also published as: CN103771666A

Abstract

本发明公开了一种屠宰废水节能处理方法，包括以下步骤：（1）屠宰废水经栅隙为3mm的全不锈钢结构机械格栅过滤；（2）经过机械格栅过滤的废水经过水泵提升进入水力旋转筛；（3）经过水力旋转筛的废水进入隔油沉淀调节综合池；（4）综合池出水进入厌氧氨氧化反应器；（5）厌氧氨氧化反应器出水进入中间沉淀池，污泥回流至厌氧氨氧化反应器；（6）中间沉淀池出水进入复合垂直流人工湿地系统；（7）人工湿地出水进入消毒池，经二氧化氯消毒后排放。本发明能够以较低的设备投入和运行管理费用，达到有效去除屠宰废水中有机物、氨氮和SS等污染物的目的，出水水质达到行业一级排放标准，为屠宰废水的节能处理提供了新的方法。

Description

一种屠宰废水节能处理方法

技术领域

本发明涉及一种屠宰废水节能处理方法，属于食品废水处理技术领域。

背景技术

屠宰加工企业的废水主要包括饲养车间的待宰牲畜圈冲洗废水，屠宰车间的牲畜淋浴废水、烫猪池高温水、白条清洗废水，副产车间的副产品及头蹄尾整理清洗废水，分割车间的清洗废水及清洗设备、冲洗地坪等产生的废水；此外还有来自冷冻机房的冷却水和卫生间、浴室、食堂等处排放的生活污水。其中含有大量血污、皮毛、碎骨肉、油脂、内脏杂物、未消化的食物以及粪便等污染物质。该废水一般不含重金属，生化性较好，但COD_Cr、BOD₅、氨氮、油脂、SS等指标均较高，水呈红褐色且有腥臭味，为典型的有机废水，如不经处理直接排放，会对生态环境造成负面影响。

目前对于屠宰废水主要采用生物法进行处理，常见的主体工艺包括接触氧化法、序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor，SBR）、周期循环活性污泥法（Cyclic Activated Sludge System，CASS）、曝气生物滤池（Biological Aerated Filter，BAF）等。这些工艺有一个共同的特点，就是需要曝气设备，而曝气风机价格较高，且功率都较大，其能耗占到废水处理成本的相当大一部分。同时，曝气设备及管线需要经常进行维护，否则可能会由于曝气量不足或曝气不均而影响废水处理效果。另外，由于屠宰废水中油脂和SS含量较高，一般都会采用需要使用大量药品的混凝沉淀或气浮工艺进行预处理，这样进一步增加了废水处理成本。因此，开发一种建设、运行和维护成本低，处理效果好的屠宰废水处理方法，无论是对于屠宰生产企业的良性发展，还是生态环境的保护，均具有重要的现实意义。

厌氧氨氧化（Anaerobic Ammonium Oxidation，ANAMMOX）工艺由是荷兰Delft技术大学Kluyver生物技术实验室所开发，该工艺在厌氧条件下，以CO₂或HCO₂ ^-为碳源，以NH₄ ⁺-N为电子供体，NO₂ ^--N为电子受体，将NH₄ ⁺-N直接转化为N₂，从而达到脱氮的目的。该工艺不需要氧气和外加碳源，十分适合处理低C/N的高浓度氨氮废水。

人工湿地是应用天然湿地净化功能基础上发展起来的一种污水处理资源化生态工程新技术，具有基建投资低、运行费用少、增加绿地面积、改善和美化生态环境、维护与管理相对简单、处理效果好等优点。其净化途径包括过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物代谢等，通过物理、化学和生物的协同作用，可有效去除废水中的悬浮固体、有机物、氮、磷、重金属和病源微生物。根据废水在湿地内部流态的不同，人工湿地可分为多种类型，其中复合垂直流人工湿地独特的“下行-上行”水流方式有效解决了其它类型湿地易出现的“短路”现象，形成了下行池好氧、上行池部分厌氧的复合水处理结构。同时该技术能够充分利用基质、植物和微生物的综合作用，对废水中的有机物和悬浮物有显著的去除效率。此外，复合垂直流人工湿地独有的流态和结构形成了良好的硝化与反硝化功能区，使得其对氨氮的去除效果要明显优于其它类型的湿地。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种低耗高效的屠宰废水节能处理方法，根据屠宰废水的水质特点和处理工艺现状，提出了“隔油沉淀调节综合池+ ANAMMOX反应器+复合垂直流人工湿地”组合处理工艺，屠宰废水经处理后，水质可达到《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB 13457-1992）中一级排放标准的要求，且处理成本较低。

