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綠豐(feng)環(huan)(huan)保(bao)(bao)關于二級AO工(gong)(gong)藝處(chu)(chu)理(li)屠(tu)宰(zai)廢(fei)水處(chu)(chu)理(li)研究。近年(nian)來(lai)，屠(tu)宰(zai)行業(ye)集中度逐步提升，規模化屠(tu)宰(zai)場(chang)產生的屠(tu)宰(zai)廢(fei)水成為不可(ke)忽視的環(huan)(huan)境污染(ran)(ran)源，與(yu)此同時(shi)，環(huan)(huan)保(bao)(bao)形(xing)勢趨嚴，與(yu)以(yi)往(wang)單純要(yao)求屠(tu)宰(zai)廢(fei)水排(pai)放執行《肉類加工(gong)(gong)工(gong)(gong)業(ye)水污染(ran)(ran)物排(pai)放標準》( GB13457—92) 相比，增加總(zong)氮 ( Total nitrogen，TN) 、總(zong)磷(lin)( Total phosphorus，TP) 的控制要(yao)求的可(ke)能性漸增，研究一種多(duo)指(zhi)標協(xie)同處(chu)(chu)理(li)屠(tu)宰(zai)廢(fei)水的技術路(lu)線(xian)，對確(que)保(bao)(bao)屠(tu)宰(zai)廢(fei)水穩定(ding)達(da)標排(pai)放具有重要(yao)意義。

現有文獻多根據 GB 13457—92 的水(shui)質(zhi)排(pai)放標(biao)準(zhun)制定屠宰廢水(shui)的治理路線，缺乏對(dui) TN、TP 等水(shui)質(zhi)指標(biao)的跟進。分別研究了(le)隔油-水(shui)解酸化-二(er)級(ji) AO 工藝和 UASB-AO 組合工藝處理生豬屠宰廢水(shui)，以 GB 13457—92 作為出水(shui)水(shui)質(zhi)要(yao)求，重點 跟 蹤 化 學 需 氧(yang) 量 ( Chemical oxygen demand，COD) 、氨氮出水(shui)指標(biao)。

此(ci)外，現(xian)有文獻將(jiang)屠宰廢(fei)水小試試驗(yan)和(he)工(gong)(gong)程應用(yong)案例結合分(fen)析的(de)研究較少、等分(fen)別(bie)采用(yong)多段多級 AO 工(gong)(gong)藝(yi)和(he)水解酸(suan)化(hua)-接(jie)觸氧(yang)化(hua)工(gong)(gong)藝(yi)對 3 500 m3/ d 的(de)禽類(lei)屠宰廢(fei)水處(chu)理站和(he) 600 m3/ d 的(de)生豬(zhu)屠宰廢(fei)水處(chu)理站進(jin)行(xing)了工(gong)(gong)程改(gai)造。

本文通過小(xiao)試(shi)試(shi)驗，考察廢(fei)水中COD、氨氮、TN、TP 等重點(dian)污染物的降解(jie)規律，并跟蹤該工藝的工程案(an)例，將小(xiao)試(shi)試(shi)驗和工程實際相結合，為屠宰廢(fei)水的處理提供有益參考。

1 水質分析及路線制定

屠(tu)宰廢(fei)水(shui)(shui)含有一定(ding)量(liang)的血(xue)污、油(you)脂(zhi)類、毛、肉(rou)屑、骨(gu)屑、內臟(zang)雜物(wu)、未消化(hua)的食(shi)物(wu)等雜質，廢(fei)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質、水(shui)(shui)量(liang)隨屠(tu)宰量(liang)、季(ji)節(jie)性需求等變化(hua)，存(cun)在較大波(bo)動，是一類高有機物(wu)、高氨氮、高油(you)脂(zhi)、高含固率的有機廢(fei)水(shui)(shui)。廢(fei)水(shui)(shui)可生化(hua)性好(hao)，可采用生化(hua)處理法。

目(mu)前常(chang)見的屠宰廢水生化(hua)處理工藝主要為(wei)厭氧(yang)、兼氧(yang)及好氧(yang)的工藝組(zu)合，如 UASB-A2O、ABＲ-SBＲ、UASB-接觸(chu)氧(yang)化(hua)、水解酸化(hua)-AO、多級 AO 等。

