一體化屠宰廢水處理設備的開發

王 欣，王 鹍

（北京航天試驗技術研究所，北京 100074）

0 引言

屠宰廢水主要來自于屠宰廠宰殺牲畜、燙毛、剝皮、解剖、沖洗等過程。隨著國民生活水平的提高，對于肉制品的需求量也隨之劇增，目前屠宰廢水已經成為我國最大的有機污染源之一。屠宰廢水具有色度高、懸浮顆粒物濃度大、COD 高、同時伴有腥臭等特點。屠宰廢水中大量的有機物進入水體會迅速消耗水中的溶解氧，導致水質惡化，造成惡劣的環境效應，破壞水體環境及人類健康。

由于屠宰廢水具有較好的可生化性，目前國內外大多采用生物處理方法。但是生物處理效果受溫度、酸堿度、污染物存在形式等因素影響較大，單純的采用生物處理方法難以保證良好的處理效果，所以將物理、化學與生物處理工藝的組合應用已成為屠宰廢水治理的發展方向。

1 一體化屠宰廢水處理設備發展現狀

我國目前多采用小水量廢水處理站處理屠宰廢水，由于各屠宰廠分散，廢水水量小且水質存在差別，為了提高廢水處理效率、便于管理，需要建立廢水處理站對本廠廢水進行預處理[1]。

一體化污水處理設備將污水預處理、物化處理及生化處理等設備有機結合，具有投資運行費用低、占地面積小等優勢，適用于處理分散式排放的污水[2]。使用一體化處理設備能夠有效緩解已有屠宰廢水管網的壓力，一體化屠宰廢水處理設備具有廣闊的應用前景。

2 一體化屠宰廢水處理工藝

屠宰廢水中含有動物血液、油脂、碎肉、未消化的食物殘渣、毛、糞便和泥沙等，有機質含量高，可生化性好，但廢水所含的動物毛發等固體物質和大量不易降解的有機物直接影響生物處理的效果，所以在進行生物處理工藝之前，需要首先去除污水中的懸浮顆粒，再將廢水中難降解的大分子有機物進行預處理后，才能高效的進行生物處理工藝，由此確定了一體化屠宰廢水處理工藝流程，如圖1 所示。

圖1 一體化屠宰廢水處理工藝流程圖Fig.1 The flow chart of integrated slaughter wastewater treatment

2.1 格柵

廢水首先經過格柵截留廢水中粗大的污染物，格柵能夠有效去除較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質和固體顆粒物質，從而保證后續處理單元和水泵的正常運行，減輕后續處理單元的處理負荷。

2.2 調節池

由于屠宰廢水水量的日變化較大，主體處理設備之前需要設置調節池，對廢水水質、水量進行穩定調節，均化水質和水量，防止大量廢水沖擊處理設備，從而使處理效果不受廢水流量和濃度變化的影響。

2.3 氣浮法

氣浮法是一種高效、快速固液分離的方法，在水中制造大量的微氣泡，氣泡和水中絮體或其他懸浮雜質顆粒粘附為一體而形成比重小于1 的泡絮結合體，并依靠浮力上浮至水面，從而實現固液分離的目的。

2.4 水解酸化

水解酸化是厭氧消化的兩個階段，能夠將廢水中非溶解性的有機物轉變為溶解性有機物，難降解的有機物轉變為易降解的有機物，大大提高廢水的可生化性，在降低處理成本的同時提高了處理效率。

2.5 接觸氧化

生物接觸氧化是一種高效的水處理工藝，微生物固定生長在填料上形成生物膜，為微生物提供空氣以氧化廢水中有機物。接觸氧化法結合了曝氣池和生物濾池的優點，同時具有低能耗、占地小、耐沖擊、易管理的特點，目前在有機廢水的處理領域已經得到了廣泛的應用。

2.6 膜生物反應器MBR

膜生物反應器（MBR）是將膜分離技術中的膜組件與污水生物處理工程中的生物反應器相互結合而成的新的處理系統，它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物截留住，膜的高效截留作用使微生物完全截留在反應器內，使反應池中的活性污泥濃度大大增加；與此同時，使降解污水的生化反應進行得更迅速更徹底，出水懸浮物和濁度接近于零，不含細菌，病毒、寄生蟲卵等，同時截留污泥，實現了污水資源化，使出水水質更優。

2.7 污泥處置

氣浮、接觸氧化等處理流程會產生大量污泥，污泥中含有多種污染物質，且含水量極高，需要將污泥進行濃縮脫水、穩定干化后外運進行無害化處理，防止發生二次污染。

3 一體化屠宰廢水處理系統的開發

基于前面對屠宰廢水工藝的確定，由此我們開發出一體化屠宰廢水處理系統，此系統的設備布置如圖2 所示。

圖2 一體化屠宰廢水處理系統設備布置圖Fig.2 Equipment layout of integrated system of treating slaughter wastewater

