新鄉市(shi)綠豐環保工程有(you)限公司(si)致力于食(shi)(shi)品行(xing)業(ye)污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理,有(you)12年的食(shi)(shi)品污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理經驗,并(bing)擁47有(you)項自主研發(fa)專(zhuan)利,2000㎡高難度工業(ye)廢水(shui)(shui)研究(jiu)中心,有(you)豐富的食(shi)(shi)品行(xing)業(ye)污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理經驗。
持續創新,共創共享
綠豐(feng)環保(bao)關于(yu)二級(ji)AO工(gong)藝處(chu)理(li)屠(tu)(tu)宰(zai)(zai)(zai)廢(fei)水(shui)處(chu)理(li)研究(jiu)。近(jin)年來,屠(tu)(tu)宰(zai)(zai)(zai)行業集中度(du)逐步提升,規模化屠(tu)(tu)宰(zai)(zai)(zai)場產生的屠(tu)(tu)宰(zai)(zai)(zai)廢(fei)水(shui)成為不可(ke)(ke)忽視的環境污染源,與(yu)此同時,環保(bao)形勢(shi)趨嚴,與(yu)以往單(dan)純要求屠(tu)(tu)宰(zai)(zai)(zai)廢(fei)水(shui)排(pai)放(fang)(fang)執行《肉類加工(gong)工(gong)業水(shui)污染物(wu)排(pai)放(fang)(fang)標準》( GB13457—92) 相比,增(zeng)加總氮 ( Total nitrogen,TN) 、總磷( Total phosphorus,TP) 的控制要求的可(ke)(ke)能性漸增(zeng),研究(jiu)一種多(duo)指標協同處(chu)理(li)屠(tu)(tu)宰(zai)(zai)(zai)廢(fei)水(shui)的技術路(lu)線,對確保(bao)屠(tu)(tu)宰(zai)(zai)(zai)廢(fei)水(shui)穩定達標排(pai)放(fang)(fang)具有重要意義(yi)。
現有(you)文獻多根(gen)據 GB 13457—92 的水(shui)(shui)質排放(fang)標(biao)準(zhun)制定(ding)屠宰廢(fei)水(shui)(shui)的治理(li)路線(xian),缺乏對 TN、TP 等(deng)水(shui)(shui)質指標(biao)的跟(gen)進。分別研究(jiu)了隔(ge)油(you)-水(shui)(shui)解酸化(hua)-二級 AO 工藝和 UASB-AO 組合工藝處理(li)生豬屠宰廢(fei)水(shui)(shui),以 GB 13457—92 作為出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質要求,重點(dian) 跟(gen) 蹤 化(hua) 學 需 氧 量 ( Chemical oxygen demand,COD) 、氨氮出水(shui)(shui)指標(biao)。
此(ci)外,現有文獻將屠(tu)宰廢水小試試驗和(he)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)應(ying)用案例結合(he)分析的研究(jiu)較少、等分別采用多段多級 AO 工(gong)(gong)(gong)藝和(he)水解酸(suan)化(hua)-接觸氧(yang)化(hua)工(gong)(gong)(gong)藝對 3 500 m3/ d 的禽類屠(tu)宰廢水處(chu)理站和(he) 600 m3/ d 的生豬屠(tu)宰廢水處(chu)理站進行了(le)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)改造。
