中、小型肉类加工企业污水处理工程的设计和运行
更新时间：2011-04-01 10:08
来源：北京华夏大禹科技有限公司
作者: 姚杰宇 于容朴 于一凡
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概 述
本文列举了肉类加工行业的几种常见污水处理工艺，对各种工艺的优缺点进行了详细分析。最后以一个肉类加工污水处理工程为例，进行了详细的工艺单元设计和工程运行问题分析。案例主工艺为：水力筛脱毛、预沉隔油、预曝调节、折板厌氧池、接触氧化池、沉淀，工程吨水投资1525元，吨水处理成本0.592元，系统出水达到行业相关标准（一级）。和其他工艺相比，本工艺具有投资省、运行成本低、无二次污染、出水水质优良、易于设计和操作等优点，可做为成功案例参考。
1、肉类加工行业污水特点
肉类加工行业一般指家禽、家畜的宰杀和肉类加工，在加工过程中会产生大量带有血污、油脂、毛皮、肉屑、内脏杂物的废水，污水中含有较高浓度的有机污染物和病源微生物。肉类加工行业所排放的污染物呈溶解态、胶体态、悬浮态存在于污水中，且易于生物降解；在降解过程中，大量地消耗水中的溶解氧。由于缺氧，水体转变为厌氧状态，致使厌氧微生物代谢活跃，同时释放出令人不快的硫化氢等恶臭气体。如果不对这类废水进行处理而直接排放，不但会对环境造成严重污染，而且会对人类健康造成危害。
2、传统处理工艺简介
肉类加工污水的传统处理工艺一般包括预处理（如格栅、格网、隔油等）、一级处理（混凝沉淀、混凝气浮、酸化水解）、二级处理（好氧工艺及变种：接触氧化、活性污泥法、SBR工艺，厌氧和好氧工艺的组合：UASB+接触氧化等）、三级处理（砂滤、消毒等）。
肉类加工行业的污水处理工艺都相对比较成熟，但是也存在一些小的问题，如机械格栅易于堵塞、混凝预处理会增加较高的处理成本、单纯的好氧工艺浪费较大的能耗、传统的UASB厌氧反应器不易管理难于得到推广等。
3、肉类加工污水设计及运行实例
3.1 工程背景资料
某肉类加工企业是集种鸭饲养、孵化、肉鸭养殖、屠宰加工、生产熟食制品、进行羽绒制品加工于一体的产供销一条龙大型企业。
3.2 处理水量
设计处理水量按2400m3/d设计
3.3 原水水质
根据环保主管部门的监测数据以及企业提供的资料，所测数据的平均值再取1.2的安全系数，作为处理前的水质指标(见表2)，并以此进行工艺设计。
表2 屠宰污水处理站主要进水水质
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主要水质指标
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pH
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CODCr
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BOD5
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SS
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动植物油
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氨氮
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原水水质
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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 排放标准
本项目排放标准执行《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB13457-92）中一级标准，主要表3所示。
表3 GB13457-92一级标准主要水质指标
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主要水质指标
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pH
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CODCr
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BOD5
|
SS
|
动植物油
|
氨氮
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排放标准
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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 主要构筑物及设备设计
功能：水力筛（旋转过滤除污机），利用旋流推动颗粒层移动，可以高效的实现动态过滤分离污水中肉块、羽毛等大块污染物，并便于滤出固体污染物收集。
设备参数：L=2000mm，过滤孔径2mm，N＝0.55kW。
数量：2台（1用1备）
隔油预沉池
功能：池内设置污泥斗和格板，底部设穿孔集泥管和排泥阀，原水中泥沙较大密度的细小颗粒能够通过预沉淀和污水分离后，定期由集泥管排出。池上部设多级格板，保证浮油及密度较小的浮渣去除，池内设溢流排渣堰，定期人工刮除浮油和浮渣。
外形尺寸：W×L×H＝10m×7.8m×5.5m
结构方式：钢砼 数量：1座
折流式厌氧池（ABR）
功能：ABR反应池具有良好的水流、水力条件，主要利用厌氧菌和兼性菌的共同作用下，将不容易生物降解的大分子物质降解为小分子物质或甲烷、二氧化碳等最终代谢产物，大大降低了后续好氧段进一步去除。池内上升流部分设置一定高度的组合填料，有利于防止厌氧污泥流失。
工艺参数：W×L×H＝26m×13m×6.5m ，有效水深6m。（2组并用，每组分为4格，各单元设排泥阀），单格上下流流速为1：3，池内反应区有效容积约1500m3，容积负荷3kgCOD/m3·d，池内水力停留时间HRT＝20h。各池顶设排沼气管，经连通后通过水封器，最后接阻火器和沼气燃烧器（不锈钢）。
结构方式：钢砼， 数量：1座
ABR回流泵
功能：后续第四格厌氧污泥抽升进入ABR前段与进水混合。
设备参数： ZX型污水泵，Q=40 m3/h， H=22m，N=5.5kW
数量：4台（1用1备，两套）
接触氧化池
功能：池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部生物填料，并以一定的流速流经填料，因填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。
工艺参数：W×L×H＝20m×15m×5.5m（并列2组，2段），池体有效容积1500m3，填料填充率为60%，设计容积负荷2kgCOD/m3·d ，HRT＝15h。底内设组合生化填料和Φ215型微孔膜片式曝气头800套，每只服务面积0.375m2。
结构方式：钢砼 数量：1座
3.6 运行结果与分析
表4 污水站主要单元出水水质监测表
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监测点
