1、生物處理1.1好氧生物處理 活(huo)性(xing)污(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)理(li)(li)系統是當前污(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)領域應用最廣泛的(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)技術(shu)之(zhi)一(yi)。普通活(huo)性(xing)污(wu)泥(ni)(ni)法處(chu)(chu)理(li)(li)屠(tu)(tu)宰廢水(shui)很難(nan)達(da)到處(chu)(chu)理(li)(li)要(yao)(yao)求，普遍存在(zai)以下困難(nan)：污(wu)水(shui)排(pai)放量(liang)季節性(xing)變(bian)化幅度大，難(nan)以滿足連續流曝氣(qi)池(chi)對水(shui)流穩定性(xing)的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求;全年均可發生污(wu)泥(ni)(ni)膨脹難(nan)以防治;剩余污(wu)泥(ni)(ni)量(liang)大、含(han)水(shui)率高(gao)，沉淀脫(tuo)水(shui)性(xing)能(neng)差(cha)，污(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)置費用高(gao);脫(tuo)氮(dan)除磷的(de)(de)(de)效(xiao)率僅20%左右，難(nan)以滿足高(gao)氮(dan)屠(tu)(tu)宰廢水(shui)的(de)(de)(de)除氮(dan)要(yao)(yao)求。針對普通活(huo)性(xing)污(wu)泥(ni)(ni)法存在(zai)的(de)(de)(de)問題，一(yi)些新(xin)的(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)工藝開(kai)發和(he)成(cheng)功應用到屠(tu)(tu)宰廢水(shui)的(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)領域。  

1.1.1序批式活性污泥系統(SBR)  

SBR(SequencingBatchReactor)工藝(yi)(yi)適(shi)應當前好(hao)氧(yang)生化(hua)處(chu)理(li)工藝(yi)(yi)的發展趨(qu)勢，屬簡易、高效、低耗的污水處(chu)理(li)工藝(yi)(yi)，廣泛(fan)地應用于屠宰廢水的處(chu)理(li)中。其主要優(you)點有：  

流(liu)程簡單，無二(er)沉池(chi)和污(wu)泥回流(liu)設(she)備，節省(sheng)了(le)大量用地(di)和設(she)備。投資(zi)省(sheng)，運行費用低，比普通活性(xing)污(wu)泥法節省(sheng)基建投資(zi)30%，運行費用可降低10~20%。不(bu)易發生污(wu)泥膨脹(zhang)，出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質好(hao);剩余污(wu)泥性(xing)質穩定(ding)，便于(yu)濃縮和脫水(shui)(shui)。自動控制，反應池(chi)中交替處(chu)(chu)于(yu)好(hao)氧(yang)、缺氧(yang)和厭氧(yang)狀態，具有較強的脫氮除磷能力。耐沖擊負(fu)荷(he)(he)能力強，高峰負(fu)荷(he)(he)在正常(chang)負(fu)荷(he)(he)的2.5倍情況下仍能獲得穩定(ding)處(chu)(chu)理效率。  

SBR間歇運行(xing)的特(te)點使其很適(shi)合處(chu)理(li)(li)流量(liang)變化(hua)大甚至間歇排放的工業廢水(shui)，已在亞洲(zhou)、北(bei)美(mei)和歐洲(zhou)等(deng)很多(duo)(duo)國家廣泛應(ying)用(yong)于小型污水(shui)領域(yu)。很多(duo)(duo)屠宰場的水(shui)量(liang)少，且間斷排放，采用(yong)SBR工藝，既可(ke)節省基建費(fei)用(yong)又(you)可(ke)靈活操作。SBR工藝處(chu)理(li)(li)屠宰廢水(shui)CODCr、BOD5的去除(chu)(chu)(chu)率(lv)可(ke)分別達(da)到(dao)80%、90%以(yi)上，而且有(you)較好的脫氮(dan)除(chu)(chu)(chu)磷效果(guo)，氨氮(dan)去除(chu)(chu)(chu)率(lv)可(ke)達(da)80%~90%。J.Keller等(deng)人在研究SBR處(chu)理(li)(li)屠宰廢水(shui)脫氮(dan)的過程中發現，通(tong)過控制溶(rong)解(jie)氧的濃度可(ke)使約50%的氮(dan)通(tong)過同(tong)步(bu)硝化(hua)反硝化(hua)去除(chu)(chu)(chu)，而控制這種脫氮(dan)過程對減少處(chu)理(li)(li)費(fei)用(yong)，提(ti)高出水(shui)水(shui)質(zhi)有(you)重要意義。  

