CN104591505B - 一种屠宰废水的资源化处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种屠宰废水的资源化处理系统，包括依次相连的屠宰冲洗单元、预处理单元和厌氧池，屠宰冲洗单元产生的屠宰废水原水经过预处理单元进行预处理后进入厌氧池，在厌氧池进行厌氧处理后进入电化学处理池进行氨氮去除处理，然后分别经过过滤单元、除臭单元和消毒单元得到可回用废水，所述可回用废水通过管路与屠宰冲洗单元对应连接，将可回用废水送入屠宰冲洗单元中重新利用。本发明一种屠宰废水的资源化处理系统将屠宰废水通过厌氧好氧处理后，再经过电化学处理，有效去除废水中的氨氮，提高出水水质；对屠宰废水进行处理后在返回冲洗单元进行回收利用，节约了水资源也降低企业的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理系统，尤其涉及一种屠宰废水的资源化处理系统。
背景技术
屠宰业是我国出口创汇和保障供给的支柱产业之一，屠宰废水来自牧畜、禽类、鱼类宰杀加工，是我国最大的有机污染源之一。在屠宰和肉类加工的过程中，要耗用大量的水，同时又要排除含有血污、油脂、毛、肉屑、畜禽内脏杂物、未消化的食料和粪便等污染物质的废水，而且此类废水中还含有大量对人类健康有害的微生物。屠宰废水来自于圈栏冲洗、淋洗、屠宰及其它厂房地坪冲洗、烫毛、剖解、副食加工、洗油等。肉类加工废水如不经处理直接排放，会对水环境造成严重污染，第人畜健康造成危害。肉类加工废水所含污染物质大多属于易于生物降解的有机物，在它们排入水体后，会迅速地耗掉水中的溶解氧，造成鱼类和水生生物因缺氧而死亡；由于缺氧还会使水体转变为厌氧状态，这样会使水质恶化、产生臭味、影响卫生。同时，废水中的致病微生物会大量繁殖，危害人民健康。对屠宰肉类加工废水进行处理，去除其污染对保护生态环境和人类健康是十分必要的。另外它与其他高浓度有机废水的最大不同在于它的氨氮浓度较高(约120mg/l)，因此在工艺设计中应充分考虑氨氮对废水处理造成的影响。
据调查，屠宰废水的排放量约占全国工业废水排放量的6%，随着经济的发展和人民生活水平的提高，肉类食品加工工业将会有更大的发展，屠宰废水的污染还有不断加剧的趋势。我国从20世纪50年代开始考虑屠宰废水的处理，由于种种原因，直到70年代国内屠宰废水处理仍为一级处理，80年代以后，新的处理工艺和技术逐渐被开发并得以应用，屠宰废水的处理程度不断提高。现有的屠宰废水处理方法主要是采用厌氧加好氧的处理工艺，这种处理方法可以对屠宰废水中的有机物进行有效地去除，但是无法对废水中的氨氮进行有效的去除，影响了废水处理效果；现有的屠宰废水处理工艺一般对废水只是进行处理后外排，没有对处理后的废水进行合理的利用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种屠宰废水的资源化处理系统。
本发明通过下述方案实现：
一种屠宰废水的资源化处理系统，包括依次相连的屠宰冲洗单元、预处理单元和厌氧池，屠宰冲洗单元产生的屠宰废水原水经过预处理单元进行预处理后进入厌氧池，在厌氧池进行厌氧处理后进入电化学处理池进行氨氮去除处理，然后分别经过过滤单元、除臭单元和消毒单元得到可回用废水，所述可回用废水通过管路与屠宰冲洗单元对应连接，将可回用废水送入屠宰冲洗单元中重新利用；
所述厌氧池为上流式兼氧缺氧污泥床反应器即UASB，其中，UASB的容积负荷为6～10 kgCOD/(m3·d)、产气率为0.5～0.7 m3/kgCOD；
所述电化学处理池的阳极采用网状钛基涂层电极制成，阴极采用网状钛板电极制成，电流密度为50～100 mA/cm2，废水停留时间为30～120 min；
所述过滤单元采用多层过滤器，其中，多层过滤器的滤料分三层，根据污水过滤次序从前到后依次为珍珠岩、石英砂、活性炭。
