中、小型肉類加工企業污水處理工程的設計和運行
更新時間：2011-04-01 10:08
來源：北京華夏大禹科技有限公司
作者: 姚杰宇 于容樸 于一凡
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概 述
本文列舉了肉類加工行業的幾種常見污水處理工藝，對各種工藝的優缺點進行了詳細分析。最后以一個肉類加工污水處理工程為例，進行了詳細的工藝單元設計和工程運行問題分析。案例主工藝為：水力篩脫毛、預沉隔油、預曝調節、折板厭氧池、接觸氧化池、沉淀，工程噸水投資1525元，噸水處理成本0.592元，系統出水達到行業相關標準（一級）。和其他工藝相比，本工藝具有投資省、運行成本低、無二次污染、出水水質優良、易于設計和操作等優點，可做為成功案例參考。
1、肉類加工行業污水特點
肉類加工行業一般指家禽、家畜的宰殺和肉類加工，在加工過程中會產生大量帶有血污、油脂、毛皮、肉屑、內臟雜物的廢水，污水中含有較高濃度的有機污染物和病源微生物。肉類加工行業所排放的污染物呈溶解態、膠體態、懸浮態存在于污水中，且易于生物降解；在降解過程中，大量地消耗水中的溶解氧。由于缺氧，水體轉變為厭氧狀態，致使厭氧微生物代謝活躍，同時釋放出令人不快的硫化氫等惡臭氣體。如果不對這類廢水進行處理而直接排放，不但會對環境造成嚴重污染，而且會對人類健康造成危害。
2、傳統處理工藝簡介
肉類加工污水的傳統處理工藝一般包括預處理（如格柵、格網、隔油等）、一級處理（混凝沉淀、混凝氣浮、酸化水解）、二級處理（好氧工藝及變種：接觸氧化、活性污泥法、SBR工藝，厭氧和好氧工藝的組合：UASB+接觸氧化等）、三級處理（砂濾、消毒等）。
肉類加工行業的污水處理工藝都相對比較成熟，但是也存在一些小的問題，如機械格柵易于堵塞、混凝預處理會增加較高的處理成本、單純的好氧工藝浪費較大的能耗、傳統的UASB厭氧反應器不易管理難于得到推廣等。
3、肉類加工污水設計及運行實例
3.1 工程背景資料
某肉類加工企業是集種鴨飼養、孵化、肉鴨養殖、屠宰加工、生產熟食制品、進行羽絨制品加工于一體的產供銷一條龍大型企業。
3.2 處理水量
設計處理水量按2400m3/d設計
3.3 原水水質
根據環保主管部門的監測數據以及企業提供的資料，所測數據的平均值再取1.2的安全系數，作為處理前的水質指標(見表2)，并以此進行工藝設計。
表2 屠宰污水處理站主要進水水質
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主要水質指標
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pH
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CODCr
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BOD5
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SS
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動植物油
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氨氮
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原水水質
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6~9
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3000mg/L
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1500mg/L
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800mg/L
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60 mg/L
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60mg/L
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3.4 排放標準
本項目排放標準執行《肉類加工工業水污染物排放標準》（GB13457-92）中一級標準，主要表3所示。
表3 GB13457-92一級標準主要水質指標
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主要水質指標
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pH
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CODCr
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BOD5
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SS
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動植物油
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氨氮
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排放標準
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6.0~8.5
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80mg/L
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30mg/L
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60mg/L
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20 mg/L
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15mg/L
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3.5 主要構筑物及設備設計
功能：水力篩（旋轉過濾除污機），利用旋流推動顆粒層移動，可以高效的實現動態過濾分離污水中肉塊、羽毛等大塊污染物，并便于濾出固體污染物收集。
設備參數：L=2000mm，過濾孔徑2mm，N＝0.55kW。
數量：2臺（1用1備）
隔油預沉池
功能：池內設置污泥斗和格板，底部設穿孔集泥管和排泥閥，原水中泥沙較大密度的細小顆粒能夠通過預沉淀和污水分離后，定期由集泥管排出。池上部設多級格板，保證浮油及密度較小的浮渣去除，池內設溢流排渣堰，定期人工刮除浮油和浮渣。
外形尺寸：W×L×H＝10m×7.8m×5.5m
結構方式：鋼砼 數量：1座
折流式厭氧池（ABR）
功能：ABR反應池具有良好的水流、水力條件，主要利用厭氧菌和兼性菌的共同作用下，將不容易生物降解的大分子物質降解為小分子物質或甲烷、二氧化碳等最終代謝產物，大大降低了后續好氧段進一步去除。池內上升流部分設置一定高度的組合填料，有利于防止厭氧污泥流失。
工藝參數：W×L×H＝26m×13m×6.5m ，有效水深6m。（2組并用，每組分為4格，各單元設排泥閥），單格上下流流速為1：3，池內反應區有效容積約1500m3，容積負荷3kgCOD/m3·d，池內水力停留時間HRT＝20h。各池頂設排沼氣管，經連通后通過水封器，最后接阻火器和沼氣燃燒器（不銹鋼）。
結構方式：鋼砼， 數量：1座
ABR回流泵
功能：后續第四格厭氧污泥抽升進入ABR前段與進水混合。
設備參數： ZX型污水泵，Q=40 m3/h， H=22m，N=5.5kW
數量：4臺（1用1備，兩套）
接觸氧化池
功能：池內充填填料，已經充氧的污水浸沒全部生物填料，并以一定的流速流經填料，因填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝功能的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。
工藝參數：W×L×H＝20m×15m×5.5m（并列2組，2段），池體有效容積1500m3，填料填充率為60%，設計容積負荷2kgCOD/m3·d ，HRT＝15h。底內設組合生化填料和Φ215型微孔膜片式曝氣頭800套，每只服務面積0.375m2。
結構方式：鋼砼 數量：1座
3.6 運行結果與分析
表4 污水站主要單元出水水質監測表
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監測點
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pH
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CODCr（mg/L）
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BOD5（mg/L）
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SS（mg/L）
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動植物油（mg/L）
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氨氮（mg/L）
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集水池出水