 隨著SBR工(gong)藝的(de)(de)(de)蓬勃發展，許多SBR改進工(gong)藝被開發出來。CASS工(gong)藝在SBR反應器前部增加了一個生(sheng)物選擇器，由(you)于實現了連續進水(shui)，在屠宰廢水(shui)的(de)(de)(de)處理中也(ye)得到了廣泛的(de)(de)(de)應用(yong)。此工(gong)藝剩余污泥性(xing)(xing)質穩定，產生(sheng)的(de)(de)(de)剩余污泥量(liang)只有傳(chuan)統活(huo)性(xing)(xing)污泥法的(de)(de)(de)60%左右(you)。  

1.1.2AB法  

AB法(fa)是生物吸附活性污(wu)泥法(fa)的(de)(de)簡稱(cheng)，處(chu)理(li)系統分為負(fu)(fu)荷截(jie)然不(bu)同的(de)(de)A段(duan)(AdsorptionStage)和(he)B段(duan)(Bio-aerationStage)。A段(duan)和(he)B段(duan)的(de)(de)回流系統嚴(yan)格分開，互不(bu)相混(hun)，形成二種不(bu)同的(de)(de)微生物類(lei)群。A段(duan)污(wu)泥負(fu)(fu)荷高可達2~6kgBOD5/(kgMLSS.d)，對廢(fei)水主要起(qi)生物吸附作用(yong)：而B段(duan)負(fu)(fu)荷較(jiao)低，不(bu)大于(yu)0.3kgBOD5/kgMLSS.d，對廢(fei)水主要起(qi)生物氧化作用(yong)。AB法(fa)特(te)別適用(yong)于(yu)屠(tu)宰廢(fei)水懸浮有(you)機物濃度高、水質水量變化較(jiao)大的(de)(de)特(te)點，一般不(bu)設(she)初沉池(chi)，對BOD5、CODCr、SS、P和(he)NH3-N的(de)(de)去處(chu)率一般均(jun)高于(yu)常規活性污(wu)泥法(fa)，且可節省基建投(tou)資(zi)約20%、能耗15%左右。  

1.1.3氧化溝  

氧化(hua)溝對水質(zhi)、水溫、水量的變動(dong)有(you)較強的適應性，污泥齡長(chang)，可(ke)以產(chan)生硝化(hua)反硝化(hua)反應，有(you)脫氮功能(neng)。污泥產(chan)率(lv)低，污泥穩定(ding)，勿需消(xiao)化(hua)。表1給出了國外采用氧化(hua)溝工藝處理屠宰廢水的參數與除(chu)污染效果。  

1.1.4生物濾池  

好氧生物膜法主要用(yong)于去(qu)除污水中溶解性有機污染(ran)物，小型生物處(chu)理(li)(li)系(xi)統采(cai)用(yong)生物膜法有節能、強(qiang)化(hua)抗沖擊(ji)能力、少維(wei)護(hu)、管(guan)理(li)(li)簡單等優點(dian)。研究與應用(yong)較多(duo)的(de)是生物濾池、生物轉(zhuan)盤等。生物濾池曾是屠(tu)(tu)宰廢(fei)水最基本的(de)處(chu)理(li)(li)方法之一(yi)，其特點(dian)是耐沖擊(ji)負(fu)荷，效果穩定，一(yi)般采(cai)用(yong)兩(liang)級串聯(lian)運(yun)行。由于屠(tu)(tu)宰廢(fei)水中蛋白質含量(liang)很(hen)高，微(wei)生物大量(liang)繁殖易使濾池堵塞，因此(ci)濾池前需有其他預處(chu)理(li)(li)設施。  