采(cai)(cai)用(yong)(yong) UASB、ABＲ 等(deng)厭(yan)氧(yang)處(chu)理(li)(li)工藝，反應階段產生沼(zhao)氣(qi)，沼(zhao)氣(qi)的利(li)用(yong)(yong)與處(chu)理(li)(li)需做(zuo)建(jian)筑安(an)(an)全(quan)距(ju)離、電氣(qi)防爆等(deng)多方考慮，加上(shang)屠宰廢(fei)水(shui)(shui)原水(shui)(shui) COD 一般≤3 000 mg /L，故從安(an)(an)全(quan)、耗(hao)能和(he)基(ji)建(jian)投(tou)資角度看(kan)，可采(cai)(cai)用(yong)(yong)非厭(yan)氧(yang)工藝。

屠宰(zai)廢水(shui)處理(li)后的出水(shui)若直(zhi)排地表(biao)，則氨氮、TN 的去除(chu)(chu)率一般≥90%，需(xu)考慮(lv)多(duo)級脫氮技術; TP的去除(chu)(chu)率一般≥90%，需(xu)在生化除(chu)(chu)磷的基礎上考慮(lv)化學除(chu)(chu)磷。

由于多級脫氮技術中硝化(hua)(hua)液回流可能導致厭(yan)氧區存在(zai)高濃度硝態氮，抑制生化(hua)(hua)除(chu)磷效果(guo)，本次工藝路線制定時，重點考慮化(hua)(hua)學(xue)除(chu)磷部分。

綜上，本文采(cai)取水(shui)解(jie)酸化-二級 AO 的生化處理(li)工(gong)藝進(jin)行屠宰廢水(shui)的處理(li)研究，其中(zhong)磷(lin)去除部分開展化學除磷(lin)研究。

2 小試試驗

2. 1 試驗材料

2. 1. 1 

生(sheng)化試驗生(sheng)化試驗所用原水(shui)取自北京某肉聯廠(chang)屠宰(zai)廢水(shui)處理(li)站預處理(li)后的調節池(chi)。

該肉(rou)聯廠屠宰廢水預(yu)處理工藝(yi)采用兩(liang)級格(ge)柵-隔油(you)沉淀池。

試(shi)驗所用接(jie)種污(wu)泥取自該屠宰廢水處理站生化反應池(chi)。

原水和接種污泥的性質如(ru)表(biao) 1 所(suo)示

2. 1. 2 除磷試驗

除磷試驗所用原水(shui)取(qu)自生(sheng)化試驗出水(shui)，藥(yao)劑選用 Al2O3含量為 30%的(de) PAC。

2. 2 試驗裝置及方案

2. 2. 1 生化試驗

生化試驗采用有機玻璃裝置組建水解酸(suan)化-二級 AO 工(gong)藝，工(gong)藝流程如圖 1 所示。

水(shui)解(jie)池(chi)池(chi)容(rong)(rong)(rong)(rong)(rong) 3 L，一(yi)級(ji)(ji) A 池(chi)池(chi)容(rong)(rong)(rong)(rong)(rong) 3 L，一(yi)級(ji)(ji) O 池(chi)池(chi)容(rong)(rong)(rong)(rong)(rong) 12 L，二(er)級(ji)(ji) A 池(chi)池(chi)容(rong)(rong)(rong)(rong)(rong) 3 L，二(er)級(ji)(ji) O 池(chi)池(chi)容(rong)(rong)(rong)(rong)(rong) 3 L，生(sheng)化總池(chi)容(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)為 24 L。原(yuan)水(shui)用蠕動泵( BJ100-2J，泵頭 YZ1515x) 以一(yi)定的速率輸送至水(shui)解(jie)池(chi); 水(shui)解(jie)池(chi)采用升流(liu)式(shi)水(shui)解(jie)池(chi)，通(tong)過內(nei)(nei)回流(liu)的方式控制上升流(liu)速為 0. 5 m/h，水解(jie)(jie)池(chi)(chi)(chi)出水依次自流(liu)至后續(xu)生化池(chi)(chi)(chi); 一級(ji) A 池(chi)(chi)(chi)和(he)二(er)級(ji) A池(chi)(chi)(chi)內(nei)(nei)設有攪(jiao)拌器(qi)，控制反應(ying)池(chi)(chi)(chi)內(nei)(nei)溶解(jie)(jie)氧在(zai) 0. 2 ～ 0. 5mg / L; 一級(ji) O 池(chi)(chi)(chi)和(he)二(er)級(ji) O 池(chi)(chi)(chi)內(nei)(nei)設有曝氣(qi)，控制反應(ying)池(chi)(chi)(chi)內(nei)(nei)溶解(jie)(jie)氧在(zai) 2～4 mg /L; 硝化(hua)液回流和污泥回流采用蠕(ru)動泵。