所述预处理单元包括与屠宰冲洗单元出水口相连的粗格栅、与粗格栅相连的污水调节池，所述污水调节池的出口与细格栅相连，所述细格栅的出水口与气浮池的进口相连，所述气浮池与厌氧池的污水进口相连，所述的气浮池设有絮凝剂添加器。
在气浮池中，废水添加絮凝剂之后从气浮池的上部进入气浮池，加压溶气水从气浮池的下部进入气浮池，两者在气浮池中形成逆流接触；在该气浮处理中添加复合絮凝剂，所述复合絮凝剂中聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的质量比为60～80:1，该复合絮凝剂的添加量为10～300 ppm，加压溶气水的压力为0.5～2Mpa，加压溶气水微气泡的粒径为30-80微米。
进入电化学处理池的废水首先调节pH值至6～10、氯离子浓度至3～8 g/L。
所述电化学处理池的阳极材料为石墨电极、Ru02-Ir02-TiO2／Ti电极、RuO-TiO/Ti电极或者Sn02-Pb02/Ti电极。
所述除臭单元为多层活性炭除臭器，在所述多层活性炭除臭器的进口和出口均涂覆有复合材料，所述复合材料为酞菁钴络合物和酞菁铁络合物的混合物，在所述复合材料中酞菁钴络合物与酞菁铁络合物的质量比为1～20:1。
所述消毒单元为紫外线消毒系统，该系统包括至少一个位于保护套内部的紫外线灯，待处理废水流过紫外线灯的照射区域进行消毒。
所述过滤单元还与絮凝剂添加器相连。
在厌氧池、气浮池、过滤单元设有污泥管路，所述污泥管路与污泥池相连，污泥池通过管路与污泥压滤机相连。
本发明的有益效果为：
1.本发明一种屠宰废水的资源化处理系统将屠宰废水通过厌氧好氧处理后，再经过电化学处理，有效去除废水中的氨氮，提高出水水质；
2.本发明一种屠宰废水的资源化处理系统对屠宰废水进行处理后在返回冲洗单元进行回收利用，节约了水资源也降低企业的生产成本；
3.本发明一种屠宰废水的资源化处理系统采用气浮法对屠宰废水进行预处理，废水添加絮凝剂使废水中不能自然沉降的颗粒形成絮凝体，并通过加压溶气水中的微气泡去除水中絮凝体和油污，降低废水中的悬浮物和油污的含量，有效的降低了对后续工艺的处理负荷；
4.本发明一种屠宰废水的资源化处理系统采用紫外线消毒系统对废水进行消毒处理，使得出水可以再利用于冲洗单元，防止病菌传染。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明：
实施例1
本发明实施在年屠宰10 万头生猪的屠宰场实施，根据本发明组合工艺路线，分别建造了粗格栅、污水调节池、细格栅、气浮池、上流式兼氧缺氧污泥床反应器、电化学处理池、多层过滤器、多层活性炭除臭器、紫外线消毒系统，屠宰废水原水从屠宰冲洗单元产生后依次经过上述处理构造物，然后回用到屠宰冲洗单元中，形成一个环路。本实施例还包括污泥管路，在所述厌氧池、气浮池、过滤单元设有污泥管路，所述污泥管路与污泥池相连，污泥池通过管路与污泥压滤机相连。
本实施例屠宰场废水，日处理废水量为160 m3。
本发明屠宰废水的处理过程如下所示：
第一步、在屠宰冲洗单元在屠宰工序、分割工序和圈舍冲洗产生废水，废水中含有血液、油脂、碎骨、碎肉、胃内容物、畜毛和粪便等，呈褐红色，有腥臭味，并含有较多的病源微生物，属高浓度有机废水，这部分废水集中在屠宰生产线运行的6 个小时内排放，水力冲击负荷强，有机质浓度较高，废水依次经过粗格栅、污水调节池、细格栅、气浮池，粗格栅去除大的悬浮物和漂浮物，污水调节池对废水的流量和水质进行调节，细格栅对废水中的粒径较小的悬浮物和漂浮物进行去除，然后进入气浮池对污水进行气浮处理，废水添加絮凝剂之后从气浮池的上部进入气浮池，加压溶气水从气浮池的下部进入气浮池，两者在气浮池中形成逆流接触；在该气浮处理中添加复合絮凝剂，所述复合絮凝剂中聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的质量比为70:1，该复合絮凝剂的添加量为100 ppm，加压溶气水的压力为1 Mpa，加压溶气水微气泡的粒径为50微米；