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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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动植物油（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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调节池出水
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6~9
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1300~1850
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600~900
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400~600
|
10~30
|
40~75
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|
ABR池出水
|
6~9
|
400~600
|
160~220
|
200~300
|
<5
|
50~100
|
|
斜板沉淀池出水
|
6.0~8.5
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50~80
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10~15
|
20~40
|
<5
|
8~12
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|
排放标准
|
6.0~8.5
|
80
|
30
|
60
|
20
|
15
|
3.7 工程运行成本分析
表5 处理成本统计表
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序号
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项 目
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吨水费用(元/m3)
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说 明
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1
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电 费
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0.486
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平均功率为97.2kW，按0.8元/ kW•h计。
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|
2
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药剂费
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0.05
|
主要为污泥脱水用PAM药费。
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3
|
人工费
|
0.056
|
全职操作人员4名，工资按1000元/月计。
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4
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总 计
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0.592
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（不包括折旧费）
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注：工程总投资为305万元，吨水投资约1525元。
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3.8 设计和运行中几个问题分析
(1)由于设置水力筛分离固体污染物，且场地受限，不能建设地下调节池，因此原水在进入处理设施前经过了二次提升。
(2)该工程于2006年9月初竣工，9月底正式投入试车运行。由于隔油池出水管附近流速过大，造成一部分已分离上浮的油又吸入调节池。随后以穿孔集水管收水，降低集水点的流速，基本消除了油（渣）的流失现象。但需半个月左右对集水管进行清洗一次，防止粘附的一些污染物堵塞，造成出水不畅。
(3)在ABR池调试过程中，投泥采用城市污水处理厂脱水消化污泥，投泥量约20g/L，调试期间采用原水稀释1倍，容积负荷为1kgCOD/m3·d，第1个单元的PH值下降到6.0以下，通过降低负荷、投加碳酸钠、增加回流率等手段逐渐提高了池内的PH值，防止了该工艺易发生的各级单元出现逐级酸败、调试失败的问题出现。通过控制适量的回流比最终保证了ABR的稳定运行和处理效果。
(4)在接触氧化池的好氧调试过程中，投加当日脱水的污水处理厂活性污泥，采取闷曝挂膜。挂膜后开始正常进水，进水量由50%逐渐增加。在正常运行的第1个月，污水中的COD、BOD和氨氮去除率逐步提高，优其以氨氮变化较为显著，分析原因可能和硝化菌的世代较长有关。
(5)经过较长时间运行和出水，斜板沉淀池内斜板污染较为严重，挂了一层生物膜，因其增大了过填料流速，使得出水的悬浮物指标发生波动。后期运行过程中，在斜板填料底部增设了曝气吹脱管，定期气泡吹脱，收到了显著效果。
4、结论和建议
设计实例以折板厌氧池（ABR）和接触氧化的组合工艺为主、辅助水力筛脱毛、预沉隔油等预处理手段处理肉类加工行业污水，在较低工程投资和运行费用条件下（吨水投资1525元、吨水处理成本0.592元），系统运行稳定，出水水质优良，优于行业一级标准。
设计实例中厌氧工艺的选择，使得污水中绝大部分有机污染物在超低能耗的情况下被转化成二氧化碳、甲烷等厌氧产物去除，大大降低了好氧单元的吨水能耗，降低了吨水处理费用。折板厌氧池（ABR）与传统的UASB厌氧工艺相比较，具有结构简单，运行稳定，便于维护等优点。
设计实例中处理工艺（除污泥脱水投加少量的PAM）以生化处理为主，无混凝加药处理单元，无化学污泥产生，不产生二次污染，同时也降低了处理成本。
与传统的四个工程案例相比较，“水力筛+隔油预沉+折板厌氧+接触氧化”工艺因其吨水投资少、运行费用低、工艺环保（无二次污染）等特点，可做为其他中小型肉类加工企业污水处理成功案例的参考。
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