設定(ding)一級(ji) AO 硝(xiao)化液回(hui)流(liu)(liu)比(bi)(bi)為(wei) 400%，二級(ji) AO 硝(xiao)化液回(hui)流(liu)(liu)比(bi)(bi)為(wei) **，沉淀(dian)池(chi)污(wu)(wu)泥回(hui)流(liu)(liu)至(zhi)水(shui)解(jie)池(chi)和一級(ji) A 池(chi)的(de)回(hui)流(liu)(liu)比(bi)(bi)各(ge)為(wei) 50%，總污(wu)(wu)泥回(hui)流(liu)(liu)比(bi)(bi)為(wei) **。反應體(ti)系(xi)污(wu)(wu)泥濃度約為(wei) 4 000 mg /L。系(xi)統(tong)初(chu)始進(jin)(jin)水(shui)量(liang)為(wei) 0. 4 L/h，當系(xi)統(tong)出水(shui) COD去除率達到穩定(ding)( 上(shang)下(xia)波(bo)動小(xiao)于 5%) 時，調整(zheng)系(xi)統(tong)進(jin)(jin)水(shui)量(liang)，將系(xi)統(tong)進(jin)(jin)水(shui)量(liang)分階段提高至(zhi) 0. 6 和 0. 8 L/h。

2. 2. 2 除(chu)磷試驗

除磷試驗于(yu) 500 m L 燒(shao)杯中進行，有(you)效體積為(wei)400 m L。以二級 AO 池出水為(wei)原水，投(tou)加(jia)不同量的PAC，混凝沉淀后測定(ding)上(shang)清液(ye)中 TP 含量。PAC 的投(tou)加(jia)藥量分(fen)別(bie) 設(she) 定(ding) 為(wei) 25、50、100、200、300、400、500、600 mg / L

，每個投藥量進(jin)行 3 次(ci)重(zhong)復試驗。

2. 3 分析方(fang)法

p H 采(cai)用(yong) p H 計 S-100 ( SUNTEX，Taiwan) 測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding);水溫 和 溶(rong)(rong) 解(jie) 氧(yang)(yang) 采(cai) 用(yong) 便(bian) 攜(xie) 式 溶(rong)(rong) 解(jie) 氧(yang)(yang) 測(ce)(ce)(ce)(ce) 定(ding)(ding) 儀 HQ30( Hach，America) 測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding); COD 的測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)用(yong)標準重(zhong)鉻(ge)酸(suan)鉀(jia)法; 氨(an)氮的測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)用(yong)納氏試劑分光(guang)光(guang)度法; 總氮的測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)用(yong)堿性過(guo)硫酸(suan)鉀(jia)消解(jie)紫(zi)外分光(guang)光(guang)度法; 總磷(lin)的測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)采(cai)用(yong)鉬(mu)酸(suan)銨分光(guang)光(guang)度法; MLSS 采(cai)用(yong)烘(hong)干恒重(zhong)法測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)。

3 結果與討(tao)論

3. 1 生(sheng)化(hua)試驗

不同進水(shui)(shui)(shui)量下，生化系(xi)(xi)統出水(shui)(shui)(shui) COD 變化趨勢如圖(tu) 2 所示。當(dang)污(wu)泥負荷(he)為(wei)(wei)0. 25 和 0. 35 kg COD/( kg MLSS·d)時(shi)(shi)，生化系(xi)(xi)統對(dui) COD 的去除率達到 98%以上，其中(zhong)污(wu)泥負荷(he)為(wei)(wei) 0. 25 kg COD/( kg MLSS·d) 時(shi)(shi)，出水(shui)(shui)(shui)COD 為(wei)(wei) 19 ～ 32 mg / L，污(wu)泥負荷(he)為(wei)(wei) 0. 35 kg COD /( kg MLSS·d) 時(shi)(shi)，出水(shui)(shui)(shui) COD 為(wei)(wei) 29 ～ 42 mg /L。但當(dang)污(wu)泥負荷(he)提高至(zhi) 0. 50 kg COD/( kg MLSS·d) 時(shi)(shi)，生化系(xi)(xi)統對(dui) COD 的去除率降至(zhi) 90%，出水(shui)(shui)(shui) COD 達到219 ～ 234 mg / L。

圖(tu) 2 

故(gu)選擇(ze)污泥負荷(he)為 0. 35 kg COD/( kg MLSS·d)對各池中污染物展開(kai)降解研究，將(jiang)生(sheng)化池進水量(liang)從 0. 8 L /h 降至 0. 6 L /h，恢(hui)復運行 15 d 后再穩定運行(xing) 20 d，穩定運(yun)行期(qi)間內檢測每日進水(shui)及各生