本文通過小試(shi)試(shi)驗,考(kao)察廢水中COD、氨氮、TN、TP 等重(zhong)點污染(ran)物的降解規律,并跟(gen)蹤該工(gong)藝的工(gong)程案例,將小試(shi)試(shi)驗和工(gong)程實(shi)際(ji)相結合(he),為屠宰廢水的處理提供有(you)益參考(kao)。
1 水質分析及路線制定
屠宰(zai)廢水含有(you)(you)一定量(liang)(liang)的(de)血污(wu)、油脂類、毛(mao)、肉屑、骨屑、內臟雜物、未消化的(de)食(shi)物等(deng)雜質(zhi),廢水水質(zhi)、水量(liang)(liang)隨屠宰(zai)量(liang)(liang)、季節(jie)性需求等(deng)變(bian)化,存在較(jiao)大波動,是(shi)一類高(gao)(gao)有(you)(you)機物、高(gao)(gao)氨氮、高(gao)(gao)油脂、高(gao)(gao)含固率的(de)有(you)(you)機廢水。廢水可生化性好(hao),可采用生化處理法。
目(mu)前(qian)常見的屠(tu)宰廢水(shui)生(sheng)化處理(li)工藝主要為(wei)厭氧、兼氧及(ji)好氧的工藝組合(he),如 UASB-A2O、ABR-SBR、UASB-接觸氧化、水(shui)解酸化-AO、多(duo)級 AO 等。
采用(yong) UASB、ABR 等厭氧處(chu)理工藝(yi),反(fan)應階段產生沼氣(qi),沼氣(qi)的利用(yong)與處(chu)理需(xu)做(zuo)建筑安全距(ju)離、電氣(qi)防爆(bao)等多方考慮,加(jia)上(shang)屠宰(zai)廢水原水 COD 一般≤3 000 mg /L,故從(cong)安全、耗能和基建投資角(jiao)度看,可采用(yong)非厭氧工藝(yi)。
屠宰(zai)廢水處理(li)后(hou)的(de)出水若直排地表,則(ze)氨氮、TN 的(de)去(qu)除(chu)(chu)(chu)率一(yi)般(ban)≥90%,需考慮(lv)多級脫(tuo)氮技術; TP的(de)去(qu)除(chu)(chu)(chu)率一(yi)般(ban)≥90%,需在生化(hua)除(chu)(chu)(chu)磷(lin)的(de)基礎上考慮(lv)化(hua)學除(chu)(chu)(chu)磷(lin)。
由于多級脫氮技術中硝化液回流(liu)可能導致厭(yan)氧(yang)區存在高濃(nong)度硝態氮,抑制生化除磷效果,本次工藝路線(xian)制定時(shi),重點考慮化學除磷部分。
綜上(shang),本文(wen)采取水解酸化-二(er)級(ji) AO 的生(sheng)化處理(li)工藝進行(xing)屠宰廢水的處理(li)研(yan)究,其中磷(lin)去除部分開(kai)展(zhan)化學除磷(lin)研(yan)究。
2 小試試驗
2. 1 試驗材料
2. 1. 1
生(sheng)化試驗生(sheng)化試驗所用原(yuan)水(shui)取自北京某(mou)肉聯廠屠(tu)宰廢水(shui)處理(li)站(zhan)預處理(li)后的調(diao)節池。
該(gai)肉聯廠屠宰廢(fei)水預處(chu)理工藝采用兩級(ji)格柵-隔油沉淀池。
試驗所用接種污泥取自該屠宰(zai)廢(fei)水處理站生化(hua)反應池。
原水(shui)和(he)接種污泥的性質(zhi)如表 1 所(suo)示(shi)
2. 1. 2 除磷試驗
除磷試(shi)驗所用(yong)原(yuan)水取自生化試(shi)驗出水,藥劑選用(yong) Al2O3含量為 30%的(de) PAC。
2. 2 試驗裝置及方案
2. 2. 1 生化試驗
生(sheng)化試驗采用有機玻璃(li)裝置組建水解酸(suan)化-二級 AO 工藝(yi),工藝(yi)流程如圖(tu) 1 所示。