1.1.5水解酸化-好氧生物處理  

針對(dui)屠宰(zai)廢水中(zhong)含有(you)大量高(gao)分(fen)子有(you)機(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)特(te)點，為提(ti)高(gao)好氧(yang)生物(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)效果、縮短廢水停留(liu)時(shi)間、減少反(fan)應池容積(ji)，研究者在好氧(yang)生物(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)前加入酸(suan)(suan)化(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)，開發(fa)出酸(suan)(suan)化(hua)-好氧(yang)生物(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)工藝[2，6，8]。酸(suan)(suan)化(hua)過程(cheng)的(de)(de)設(she)置(zhi)將動物(wu)(wu)性復雜大分(fen)子有(you)機(ji)物(wu)(wu)降解(jie)成小分(fen)子溶解(jie)性有(you)機(ji)物(wu)(wu)和(he)有(you)機(ji)酸(suan)(suan)，為后續好氧(yang)反(fan)應器提(ti)供優(you)質的(de)(de)底(di)物(wu)(wu)，提(ti)高(gao)了整個處(chu)(chu)理(li)(li)系統的(de)(de)抗沖(chong)擊(ji)負(fu)荷能力和(he)穩定性;同時(shi)類似于消化(hua)池的(de)(de)固(gu)體降解(jie)過程(cheng)實現了污(wu)(wu)水酸(suan)(suan)化(hua)和(he)污(wu)(wu)泥消化(hua)的(de)(de)集中(zhong)處(chu)(chu)理(li)(li)，污(wu)(wu)泥產量低。  

張(zhang)森林對(dui)酸化-SBR工(gong)(gong)藝的研究表(biao)明，在保證處理(li)效果的同時(見表(biao)2)，此工(gong)(gong)藝總(zong)投資、占地面(mian)積和能(neng)耗比(bi)傳統活性污泥(ni)工(gong)(gong)藝減少20%~30%，處理(li)成(cheng)本降低50%以上(shang)。萬秀林等(deng)人(ren)采(cai)用兼氧-AB工(gong)(gong)藝在低溫條(tiao)件(jian)下(xia)處理(li)屠宰廢水也取得良好(hao)的處理(li)效果，廢水各項主要污染物去除率均達90%以上(shang)。  

注：工藝參數：酸化池LV為4.8kgCOD/m3.d;HRT為4.0h;SBRLV為1.25kgCOD/m3.d，T為6~8h，水溫(wen)25℃。運(yun)行條(tiao)件與實驗條(tiao)件相近。括號中數字為推算值，運(yun)行成本(ben)(計(ji)回用(yong)水收入(ru))0.1元/m3。  

1.2、厭氧生物處理  

一般地(di)，厭氧生(sheng)物處(chu)理CODCr濃度(du)(du)在(zai)大于1，000mg/l的(de)中高(gao)濃度(du)(du)工業廢(fei)水具有優勢，一些(xie)研究認為(wei)，對(dui)CODCr濃度(du)(du)小于1，000mg/l的(de)廢(fei)水采用厭氧處(chu)理也是完全可行(xing)的(de)[9]。同好氧處(chu)理相比，厭氧處(chu)理可以回(hui)收生(sheng)物能(neng)(neng)源，無能(neng)(neng)耗(hao)或低能(neng)(neng)耗(hao)，容(rong)積負荷率高(gao)，對(dui)環境的(de)要(yao)求低;剩余污泥產量僅為(wei)好氧系統的(de)1/10~1/6且非常穩定;投資費用低、管理簡易，有廣闊的(de)應用潛力(li)。  

1.2.1普通厭氧消化池  

普通厭氧(yang)消化(hua)池是美國和澳大(da)(da)(da)利亞(ya)處(chu)理(li)屠(tu)宰廢水(shui)最廣(guang)泛的的方(fang)法之一(yi)。厭氧(yang)消化(hua)池處(chu)理(li)屠(tu)宰廢水(shui)的成本低，操作和維護簡便，有機(ji)物去除率高，但(dan)其反應速率慢，水(shui)力停留(liu)時間長，占地面積大(da)(da)(da)，對溫(wen)(wen)度(du)(du)要求(qiu)高，低于21℃其效率將會大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)下降;且(qie)大(da)(da)(da)型厭氧(yang)消化(hua)系統一(yi)旦由于低溫(wen)(wen)而使系統癱瘓就很難恢復[10]。所以(yi)普通厭氧(yang)消化(hua)工(gong)藝不(bu)適(shi)合在土(tu)地緊張或常年溫(wen)(wen)度(du)(du)偏低的地方(fang)選用。  

1.2.2厭氧序批式活性污泥系統(ASBR)  