本发明的技术方案为：一种屠宰废水节能处理方法，其特征在于包括以下步骤：（1）屠宰废水经栅隙为3 mm的全不锈钢结构机械格栅过滤；（2）经过机械格栅过滤的废水经过水泵提升进入水力旋转筛，进一步去除水中的杂质，所述的水力旋转筛的额定处理流量不小于进水平均流量的2倍；（3）经过水力旋转筛的废水进入隔油沉淀调节综合池，综合池由隔油沉淀区和调节区构成，隔油沉淀区浮油由机械设备收集后直接外运或排入储渣池，过滤液回流入调节池，污泥由污泥泵抽至污泥浓缩池，综合池总水力停留时间不小于16 h，其中隔油沉淀区水力停留时间不小于4 h，水平流速2-3 mm/s，表面水力负荷不大于1.0 m³/(m²·h)，沉淀有效水深2 m，污泥斗容积不少于2 d污泥量，沉淀池单格长宽比不小于4，长深比不小于8，调节区设置曝气系统和pH调节装置，曝气系统的布气管采用穿孔管形式，间歇曝气，pH调节装置将废水中的pH值控制在6.5-7.5的范围内，使废水中的氨氮在亚硝化自养菌作用下部分转化为后续厌氧氨氧化反应所需的NO₂ ^--N，曝气时DO浓度控制在0.7-1.3 mg/L，调节区出水NO₂ ^--N与NH₄ ⁺-N的质量浓度比值控制在0.8-1.2；（4）综合池出水进入厌氧氨氧化反应器，厌氧氨氧化微生物菌群在厌氧条件下，以CO₂或HCO₂ ^-为碳源，以NH₄ ⁺-N为电子供体，NO₂ ^--N为电子受体，将NH₄ ⁺-N和NO₂ ^--N转化为N₂，从而达到脱氮的目的；（5）厌氧氨氧化反应器出水进入中间沉淀池，中间沉淀池采用竖流式沉淀池形式，表面负荷不大于0.8 m³/(m²·h)，进一步去除SS，防止由于SS过高造成人工湿地的堵塞，污泥回流至厌氧氨氧化反应器；（6）中间沉淀池出水进入复合垂直流人工湿地系统，在湿地基质、微生物和植物的共同作用下，进一步降解和去除废水中的有机物、氨氮和SS污染物质；（7）人工湿地出水进入消毒池，经二氧化氯消毒后排放。

本发明所述的屠宰废水节能处理方法，步骤（1）中机械格栅后设置集水井，集水井有效容积（以最低设计水位计）不小于井中最大一台水泵15min的出水量，且水泵每小时启动次数不大于3，水泵采用自动液位控制。

本发明所述的屠宰废水节能处理方法，步骤（4）中厌氧氨氧化反应器高度3-8 m，设置内回流，上升流速不大于0.5 m/h；NH₄ ⁺-N容积负荷不大于0.5 kg/(m³·d)，水力停留时间8-12 h，厌氧氨氧化反应器设置碱度调节装置和加热装置，北方寒冷地区需加设隔热保温层。

本发明所述的屠宰废水节能处理方法，步骤（6）中湿地系统由下行池和上行池串联组成，两池中间设有隔墙，底部连通，下行池中基质为砾石，从下到上分为3层，粒径分别为30-50 mm，15-30 mm，5-15 mm；上行池底层为粒径30-50 mm的砾石，中层为粒径15-30 mm的砾石，其上设置土工布滤层，土工布上再填充粒径较小的粗砂、高炉渣、硅藻土混合基质，池深0.8-1.2 m，下行池基质厚度比上行池高10-30 cm，底坡取0.5%-1%，水力停留时间12-24 h，基质表面种植净化植物，下行流表层铺设布水管，上行流表层布设收集管，基质底层布设排空管，污水首先经过布水管向下流行，穿越基质层，在底部的连通层汇集后，穿过隔墙进入上行池，在上行池中，污水由下向上流动至上行池表层，经收集管收集排出。