水(shui)解(jie)池(chi)(chi)池(chi)(chi)容(rong)(rong) 3 L,一(yi)(yi)(yi)級 A 池(chi)(chi)池(chi)(chi)容(rong)(rong) 3 L,一(yi)(yi)(yi)級 O 池(chi)(chi)池(chi)(chi)容(rong)(rong) 12 L,二(er)級 A 池(chi)(chi)池(chi)(chi)容(rong)(rong) 3 L,二(er)級 O 池(chi)(chi)池(chi)(chi)容(rong)(rong) 3 L,生化總池(chi)(chi)容(rong)(rong)為 24 L。原水(shui)用蠕動泵(beng)(beng)( BJ100-2J,泵(beng)(beng)頭(tou) YZ1515x) 以(yi)一(yi)(yi)(yi)定的速率輸送(song)至水(shui)解(jie)池(chi)(chi); 水(shui)解(jie)池(chi)(chi)采用升流式水(shui)解(jie)池(chi)(chi),通過內回流(liu)的方式控(kong)制上升流(liu)速為 0. 5 m/h,水解池(chi)(chi)(chi)出水依次(ci)自流(liu)至(zhi)后(hou)續(xu)生化(hua)池(chi)(chi)(chi); 一級 A 池(chi)(chi)(chi)和二級 A池(chi)(chi)(chi)內設(she)有攪拌器,控(kong)制反應池(chi)(chi)(chi)內溶解氧(yang)在 0. 2 ~ 0. 5mg / L; 一級 O 池(chi)(chi)(chi)和二級 O 池(chi)(chi)(chi)內設(she)有曝(pu)氣,控(kong)制反應池(chi)(chi)(chi)內溶解氧(yang)在 2~4 mg /L; 硝化液回流(liu)和污泥回流(liu)采用蠕(ru)動泵。
設定一級(ji) AO 硝(xiao)化(hua)(hua)液回(hui)流(liu)比(bi)為(wei)(wei) 400%,二級(ji) AO 硝(xiao)化(hua)(hua)液回(hui)流(liu)比(bi)為(wei)(wei) **,沉淀池污泥回(hui)流(liu)至水(shui)解池和一級(ji) A 池的回(hui)流(liu)比(bi)各為(wei)(wei) 50%,總(zong)污泥回(hui)流(liu)比(bi)為(wei)(wei) **。反應體系(xi)污泥濃(nong)度約為(wei)(wei) 4 000 mg /L。系(xi)統(tong)初始進水(shui)量(liang)為(wei)(wei) 0. 4 L/h,當系(xi)統(tong)出水(shui) COD去除率達(da)到穩(wen)定( 上(shang)下波動小(xiao)于(yu) 5%) 時,調整系(xi)統(tong)進水(shui)量(liang),將(jiang)系(xi)統(tong)進水(shui)量(liang)分階段(duan)提高至 0. 6 和 0. 8 L/h。
2. 2. 2 除磷試驗
除磷試驗于 500 m L 燒杯中(zhong)進(jin)行,有效體積(ji)為400 m L。以二級 AO 池出水(shui)為原水(shui),投加不同量的PAC,混(hun)凝(ning)沉(chen)淀后測定(ding)上清液中(zhong) TP 含量。PAC 的投加藥量分(fen)別 設 定(ding) 為 25、50、100、200、300、400、500、600 mg / L
,每個投(tou)藥量(liang)進(jin)行 3 次(ci)重復試驗。
2. 3 分析方法