ASBR較其他厭氧(yang)處理工藝處理屠宰(zai)廢(fei)水具有不需(xu)要脫氣和回流(liu)設備，有機物和SS去(qu)除(chu)率(lv)高的(de)優勢，因而被譽為屠宰(zai)廢(fei)水處理中很(hen)有發展前途的(de)工藝。ASBR消化過(guo)程中產生的(de)生物氣可用(yong)于(yu)系(xi)統(tong)的(de)攪拌(ban)，也可作為能(neng)源(yuan)直接用(yong)于(yu)處理過(guo)程。D.I.Masse研(yan)究表明ASBR處理屠宰(zai)廢(fei)水的(de)適宜條件是：采用(yong)間歇攪拌(ban)，溫度25~35℃，反應時間24h，污泥(ni)負荷(he)0.2~0.5kg/(kgMLSS.d)，在此條件下(xia)CODCr和SS的(de)去(qu)除(chu)率(lv)分別(bie)達到98%和91%。  

1.2.3高效厭氧反應器

近年來隨著高(gao)效(xiao)厭(yan)(yan)氧(yang)生(sheng)物反(fan)應器(qi)的研究深入，運用(yong)高(gao)效(xiao)厭(yan)(yan)氧(yang)生(sheng)物反(fan)應器(qi)處(chu)理(li)屠宰廢水成為熱點。高(gao)效(xiao)厭(yan)(yan)氧(yang)反(fan)應器(qi)通(tong)過強化(hua)傳質和提高(gao)污泥濃度成功地實現了(le)在很短(duan)的時間內達(da)到良好的去除效(xiao)果，高(gao)效(xiao)厭(yan)(yan)氧(yang)反(fan)應器(qi)較傳統厭(yan)(yan)氧(yang)消化(hua)池最大的優勢是(shi)負荷(he)能力高(gao)、水力停留(liu)時間短(duan)、占地小。  

國內(nei)外應用高效厭(yan)氧(yang)(yang)反應器處(chu)理屠(tu)宰廢水(shui)的主(zhu)要有：上(shang)流式(shi)厭(yan)氧(yang)(yang)污泥床(UASB)、厭(yan)氧(yang)(yang)濾池(chi)(AF)、厭(yan)氧(yang)(yang)流化床(AFB)、厭(yan)氧(yang)(yang)折流床反應器(ABR)、厭(yan)氧(yang)(yang)固定(ding)膜反應器(AFFR)、內(nei)循環反應器(IC)等。  