第二步、经过预处理的废水进入上流式兼氧缺氧污泥床反应器中进行厌氧处理，对废水中的有机物进行降解，其中上流式兼氧缺氧污泥床反应器的容积负荷为6 kgCOD/(m3·d)、产气率为0.5 m3/kgCOD，水力停留时间为60 min；
第三步、对经过厌氧处理的废水导入电化学处理池进行处理，所述电化学处理池的阳极采用网状钛基涂层电极制成，阴极采用网状钛板电极制成，电流密度为50 mA/cm2，废水在厌氧池的停留时间为30 min；进入电化学处理池的废水首先调节pH值至6、氯离子浓度至3 g/L，在阳极的表面，氯离子转化成氯气，与水反应进而生成有效余氯（HClO），水中的氨氮与有效余氯接触被氧化得以去除，可以有效去除废水中的氨氮，提高出水水质；其中，阳极材料为石墨电极；
第四步、将第三步处理后的废水进入多层过滤器进行过滤处理，多层过滤器的滤料分三层，根据污水过滤次序从前到后依次为珍珠岩、石英砂、活性炭，对废水进行精细过滤，降低废水中的悬浮物含量；
第五步、将第四步处理后的废水进入多层活性炭除臭器进行除臭处理，在所述多层活性炭除臭器的进口和出口均涂覆有复合材料，所述复合材料为酞菁钴络合物和酞菁铁络合物的混合物，在所述复合材料中酞菁钴络合物与酞菁铁络合物的质量比为20:1，对废水的腥臭味进行有效去除，提高出水水质；
第六步、将第五步处理后的废水进入进行紫外线消毒系统，待处理废水流过紫外线灯的照射区域进行消毒，消毒后的废水可以直接回用到屠宰冲洗单元。
本实施例中，废水的进水水质和出水水质如表1所示。
表1 废水进出水水质
实施例2
本发明实施在年屠宰10 万头生猪的屠宰场实施，根据本发明组合工艺路线，分别建造了粗格栅、污水调节池、细格栅、气浮池、上流式兼氧缺氧污泥床反应器、电化学处理池、多层过滤器、多层活性炭除臭器、紫外线消毒系统，屠宰废水原水从屠宰冲洗单元产生后依次经过上述处理构造物，然后回用到屠宰冲洗单元中，形成一个环路。本实施例还包括污泥管路，在所述厌氧池、气浮池、过滤单元设有污泥管路，所述污泥管路与污泥池相连，污泥池通过管路与污泥压滤机相连。
本实施例屠宰场废水，日处理废水量为170 m3。
本发明屠宰废水的处理过程如下所示：
第一步、在屠宰冲洗单元在屠宰工序、分割工序和圈舍冲洗产生废水，废水中含有血液、油脂、碎骨、碎肉、胃内容物、畜毛和粪便等，呈褐红色，有腥臭味，并含有较多的病源微生物，属高浓度有机废水，这部分废水集中在屠宰生产线运行的6 个小时内排放，水力冲击负荷强，有机质浓度较高，废水依次经过粗格栅、污水调节池、细格栅、气浮池，粗格栅去除大的悬浮物和漂浮物，污水调节池对废水的流量和水质进行调节，细格栅对废水中的粒径较小的悬浮物和漂浮物进行去除，然后进入气浮池对污水进行气浮处理，废水添加絮凝剂之后从气浮池的上部进入气浮池，加压溶气水从气浮池的下部进入气浮池，两者在气浮池中形成逆流接触；在该气浮处理中添加复合絮凝剂，所述复合絮凝剂中聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的质量比为80:1，该复合絮凝剂的添加量为300 ppm，加压溶气水的压力为2 Mpa，加压溶气水微气泡的粒径为80微米；
第二步、经过预处理的废水进入上流式兼氧缺氧污泥床反应器中进行厌氧处理，对废水中的有机物进行降解，其中上流式兼氧缺氧污泥床反应器的容积负荷为8 kgCOD/(m3·d)、产气率为0.6 m3/kgCOD，水力停留时间为120 min；
第三步、对经过厌氧处理的废水导入电化学处理池进行处理，所述电化学处理池的阳极采用网状钛基涂层电极制成，阴极采用网状钛板电极制成，电流密度为100 mA/cm2，废水在厌氧池的停留时间为120 min；进入电化学处理池的废水首先调节pH值至10、氯离子浓度至8 g/L，在阳极的表面，氯离子转化成氯气，与水反应进而生成有效余氯（HClO），水中的氨氮与有效余氯接触被氧化得以去除，可以有效去除废水中的氨氮，提高出水水质；其中，阳极材料为Sn02-Pb02/Ti电极；