一體化污水處理系統主要包括：格柵池，氣浮、水解酸化、接觸氧化和MBR 膜一體化池體，風機，水泵等組成。一體化池體長為9m，寬2.2m，高為3m。每兩區共用池壁，為防止短流，每個反應區池壁上的過水孔均呈對角線分布，每個區域都設置排空口。在結構上布置簡單，節省土建費用，易于規劃布置。

3.1 格柵井

由于屠宰場污水處理量為10m3/h，處理量不大，考慮到成本，故采用立式格條形固定手動式格柵，人工耙取柵渣。根據對屠宰場廢水情況的調研，格柵間隙取5mm，安裝角度取45°。

3.2 氣浮池

在一體化系統中，經過格柵的污水被加入了絮凝劑4，并經過反應桶6 中的電動攪拌槳充分反應，混凝形成的絮凝體具有尺寸大、結構松散、沉降性能差等特點，符合氣浮工藝對絮凝體的要求，在溶氣氣浮池上方的刮渣機將上層漂浮物刮至渣槽被去除。

3.3 水解酸化池

在水解酸化池中我們設置了彈性填料，以提高酸化細菌的濃度，彈性絲一般采用聚乙烯、聚丙烯和助劑制成，具有強度高、耐腐蝕、耐老化和壽命長的特點，它是微生物附著和生長的載體。水解酸化池長為2.5m，寬為2.2m，在池體中部1m 高度處放置了填料支架，用于固定單根彈性填料使其相互分散，填料總量為5.5m3。

在厭氧池中的活性污泥可以取自正在工作的厭氧處理構筑物，或江河湖泊沼澤地、下水道等厭氧生境中的污泥。在污泥培養過程中應對pH、池內堿度等指標進行連續檢測，并隨時調至最佳范圍，保持厭氧消化作用的平衡性。

3.4 接觸氧化池

接觸氧化池由填料、水下曝氣裝置構成，池體長為2m，寬為2.2m，接觸氧化池內部結構如圖3 所示。在池體中部1m 高度處放置了填料支架，用于支撐固定彈性組合填料，同時使填料相互分散，填料總量為4.5m3；活性污泥吸附于彈性填料表面形成生物膜；池底設置曝氣裝置為生物提供氧氣，達到降解有機物的作用。

圖3 接觸氧化池內部結構Fig.3 Internal structure of contact oxidation pond

圖4 MBR 膜池的內部結構Fig.4 Internal structure of MBR membrane pool

3.5 MBR 池

在一體化系統中，采用了一體式膜生物反應器，將膜組件放置在生物反應器內部，曝氣器設置于膜組件的正下方。曝氣形成的水力剪切力和紊流能夠有效吹脫累積在膜表面的濾餅層，從而減緩膜污染。水進入膜生物反應器后，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥分解，再在壓差作用下由膜過濾出水。

一體化處理設備中MBR 池的膜組件采用平板膜式組件，材質為聚丙烯（抗污型改性進口PP）中空纖維微孔膜材料，孔徑為0.1 ～0.2μm，膜出水壓力0.02～0.03MPa。整個反應器采用連續進水、間歇出水的運行方式。自吸泵用于膜系統的終端出水，與收集管相連。自吸泵運行13min 出水，停止2min，進行空曝，保證MBR 有一定的空曝氣時間。空曝氣時混合液流向膜面的流速為零，而由于空曝氣產生的剪切作用，使膜面沉積的污物脫落，膜過濾性能有所恢復；同時，在停抽過程中，由濃差極化引起的膜面有機物積累也會由擴散作用返回混合液主體。選用的膜產品單片膜通量為1.3t/d，屠宰廠的設計出水量為50t/d，所以采用40 片膜，為節省空間，兩片膜上下放成一組。池體的內部結構如圖4所示。

4 總結

本文針對我國目前屠宰廢水處理現狀，結合屠宰廢水的污染特征，開發出一套一體化屠宰廢水設備，本設備具有占地面積小、處理效率高、管理成本低的優勢，目前已應用于河北省南王莊某屠宰廠的廢水處理。經過一體化廢水處理系統處理，該屠宰場排水能夠達到GB13457-92 《肉類加工工業水污染物排放標準》 標準，實現了良好的環境效應。

[1]于鳳，等.屠宰廢水處理技術與應用進展[J].環境科學與管理，2005，4.

[2] 董景，等. 一體化污水處理設備的研究現狀[J].四川化工，2012，6.