UASB反(fan)(fan)(fan)應(ying)器以其結構緊湊、簡單、無需(xu)攪(jiao)拌和(he)填(tian)料(liao)載體，負(fu)荷(he)能(neng)力高(gao)(gao)等(deng)(deng)優點而廣受(shou)青睞。AyoobTorkian實(shi)驗(yan)表明(ming)UASB處(chu)(chu)理(li)(li)屠(tu)宰廢水(shui)(shui)(shui)是非常有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)方法，在13～30kgCODCr/m3.d的(de)(de)(de)(de)負(fu)荷(he)下，CODCr的(de)(de)(de)(de)去除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)為75～90%。然(ran)而UASB也(ye)存在一些問(wen)題(ti)，如(ru)污(wu)泥(ni)易流失，顆粒污(wu)泥(ni)難于形成，系(xi)統難于啟動等(deng)(deng)。針對這些問(wen)題(ti)，研究人員不斷(duan)采用(yong)(yong)(yong)新的(de)(de)(de)(de)方案(an)以改進UASB的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)。I.Ruiz和(he)RafaelBorja等(deng)(deng)人分(fen)別將UASB與AF串(chuan)聯使(shi)用(yong)(yong)(yong)處(chu)(chu)理(li)(li)屠(tu)宰廢水(shui)(shui)(shui)，使(shi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)器同時具有(you)UASB和(he)AF反(fan)(fan)(fan)應(ying)器的(de)(de)(de)(de)特點。利用(yong)(yong)(yong)AF保持生(sheng)(sheng)物(wu)量(liang)和(he)耐沖擊負(fu)荷(he)的(de)(de)(de)(de)優點，減(jian)輕了對UASB三(san)相分(fen)離(li)(li)器的(de)(de)(de)(de)固液分(fen)離(li)(li)性(xing)(xing)能(neng)要求，提高(gao)(gao)了系(xi)統抵御(yu)有(you)機負(fu)荷(he)、水(shui)(shui)(shui)力負(fu)荷(he)和(he)溫度(du)變化(hua)沖擊的(de)(de)(de)(de)能(neng)力。隨著系(xi)統附著生(sheng)(sheng)物(wu)量(liang)從0.5gVSS.L-1增至5gVSS.L-1，CODCr的(de)(de)(de)(de)去除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)也(ye)升(sheng)至90.2~93.4%。ClaudiaE.T.Caixeta通過使(shi)用(yong)(yong)(yong)一種新型高(gao)(gao)效(xiao)三(san)相分(fen)離(li)(li)器也(ye)達到(dao)了提高(gao)(gao)UASB耐負(fu)荷(he)沖擊能(neng)力和(he)處(chu)(chu)理(li)(li)效(xiao)果(guo)的(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)。AF處(chu)(chu)理(li)(li)屠(tu)宰廢水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定性(xing)(xing)好，在有(you)機負(fu)荷(he)為20～25kgCOD/m3.d時，CODCr的(de)(de)(de)(de)去除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)可(ke)(ke)達80～90%，但是AF極易堵塞，必(bi)須定時沖洗。R.delPozo利用(yong)(yong)(yong)AFFR處(chu)(chu)理(li)(li)屠(tu)宰廢水(shui)(shui)(shui)，系(xi)統采用(yong)(yong)(yong)波紋(wen)管狀填(tian)料(liao)，即使(shi)處(chu)(chu)理(li)(li)高(gao)(gao)固體濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)廢水(shui)(shui)(shui)也(ye)不易堵塞，對間歇運行的(de)(de)(de)(de)適應(ying)性(xing)(xing)優于UASB，有(you)機負(fu)荷(he)8kgCOD/m3.d時，CODCr去除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)達85～95%。IC反(fan)(fan)(fan)應(ying)器也(ye)是近二十年來(lai)發展起來(lai)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)效(xiao)厭氧反(fan)(fan)(fan)應(ying)器，鄧良偉(wei)采用(yong)(yong)(yong)IC工藝實(shi)驗(yan)得出屠(tu)宰廢水(shui)(shui)(shui)總磷(lin)的(de)(de)(de)(de)去除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)可(ke)(ke)達53.8%，CODCr去除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)80.3%，BOD5去除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)達97.6%，SS去除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)為78%。  

1.2.4厭氧生物的預處理  

屠宰廢水(shui)中含(han)有的(de)大(da)(da)量的(de)SS和(he)(he)油(you)脂(zhi)，如不(bu)加以(yi)去除(chu)直(zhi)接進(jin)入(ru)厭氧(yang)系(xi)統，會大(da)(da)大(da)(da)降低厭氧(yang)反應(ying)的(de)速度和(he)(he)甲烷的(de)產量，進(jin)入(ru)UASB還會引起(qi)污泥上浮和(he)(he)流(liu)失。因此在(zai)進(jin)入(ru)厭氧(yang)系(xi)統前對(dui)屠宰廢水(shui)進(jin)行去除(chu)SS和(he)(he)油(you)脂(zhi)的(de)預(yu)處(chu)理(li)是(shi)(shi)十分必要和(he)(he)有效的(de)，而最(zui)常用的(de)方法就是(shi)(shi)氣(qi)浮。N.T.Manjuanth在(zai)UASB前采用壓力(li)氣(qi)浮作為預(yu)處(chu)理(li)單元，結果表明(ming)氣(qi)浮可以(yi)去除(chu)原水(shui)50%的(de)污染物，同時氣(qi)浮后(hou)厭氧(yang)處(chu)理(li)的(de)反應(ying)速率及產甲烷量均(jun)較未處(chu)理(li)的(de)原水(shui)有所(suo)提(ti)高。  

厭(yan)氧處(chu)理(li)的(de)缺(que)陷是出水(shui)的(de)NH3-N、硫化物(wu)等還(huan)原性(xing)污染物(wu)還(huan)較(jiao)多，沒有(you)脫氮(dan)能力，有(you)時(shi)出水(shui)的(de)BOD5偏高，還(huan)需進一(yi)步處(chu)理(li)。

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