第四步、将第三步处理后的废水进入多层过滤器进行过滤处理，多层过滤器的滤料分三层，根据污水过滤次序从前到后依次为珍珠岩、石英砂、活性炭，对废水进行精细过滤，降低废水中的悬浮物含量；
第五步、将第四步处理后的废水进入多层活性炭除臭器进行除臭处理，在所述多层活性炭除臭器的进口和出口均涂覆有复合材料，所述复合材料为酞菁钴络合物和酞菁铁络合物的混合物，在所述复合材料中酞菁钴络合物与酞菁铁络合物的质量比为1:1，对废水的腥臭味进行有效去除，提高出水水质；
第六步、将第五步处理后的废水进入进行紫外线消毒系统，待处理废水流过紫外线灯的照射区域进行消毒，消毒后的废水可以直接回用到屠宰冲洗单元。
本实施例中，废水的进水水质和出水水质如表1所示。
表1 废水进出水水质
| 项目 | COD（mg/L） | BOD（mg/L） | NH3-N（mg/L） |
| 进水水质 | 1650 | 490 | 69 |
| 出水水质 | 49 | 21 | 9 |
实施例3
本发明实施在年屠宰10 万头生猪的屠宰场实施，根据本发明组合工艺路线，分别建造了粗格栅、污水调节池、细格栅、气浮池、上流式兼氧缺氧污泥床反应器、电化学处理池、多层过滤器、多层活性炭除臭器、紫外线消毒系统，屠宰废水原水从屠宰冲洗单元产生后依次经过上述处理构造物，然后回用到屠宰冲洗单元中，形成一个环路。本实施例还包括污泥管路，在所述厌氧池、气浮池、过滤单元设有污泥管路，所述污泥管路与污泥池相连，污泥池通过管路与污泥压滤机相连。
本实施例屠宰场废水，日处理废水量为180 m3。
本发明屠宰废水的处理过程如下所示：
第一步、在屠宰冲洗单元在屠宰工序、分割工序和圈舍冲洗产生废水，废水中含有血液、油脂、碎骨、碎肉、胃内容物、畜毛和粪便等，呈褐红色，有腥臭味，并含有较多的病源微生物，属高浓度有机废水，这部分废水集中在屠宰生产线运行的6 个小时内排放，水力冲击负荷强，有机质浓度较高，废水依次经过粗格栅、污水调节池、细格栅、气浮池，粗格栅去除大的悬浮物和漂浮物，污水调节池对废水的流量和水质进行调节，细格栅对废水中的粒径较小的悬浮物和漂浮物进行去除，然后进入气浮池对污水进行气浮处理，废水添加絮凝剂之后从气浮池的上部进入气浮池，加压溶气水从气浮池的下部进入气浮池，两者在气浮池中形成逆流接触；在该气浮处理中添加复合絮凝剂，所述复合絮凝剂中聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的质量比为60:1，该复合絮凝剂的添加量为10 ppm，加压溶气水的压力为0.5 Mpa，加压溶气水微气泡的粒径为30微米；
第二步、经过预处理的废水进入上流式兼氧缺氧污泥床反应器中进行厌氧处理，对废水中的有机物进行降解，其中上流式兼氧缺氧污泥床反应器的容积负荷为10 kgCOD/(m3·d)、产气率为0.7 m3/kgCOD，水力停留时间为180 min；
第三步、对经过厌氧处理的废水导入电化学处理池进行处理，所述电化学处理池的阳极采用网状钛基涂层电极制成，阴极采用网状钛板电极制成，电流密度为75 mA/cm2，废水在厌氧池的停留时间为80 min；进入电化学处理池的废水首先调节pH值至8、氯离子浓度至6 g/L，在阳极的表面，氯离子转化成氯气，与水反应进而生成有效余氯（HClO），水中的氨氮与有效余氯接触被氧化得以去除，可以有效去除废水中的氨氮，提高出水水质；其中，阳极材料为Ru02-Ir02-TiO2／Ti电极；
第四步、将第三步处理后的废水进入多层过滤器进行过滤处理，多层过滤器的滤料分三层，根据污水过滤次序从前到后依次为珍珠岩、石英砂、活性炭，对废水进行精细过滤，降低废水中的悬浮物含量；