化池 COD、氨氮、TN、TP 的(de)變化情(qing)況，具體如圖 3所(suo)示。

其(qi)中水(shui)解池(chi)出(chu)水(shui) COD、氨(an)氮、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(chu)水 COD、氨氮、TN、TP 分別為(wei) 108 ～ 146、10. 88 ～ 19. 97、22. 34 ～ 31. 20、10. 00 ～ 12. 30 mg / L; 二級 AO 出水 COD、氨氮、TN、TP 分(fen) 別 為 24 ～ 42、0. 08 ～ 0. 41、11. 82 ～ 15. 64、5. 86 ～ 7. 01 mg / L。各生(sheng)化池的去除(chu)率如表 2 所(suo)示。

一般(ban)水解(jie)酸(suan)化階段非溶解(jie)性有(you)機物轉變為(wei)溶解(jie)性(xing)有機物，蛋(dan)白質等有機氮轉化為氨(an)氮等。

在(zai)部分厭氧反應器(qi)中，水解(jie)酸化階段氨氮和(he)有機(ji)物含(han)量可能還存在一(yi)定的升高，本(ben)試驗中 COD、氨氮、TN、TP在水解酸化池內，濃度(du)均發生下降，這可能是由于沉淀池污泥回(hui)流的稀釋作用，污泥對(dui)水(shui)解(jie)后的物(wu)質的吸附作用及水解后的(de)物質(zhi)被細菌自身生長所利用等共同(tong)造成的(de)。

整個系統硝化液回(hui)流比為 500%，理(li)論上 TN 的(de)去除率 = Ｒ /( 1+Ｒ) = 83. 33%，Ｒ 為(wei)硝化液(ye)回流比。而本試驗結果，TN 的去除(chu)率達到了 92. 08%，高于理論 TN 的(de)去除率，這是由于對于前置缺氧(yang)(yang)后置好氧(yang)(yang)的脫(tuo)氮工藝，脫(tuo)氮率(lv)與回(hui)流比(bi)關(guan)系較(jiao)大，而本項目中(zhong)一級好氧池對(dui)氨(an)氮的去除(chu)效果明顯，氨(an)氮轉化為亞硝(xiao)酸鹽(yan)氮和硝(xiao)酸鹽(yan)氮后(hou)直接進入二級缺氧池，在二級缺氧池內進行(xing)反硝化脫氮。

3. 2 除磷試驗(yan)

經(jing)測(ce)定(ding)，二級 AO 池(chi)出水 TP 含量為 6. 14 mg /L，不同 PAC 投藥量下 TP 的去除情(qing)況(kuang)如圖 4 所示。

從圖 4 可(ke)知，試驗出水 TP 的含量隨著 PAC 投藥量的(de)增(zeng)加(jia)而逐(zhu)漸降低，當 PAC 投加量大于 400mg / L 時，出水 TP 含量小于(yu)等于(yu) 0. 3 mg / L，能滿足北京市地標 DB 11 /307—2013 中(zhong)表 1 的(de) B 排放限值對(dui) TP 的(de)要求。

采用 PAC 進行(xing)化學(xue)除(chu)磷的機理為 Al3++ PO3－→4Al PO4↓，n( l3+) ∶ n( PO3－4) = 1 ∶1。實際投藥時，考慮(lv)藥劑損耗等因素(su)，一(yi)般 n( Al3+) ∶n( PO3－4) 為1. 0 ～ 1. 5。本試驗中原水 TP 含量為 

6. 14 mg /L，理論(lun)計(ji)算PAC 消(xiao)耗量如表 3 所示。

根(gen)據試驗結果，將原(yuan)水(shui) TP 降到 0. 3 mg /L 的低值(zhi)時，PAC 的消(xiao)耗(hao)量 400 mg /L 是理論 PAC 消(xiao)耗(hao)量的 7. 92 倍，這可(ke)能(neng)是(shi)由于(yu) PAC 藥劑中鋁離(li)子的解離(li)不充分造成(cheng)的。

4 工程案例

4. 1 案例基(ji)本情況

工程(cheng)案例為北京一生豬屠宰場屠宰廢水處理(li)站(zhan)改(gai)造(zao)工程(cheng)，該屠(tu)宰(zai)場日屠(tu)宰(zai)量(liang)約 ;4 000 頭，廢水處理站設(she)計處理能力 2 000 m3/ d，原(yuan)處理工藝采用機械格柵-隔油沉淀池-ABＲ-兩級接觸氧化(hua)，處理出(chu)水水