p H 采(cai)用(yong)(yong) p H 計 S-100 ( SUNTEX,Taiwan) 測(ce)定(ding);水溫 和 溶 解(jie)(jie) 氧 采(cai) 用(yong)(yong) 便 攜(xie) 式 溶 解(jie)(jie) 氧 測(ce) 定(ding) 儀 HQ30( Hach,America) 測(ce)定(ding); COD 的(de)測(ce)定(ding)用(yong)(yong)標準重鉻酸鉀(jia)法(fa); 氨氮的(de)測(ce)定(ding)用(yong)(yong)納氏試劑分光(guang)光(guang)度(du)法(fa); 總(zong)氮的(de)測(ce)定(ding)用(yong)(yong)堿性過硫(liu)酸鉀(jia)消解(jie)(jie)紫(zi)外分光(guang)光(guang)度(du)法(fa); 總(zong)磷的(de)測(ce)定(ding)采(cai)用(yong)(yong)鉬(mu)酸銨分光(guang)光(guang)度(du)法(fa); MLSS 采(cai)用(yong)(yong)烘干恒重法(fa)測(ce)定(ding)。
3 結(jie)果與討論(lun)
3. 1 生(sheng)化試驗
不同進水量下,生(sheng)化(hua)系(xi)統出(chu)水 COD 變化(hua)趨勢如圖 2 所(suo)示。當(dang)(dang)污泥(ni)負(fu)荷(he)為(wei)0. 25 和 0. 35 kg COD/( kg MLSS·d)時,生(sheng)化(hua)系(xi)統對 COD 的去(qu)除率達(da)(da)到 98%以上,其中污泥(ni)負(fu)荷(he)為(wei) 0. 25 kg COD/( kg MLSS·d) 時,出(chu)水COD 為(wei) 19 ~ 32 mg / L,污泥(ni)負(fu)荷(he)為(wei) 0. 35 kg COD /( kg MLSS·d) 時,出(chu)水 COD 為(wei) 29 ~ 42 mg /L。但當(dang)(dang)污泥(ni)負(fu)荷(he)提高至(zhi) 0. 50 kg COD/( kg MLSS·d) 時,生(sheng)化(hua)系(xi)統對 COD 的去(qu)除率降(jiang)至(zhi) 90%,出(chu)水 COD 達(da)(da)到219 ~ 234 mg / L。
圖 2
故選擇(ze)污泥負(fu)荷為 0. 35 kg COD/( kg MLSS·d)對(dui)各池中污染物展開降(jiang)解研究,將生化池進水量從 0. 8 L /h 降至 0. 6 L /h,恢復運行 15 d 后(hou)再穩定運行 20 d,穩定運行期間內檢測每日進水及各生
化池(chi) COD、氨氮、TN、TP 的變化情況,具體如(ru)圖 3所示。
其中水解池出水 COD、氨(an)氮(dan)、TN、TP 分別為1 350 ~ 1 688、129. 12 ~ 160. 45、129. 34 ~ 168. 06、20. 11 ~ 26. 24 mg / L; 一級 AO 出水 COD、氨氮(dan)、TN、TP 分(fen)別(bie)為 108 ~ 146、10. 88 ~ 19. 97、22. 34 ~ 31. 20、10. 00 ~ 12. 30 mg / L; 二(er)級 AO 出水(shui) COD、氨氮、TN、TP 分(fen) 別 為(wei) 24 ~ 42、0. 08 ~ 0. 41、11. 82 ~ 15. 64、5. 86 ~ 7. 01 mg / L。各生(sheng)化池的去(qu)除率如表 2 所示。
一般水解酸化階段非溶解性有機物轉(zhuan)變為溶解性有(you)機物,蛋白(bai)質(zhi)等(deng)有(you)機氮轉(zhuan)化為氨氮等(deng)。
在部分厭氧(yang)反應器中(zhong),水解酸化階段(duan)氨(an)氮和有機物含量(liang)可(ke)能還存在一定的升(sheng)高,本(ben)試驗中 COD、氨氮、TN、TP在水解(jie)酸(suan)化(hua)池(chi)內(nei),濃度均發生下降,這可能(neng)是由于(yu)沉淀(dian)池污泥回流的稀釋作(zuo)用,污泥對水解后的物質的吸附作用及(ji)水(shui)解后的(de)物質被細菌自(zi)身生長所(suo)利用等共同造成的(de)。