第五步、将第四步处理后的废水进入多层活性炭除臭器进行除臭处理，在所述多层活性炭除臭器的进口和出口均涂覆有复合材料，所述复合材料为酞菁钴络合物和酞菁铁络合物的混合物，在所述复合材料中酞菁钴络合物与酞菁铁络合物的质量比为10:1，对废水的腥臭味进行有效去除，提高出水水质；
第六步、将第五步处理后的废水进入进行紫外线消毒系统，待处理废水流过紫外线灯的照射区域进行消毒，消毒后的废水可以直接回用到屠宰冲洗单元。
本实施例中，废水的进水水质和出水水质如表1所示。
表1 废水进出水水质
| 项目 | COD（mg/L） | BOD（mg/L） | NH3-N（mg/L） |
| 进水水质 | 1700 | 550 | 70 |
| 出水水质 | 46 | 19 | 8 |
在上述三个实施例中，屠宰废水原水的污水水质和污水流量都有小幅波动，本发明的处理系统都能有效的处理，说明该工艺组合能较好地解决屠宰废水处理的要求，总运行费用为0.55 元/ 吨。该工艺设备简单、工程造价低、运行成本低、可操作性强、实施简单，废水处理后可完全达标排放，适合屠宰废水的治理。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (2)
1.一种屠宰废水的资源化处理系统，包括依次相连的屠宰冲洗单元、预处理单元和厌氧池，其特征在于：屠宰冲洗单元产生的屠宰废水原水经过预处理单元进行预处理后进入厌氧池，在厌氧池进行厌氧处理后进入电化学处理池进行氨氮去除处理，然后分别经过过滤单元、除臭单元和消毒单元得到可回用废水，所述可回用废水通过管路与屠宰冲洗单元对应连接，将可回用废水送入屠宰冲洗单元中重新利用；
所述厌氧池为UASB，其中，UASB的容积负荷为6～10 kgCOD/(m3·d)、产气率为0.5～0.7 m3/kgCOD；
所述电化学处理池的阳极采用网状钛基涂层电极制成，阴极采用网状钛板电极制成，电流密度为50～100 mA/cm2，废水停留时间为30～120 min；
所述过滤单元采用多层过滤器，其中，多层过滤器的滤料分三层，根据污水过滤次序从前到后依次为珍珠岩、石英砂、活性炭；
所述预处理单元包括与屠宰冲洗单元出水口相连的粗格栅、与粗格栅相连的污水调节池，所述污水调节池的出口与细格栅相连，所述细格栅的出水口与气浮池的进口相连，所述气浮池与厌氧池的污水进口相连，所述的气浮池设有絮凝剂添加器；
进入电化学处理池的废水首先调节pH值至6～10、氯离子浓度至3～8 g/L；
所述电化学处理池的阳极材料为RuO2-IrO2-TiO2／Ti电极、RuO-TiO2/Ti电极或者SnO2-PbO2/Ti电极；
所述除臭单元为多层活性炭除臭器，在所述多层活性炭除臭器的进口和出口均涂覆有复合材料，所述复合材料为酞菁钴络合物和酞菁铁络合物的混合物，在所述复合材料中酞菁钴络合物与酞菁铁络合物的质量比为1～20:1；
所述消毒单元为紫外线消毒系统，该系统包括至少一个位于保护套内部的紫外线灯，待处理废水流过紫外线灯的照射区域进行消毒；
所述过滤单元还与絮凝剂添加器相连；
在厌氧池、气浮池、过滤单元设有污泥管路，所述污泥管路与污泥池相连，污泥池通过管路与污泥压滤机相连。
2.根据权利要求1所述的屠宰废水的资源化处理系统，其特征在于：废水添加絮凝剂之后从气浮池的上部进入气浮池，加压溶气水从气浮池的下部进入气浮池，两者在气浮池中形成逆流接触；在该气浮处理中添加复合絮凝剂，所述复合絮凝剂中聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的质量比为60～80:1，该复合絮凝剂的添加量为10～300 ppm，加压溶气水的压力为0.5～2Mpa，加压溶气水微气泡的粒径为30-80微米。
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