本发明所述的屠宰废水节能处理方法，步骤（7）中二氧化氯投加量为10-15 mg/L，消毒接触时间不小于0.5 h。

本发明与现有技术相比具有以下优点：（1）本发明仅在隔油沉淀调节综合池的调节区设置简单曝气系统，大大降低了曝气设备投入和运行费用；（2）本发明针对屠宰废水有机物、氨氮、SS浓度高，水质水量变化大的特点，提出ANAMMOX反应器-复合垂直流人工湿地工艺，实现了去除有机物和深度脱氮的目的，屠宰废水经处理后，出水可达到《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB 13457-1992）中一级排放标准的要求。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例。凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例

某年生猪屠宰量20万头的肉类加工企业，屠宰加工废水量300m³/d，原水水质指标如表1所示。

表1 某肉类加工企业废水水质指标

一种屠宰废水节能处理方法，具体步骤如下：

（1）废水首先流经栅隙为3 mm的全不锈钢结构机械格栅，去除猪毛、碎肉和大颗粒污染物后汇入集水池中，再利用一级提升泵将其提升至水力旋转筛，进一步去除猪毛等杂质；

（2）水力旋转筛出水经二级提升泵提升进入隔油沉淀调节综合池，在隔油沉淀区中，水中的油污由刮油机刮到砂滤池，砂滤池内装有滤砂，污油经过砂滤后用泥浆泵将滤液打回调节池，浮油定期由人工清理，沉淀的泥沙等悬浮物定期用泥浆泵打入浓缩罐中，废水经隔油沉淀区后进入调节区，其中设置简单曝气系统，通过间歇式曝气，将部分氨氮转化为NO₂ ^--N，同时去除一定量的COD和BOD，并使水质均匀，防止沉淀，综合池总水力停留时间不小于16h，实验中选取18.4 h，出水中COD为430 mg/L，悬浮固体浓度为171 mg/L，BOD₅为167 mg/L，氨氮为109 mg/L，动物油为14 mg/L；

（3）综合池出水自流入厌氧氨氧化反应器，为了使进水分布均匀，进水采用布水系统，反应器中装有组合填料，厌氧氨氧化微生物菌群在厌氧条件下通过厌氧氨氧化反应，降解废水中的氨氮和有机物，设置2座厌氧氨氧化反应器，高度3-8 m，本实验选取高度为4 m的厌氧氨氧化反应器，NH₄ ⁺-N容积负荷不大于0.5 kg/(m³·d)，本实验中NH₄ ⁺-N容积负荷0.25 kg/(m³·d)，水力停留时间8-12 h，本实验中的水力停留时间10 h；

（4）厌氧氨氧化反应器出水自流入竖流式中间沉淀池，表面负荷不大于0.8 m³/(m²·h)，本实验中选取0.7 m³/(m²·h)，污泥回流至厌氧氨氧化反应器，中间沉淀池出水中COD为264 mg/L，悬浮固体浓度为73 mg/L，BOD₅为90 mg/L，氨氮为21 mg/L，动物油为12 mg/L；

（5）中间沉淀池出水经溢流堰汇集后自流入复合垂直流人工湿地，进一步去除有机物、氨氮和悬浮物，湿地总面积200 m²，由串联的两个池（单池规格10 m×10 m）组成，分别称为下行池和上行池，两池中间设有隔墙，底部连通，池底坡降为0.5%-1%，本实验中选取5‰，水力停留时间12-24 h，本实验中选取16 h，下行池深110 cm，底层铺设粒径30-50 mm的砾石，厚度20cm，中层为粒径15-30 mm的砾石，厚度50 cm，上层为粒径5-15 mm的砾石，厚度40 cm；上行池深90 cm，底层铺设粒径30-50 mm的砾石，厚度20cm，中层为粒径15-30 mm的砾石，厚度30 cm，其上设置土工布滤层，土工布上填充粒径较小的按一定比例配比的粗砂、高炉渣和硅藻土混合基质，厚度40 cm，湿地表面种植美人蕉（Canna genaralis）和水竹（Phyllostachys heteroclada）；

（6）人工湿地出水进入消毒池，在池内与消毒剂混合、杀菌，二氧化氯消毒剂投加量为10-15 mg/L，本实验中选取12 mg/L，水力停留时间不小于0.5 h，本实验中选取0.5 h，最终出水中COD为61 mg/L，悬浮固体浓度为17 mg/L，BOD₅为22 mg/L，氨氮为7.5 mg/L，动物油为10 mg/L，出水各项水质指标均优于《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB 13457-1992）一级排放标准。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims

1.一种屠宰废水节能处理方法，其特征在于包括以下步骤：（1）屠宰废水经栅隙为3 mm的全不锈钢结构机械格栅过滤；（2）经过机械格栅过滤的废水经过水泵提升进入水力旋转筛，进一步去除水中的杂质，所述的水力旋转筛的额定处理流量不小于进水平均流量的2倍；（3）经过水力旋转筛的废水进入隔油沉淀调节综合池，综合池由隔油沉淀区和调节区构成，隔油沉淀区浮油由机械设备收集后直接外运或排入储渣池，过滤液回流入调节池，污泥由污泥泵抽至污泥浓缩池，综合池总水力停留时间不小于16 h，其中隔油沉淀区水力停留时间不小于4 h，水平流速2-3 mm/s，表面水力负荷不大于1.0 m³/(m²·h)，沉淀有效水深2 m，污泥斗容积不少于2 d污泥量，沉淀池单格长宽比不小于4，长深比不小于8，调节区设置曝气系统和pH调节装置，曝气系统的布气管采用穿孔管形式，间歇曝气，pH调节装置将废水的pH值控制在6.5-7.5的范围内，使废水中的氨氮在亚硝化自养菌作用下部分转化为后续厌氧氨氧化反应所需的NO₂ ^--N，曝气时DO浓度控制在0.7-1.3 mg/L，调节区出水NO₂ ^--N与NH₄ ⁺-N的质量浓度比值控制在0.8-1.2；（4）综合池出水进入厌氧氨氧化反应器，厌氧氨氧化微生物菌群在厌氧条件下，以CO₂或HCO₂ ^-为碳源，以NH₄ ⁺-N为电子供体，NO₂ ^--N为电子受体，将NH₄ ⁺-N和NO₂ ^--N转化为N₂，从而达到脱氮的目的；（5）厌氧氨氧化反应器出水进入中间沉淀池，中间沉淀池采用竖流式沉淀池形式，表面负荷不大于0.8 m³/(m²·h)，进一步去除SS，防止由于SS过高造成人工湿地的堵塞，污泥回流至厌氧氨氧化反应器；（6）中间沉淀池出水进入复合垂直流人工湿地系统，在湿地基质、微生物和植物的共同作用下，进一步降解和去除废水中的有机物、氨氮和SS污染物质；（7）人工湿地出水进入消毒池，经二氧化氯消毒后排放。

2.根据权利要求1所述的屠宰废水节能处理方法，其特征在于：所述的步骤（1）中机械格栅后设置集水井，集水井有效容积以最低设计水位计不小于井中最大一台水泵15min的出水量，且水泵每小时启动次数不大于3，水泵采用自动液位控制。

3.根据权利要求1所述的屠宰废水节能处理方法，其特征在于：所述的步骤（4）中厌氧氨氧化反应器高度3-8 m，设置内回流，上升流速不大于0.5 m/h，NH₄ ⁺-N容积负荷不大于0.5 kg/(m³·d)，水力停留时间8-12 h，厌氧氨氧化反应器设置碱度调节装置和加热装置，北方寒冷地区需加设隔热保温层。

4.根据权利要求1所述的屠宰废水节能处理方法，其特征在于：所述的步骤（6）中湿地系统由下行池和上行池串联组成，两池中间设有隔墙，底部连通，下行池中基质为砾石，从下到上分为3层，粒径分别为30-50 mm，15-30 mm，5-15 mm；上行池底层为粒径30-50 mm的砾石，中层为粒径15-30 mm的砾石，其上设置土工布滤层，土工布上再填充粗砂、高炉渣和硅藻土混合基质，池深0.8-1.2 m，下行池基质厚度比上行池高10-30 cm，底坡取0.5%-1%，水力停留时间12-24 h，基质表面种植有净化植物，下行流表层铺设布水管，上行流表层布设收集管，基质底层布设排空管，污水首先经过布水管向下流行，穿越基质层，在底部的连通层汇集后，穿过隔墙进入上行池，在上行池中，污水由下向上流动至上行池表层，经收集管收集排出。

5.根据权利要求1所述的屠宰废水节能处理方法，其特征在于：所述的步骤（7）中二氧化氯投加量为10-15 mg/L，消毒接触时间不小于0.5 h。