整個系統硝化液回(hui)流比為 500%,理論上(shang) TN 的去(qu)除(chu)率(lv) = R /( 1+R) = 83. 33%,R 為(wei)硝化(hua)液回流比(bi)。而本試驗結果,TN 的(de)去除率達到(dao)了 92. 08%,高于理論 TN 的去除率,這是(shi)由于(yu)對于(yu)前置缺氧(yang)后置好(hao)氧(yang)的脫(tuo)氮(dan)工藝,脫(tuo)氮(dan)率(lv)與(yu)回(hui)流比(bi)關系較大,而(er)本項目(mu)中一級(ji)好(hao)氧池對氨(an)氮的(de)去除效(xiao)果明顯,氨(an)氮轉化為亞硝酸(suan)鹽(yan)氮和硝酸(suan)鹽(yan)氮后(hou)直接進入(ru)二(er)級缺氧池(chi),在二(er)級缺氧池內(nei)進行反硝化脫(tuo)氮(dan)。
3. 2 除磷試驗(yan)
經測(ce)定(ding),二級 AO 池(chi)出(chu)水 TP 含量(liang)為(wei) 6. 14 mg /L,不同 PAC 投藥量下 TP 的(de)去除情況(kuang)如圖 4 所示。
從圖 4 可知(zhi),試驗出水(shui) TP 的(de)含量隨(sui)著 PAC 投藥量的增加而逐漸(jian)降低,當(dang) PAC 投加量(liang)大于(yu) 400mg / L 時,出水(shui) TP 含(han)量小于等于 0. 3 mg / L,能滿足北京市地標 DB 11 /307—2013 中表(biao) 1 的 B 排(pai)放限值對 TP 的要求。
采(cai)用(yong) PAC 進(jin)行化(hua)學除(chu)磷(lin)的機理(li)為(wei) Al3++ PO3-→4Al PO4↓,n( l3+) ∶ n( PO3-4) = 1 ∶1。實際投(tou)藥(yao)時,考(kao)慮藥劑(ji)損(sun)耗等因素(su),一般 n( Al3+) ∶n( PO3-4) 為1. 0 ~ 1. 5。本試驗(yan)中原水 TP 含量為
6. 14 mg /L,理論計算PAC 消耗量如表 3 所示。
根據試驗結(jie)果,將原水 TP 降到(dao) 0. 3 mg /L 的低值時,PAC 的消耗(hao)量 400 mg /L 是理論 PAC 消耗量的 7. 92 倍,這可能是由(you)于(yu) PAC 藥劑中鋁離子的(de)解離不(bu)充分造成(cheng)的。
4 工(gong)程案(an)例
4. 1 案(an)例基(ji)本(ben)情(qing)況
工程案例為北京一生豬屠宰場屠宰廢(fei)水處理站改造工(gong)程,該屠(tu)宰(zai)場(chang)日屠(tu)宰(zai)量約 4 000 頭,廢水處理站(zhan)設計處(chu)理能力 2 000 m3/ d,原處理工藝(yi)采用(yong)機械格柵(zha)-隔油沉淀池(chi)-ABR-兩級(ji)接觸氧化,處理出(chu)水水
質執行北(bei)京市地方標(biao)準《水污(wu)染物排放標(biao)準》( DB11 / 307—2005) 二級限值。2013 年,上述地標修訂并發布(bu),根(gen)據新標準要求(qiu),出水水質需執行(xing)《水污染(ran)物綜合(he)排放標準》( DB 11 /307—2013) 表
1 的 B 排放限值,其中出水 COD 要求從(cong)≤60 mg /L 提(ti)標至≤30 mg /L,氨氮從≤10 mg /L 提標至≤1. 5 mg /L,TP 從≤0. 5 mg / L 提標至 ≤0. 3 mg / L,同時增加出(chu)水 TN 要(yao)(yao)求(qiu),要(yao)(yao)求(qiu)出水 TN≤15 mg /L。
改造前 采 樣(yang) 測 定,該(gai) 生 豬 屠 宰 場 屠 宰 廢 水(shui)BOD5、TN、TP 分(fen)別約為(wei) 1 266、162. 45、29. 38 mg /L。