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6~9
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1600~2400
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800~1100
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600~1100
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50~90
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40~80
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調節池出水
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6~9
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1300~1850
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600~900
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400~600
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10~30
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40~75
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ABR池出水
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6~9
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400~600
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160~220
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200~300
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<5
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50~100
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斜板沉淀池出水
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6.0~8.5
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50~80
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10~15
|
20~40
|
<5
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8~12
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排放標準
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6.0~8.5
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80
|
30
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60
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20
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15
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3.7 工程運行成本分析
表5 處理成本統計表
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序號
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項 目
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噸水費用(元/m3)
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說 明
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1
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電 費
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0.486
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平均功率為97.2kW，按0.8元/ kW•h計。
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2
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藥劑費
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0.05
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主要為污泥脫水用PAM藥費。
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3
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人工費
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0.056
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全職操作人員4名，工資按1000元/月計。
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4
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總 計
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0.592
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（不包括折舊費）
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注：工程總投資為305萬元，噸水投資約1525元。
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3.8 設計和運行中幾個問題分析
(1)由于設置水力篩分離固體污染物，且場地受限，不能建設地下調節池，因此原水在進入處理設施前經過了二次提升。
(2)該工程于2006年9月初竣工，9月底正式投入試車運行。由于隔油池出水管附近流速過大，造成一部分已分離上浮的油又吸入調節池。隨后以穿孔集水管收水，降低集水點的流速，基本消除了油（渣）的流失現象。但需半個月左右對集水管進行清洗一次，防止粘附的一些污染物堵塞，造成出水不暢。
(3)在ABR池調試過程中，投泥采用城市污水處理廠脫水消化污泥，投泥量約20g/L，調試期間采用原水稀釋1倍，容積負荷為1kgCOD/m3·d，第1個單元的PH值下降到6.0以下，通過降低負荷、投加碳酸鈉、增加回流率等手段逐漸提高了池內的PH值，防止了該工藝易發生的各級單元出現逐級酸敗、調試失敗的問題出現。通過控制適量的回流比最終保證了ABR的穩定運行和處理效果。
(4)在接觸氧化池的好氧調試過程中，投加當日脫水的污水處理廠活性污泥，采取悶曝掛膜。掛膜后開始正常進水，進水量由50%逐漸增加。在正常運行的第1個月，污水中的COD、BOD和氨氮去除率逐步提高，優其以氨氮變化較為顯著，分析原因可能和硝化菌的世代較長有關。
(5)經過較長時間運行和出水，斜板沉淀池內斜板污染較為嚴重，掛了一層生物膜，因其增大了過填料流速，使得出水的懸浮物指標發生波動。后期運行過程中，在斜板填料底部增設了曝氣吹脫管，定期氣泡吹脫，收到了顯著效果。
4、結論和建議
設計實例以折板厭氧池（ABR）和接觸氧化的組合工藝為主、輔助水力篩脫毛、預沉隔油等預處理手段處理肉類加工行業污水，在較低工程投資和運行費用條件下（噸水投資1525元、噸水處理成本0.592元），系統運行穩定，出水水質優良，優于行業一級標準。
設計實例中厭氧工藝的選擇，使得污水中絕大部分有機污染物在超低能耗的情況下被轉化成二氧化碳、甲烷等厭氧產物去除，大大降低了好氧單元的噸水能耗，降低了噸水處理費用。折板厭氧池（ABR）與傳統的UASB厭氧工藝相比較，具有結構簡單，運行穩定，便于維護等優點。
設計實例中處理工藝（除污泥脫水投加少量的PAM）以生化處理為主，無混凝加藥處理單元，無化學污泥產生，不產生二次污染，同時也降低了處理成本。
與傳統的四個工程案例相比較，“水力篩+隔油預沉+折板厭氧+接觸氧化”工藝因其噸水投資少、運行費用低、工藝環保（無二次污染）等特點，可做為其他中小型肉類加工企業污水處理成功案例的參考。
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