質執行北京(jing)市(shi)地(di)方標準《水污染物(wu)排放(fang)標準》( DB11 / 307—2005) 二級限值。2013 年，上述地(di)標修訂并發布(bu)，根據(ju)新標(biao)準要(yao)求，出水(shui)水(shui)質需執行《水(shui)污染(ran)物綜(zong)合排(pai)放標(biao)準》( DB 11 /307—2013) 表 

1 的 B 排放限值(zhi)，其中(zhong)出(chu)水 COD 要求(qiu)從≤60 mg /L 提標(biao)至≤30 mg /L，氨(an)氮從≤10 mg /L 提(ti)標(biao)至≤1. 5 mg /L，TP 從≤0. 5 mg / L 提標(biao)至 ≤0. 3 mg / L，同(tong)時增加(jia)出水 TN 要求，要求出水 TN≤15 mg /L。

改造(zao)前 采 樣 測 定(ding)，該 生 豬 屠(tu) 宰 場 屠(tu) 宰 廢 水(shui)BOD5、TN、TP 分別(bie)約為 1 266、162. 45、29. 38 mg /L。

4. 2 案例改造(zao)情況(kuang)

根據新標準水質要求及現場調研(yan)，該廢水處理站原有工藝(yi)采用(yong) ABＲ-二級接觸(chu)氧化，不具(ju)備脫氮的(de)能力，可考慮脫氮除磷的(de)生化處理工藝(yi)。

而(er) BOD5∶N ∶ P 的比值是影(ying)響生物脫氮除磷的重要因(yin)素，在一(yi)定范圍內，氮、磷去除率隨著 BOD5/ N 和 BOD5/ P 比值的增加而(er)增加。理論(lun)上，BOD5/ TN ＞ 2. 86 才能有效地進行生(sheng)物脫(tuo)氮，實(shi)際運(yun)行資料表明，只有當BOD5/ TN＞3 時才能使反硝(xiao)化正常運行，而當 BOD5/TN = 4 ～ 5 時，氮(dan)的去(qu)除率大于 60%。

對(dui)于(yu)生物除(chu)磷工藝，則要求 BOD5/ P = 33 ～ 100。該工程案例中，BOD5/ TN≈7. 79，BOD5/ TP ≈43. 09，能滿足生(sheng)物(wu)脫氮除磷工(gong)藝對碳源的要求(qiu)，結合前期的試驗研究，采(cai)用水解酸化-二(er)級(ji) AO 工藝對該廢水處理站進(jin)行改(gai)造。

改(gai)造方案將ABＲ 池(chi)改造(zao)為(wei)升(sheng)流式(shi)水解(jie)池(chi)，二級接(jie)觸氧化池(chi)改造為二級 AO 池，改造后工(gong)藝流程如圖(tu) 5 所示。

4. 3 運行(xing)數(shu)據

改造后對廢水處理(li)站進(jin)行連續 1 個月的出水(shui)水(shui)質監測，其(qi)中出水(shui) COD 為 21. 1～29. 3 mg /L，氨氮為(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)水(shui)質滿足北(bei)京市地標《水污染(ran)物綜(zong)合(he)排放標準(zhun)》( DB 11 /307—2013) 表 1 的 B排放限值(zhi)。COD、氨氮、TN、TP 等(deng)各項指標的平(ping)均去除率分別達到 98. 8%、99. 4%、91. 3%和 99. 3%。

改造完成后項目藥(yao)耗、能耗(hao)及運行參數如表 4所示。

5 結論

采用水解酸化-兩(liang)級 AO 工藝(yi)處理生豬場屠宰(zai)廢(fei)(fei)水，可以實(shi)現屠宰廢(fei)(fei)水 COD、氨氮、TN、TP 的(de)有效去除，其中在(zai)污泥負荷為 0. 35 kg COD/( kg MLSS·d)時，小試試驗出水 COD、氨氮(dan)、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 COD、氨(an)氮(dan)、TN 和 TP 的去除(chu)率分別為98. 75%、99. 84%、92. 08%、79. 56%。

而在二級 AO出水末端投加(jia)約 400 mg /L 及以上的(de) PAC，可以使出水(shui) TP 降至 0. 3 mg /L 及以下(xia)。

水(shui)解酸化-二級 AO 工(gong)藝的工(gong)程實(shi)踐表明(ming)采用該工(gong)藝，可以(yi)確保(bao)系統出水滿足(zu)北(bei)京市地標《水污(wu)染物綜(zong)合排放標準》( DB 11 /307—2013) 表 1 的 B排放限值。

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LvFeng HuanBao

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