4. 2 案例改造情況
根據新標準水(shui)質要求及現場(chang)調研,該廢水(shui)處理站(zhan)原有工藝采(cai)用(yong) ABR-二級(ji)接(jie)觸氧化,不(bu)具備脫氮的能力,可考慮脫氮除(chu)磷的生(sheng)化處理(li)工(gong)藝(yi)。
而 BOD5∶N ∶ P 的比值是影(ying)響生(sheng)物脫氮除磷的重要因素,在一定(ding)范(fan)圍(wei)內,氮、磷去(qu)除率隨著(zhu) BOD5/ N 和(he) BOD5/ P 比值的增(zeng)加而(er)增(zeng)加。理論(lun)上,BOD5/ TN > 2. 86 才能(neng)有效地進行生物脫(tuo)氮,實際運(yun)行資料表明,只有當BOD5/ TN>3 時才能使反硝化(hua)正常運行,而當 BOD5/TN = 4 ~ 5 時,氮的去除率大于 60%。
對于生物除磷工藝,則要求(qiu) BOD5/ P = 33 ~ 100。該工程案例中(zhong),BOD5/ TN≈7. 79,BOD5/ TP ≈43. 09,能滿足生物脫氮除磷工藝對碳源(yuan)的(de)要求,結合(he)前期的(de)試驗(yan)研究,采用水解酸(suan)化-二級 AO 工藝對該廢水處理站進行改造(zao)。
改造方(fang)案將ABR 池改造為升流(liu)式水(shui)解池,二級接觸氧化(hua)池改造(zao)為(wei)二級 AO 池,改造(zao)后工(gong)藝流程如(ru)圖(tu) 5 所示。
4. 3 運(yun)行數據
改造(zao)后對(dui)廢(fei)水處理站(zhan)進行連(lian)續 1 個月的(de)出水水質監測,其中(zhong)出水 COD 為 21. 1~29. 3 mg /L,氨(an)氮為(wei)0. 33 ~ 1. 13 mg / L,TN 為 8. 83 ~ 14. 4 mg / L,TP 為(wei)0. 14 ~ 0. 28 mg / L,出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)滿足北京市地標《水污染物綜(zong)合排(pai)放標準(zhun)》( DB 11 /307—2013) 表 1 的 B排放限值(zhi)。COD、氨氮、TN、TP 等各項指標的(de)平(ping)均去除率分別達到(dao) 98. 8%、99. 4%、91. 3%和 99. 3%。
改造(zao)完(wan)成(cheng)后項目藥(yao)耗、能耗及運行參數如表(biao) 4所示。
5 結論(lun)
采用(yong)水解酸化(hua)-兩(liang)級(ji) AO 工(gong)藝處理生豬場屠宰廢(fei)(fei)水(shui),可(ke)以實現屠(tu)宰(zai)廢(fei)(fei)水(shui) COD、氨氮、TN、TP 的有效去除,其(qi)中在(zai)污(wu)泥負荷為 0. 35 kg COD/( kg MLSS·d)時,小試試驗出水 COD、氨氮、TN、TP 分別達到 24 ~42、0. 08 ~ 0. 41、11. 82 ~ 15. 64、5. 86 ~ 7. 01 mg / L,生化系統對(dui) COD、氨氮、TN 和 TP 的(de)去除(chu)率分別為98. 75%、99. 84%、92. 08%、79. 56%。
而在二(er)級 AO出水(shui)末(mo)端投加約 400 mg /L 及以(yi)上的 PAC,可(ke)以使出水 TP 降至 0. 3 mg /L 及(ji)以(yi)下。
水解酸(suan)化-二級 AO 工藝的工程(cheng)實踐表明(ming)采用該(gai)工藝,可以確保系統出水滿足(zu)北京市地標《水污染物綜合排放標準》( DB 11 /307—2013) 表 1 的 B排放限(xian)值。
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