肉類加工廢水處理技術研究進展

孫 波，王 芃，武首香，孫 昊

(天津現代職業技術學院 天津300350)

肉類加工廢水處理技術研究進展

孫 波，王 芃，武首香，孫 昊

(天津現代職業技術學院 天津300350)

肉類加工廢水是我國最大的有機污染源之一，該類廢水具有有機物濃度高、雜質和懸浮物多、油脂濃度高等特點。對肉類加工廢水的來源、危害及目前常用的處理技術進行了綜述，包括生物處理方法中的厭氧生物處理法、好氧生物處理法；新出現的技術方法如改進型厭氧生物處理法、改進型好氧生物處理法、厭氧-好氧生物組合方法。對上述各方法的機理、研究進展、優缺點進行了評述，同時展望了處理肉類加工廢水的技術和方法的發展趨勢。

肉類加工廢水 處理技術 研究進展

隨著經濟發展和生活水平的不斷提高，人們對肉類加工產品等副食品的需求量日益增多，由此而產生的相應加工廢水總量遞增，成分變率增大。由于肉類加工廢水中含有大量有機物、高濃度油脂以及各種致病菌，因此必須經過預處理，再送入污水處理中心進行最終處理，出水經檢測達標后才能排放，如果未經上述處理過程而直接排放，勢必造成環境水體的嚴重污染而引發水環境安全危機。當前，肉類副食品加工行業所產生的大量廢水，已成為我國最大的有機污染源之一。[1]

1 肉類加工廢水概述

作為副食品加工行業的肉類加工行業，其廢水主要包括屠宰過程廢水和肉制品加工廢水兩大類。其中僅屠宰廢水的排放量約占全國工業廢水排放量的6%,。[2]肉類加工廢水的主要特點表現在：含有脂肪、蛋白質、油脂等大分子有機物，且有機物、油脂濃度較高，雜質和懸浮物較多，氮磷嚴重超標，并且其中的有機物質難降解，不易處理，同時該類廢水在水量、成分、濃度等數據指標上的變化較大，[3]各項污染指標參數會隨著時間的延續而發生生化性質的改變。上述種種因素給該類廢水的處理帶來了很大的困難。通常為減少污水處理中心的運行負荷，該部分廢水需要進行必要的前處理過程(如高濃度廢水的濃度調整、漂浮物等大顆粒污染物質的物理化學處理過程)。具體某種廢水的處理工藝流程的選擇則應視廢水的成分、水質狀況以及所采用的構筑物的特點而定。參照《屠宰與肉類加工廢水治理工程技術規范》，廢水出水水質(GB 13457—1992《肉類加工工業水污染物排放標準》)的一級和二級排放標準，如表 1、2所示；肉類加工廢水水質設計參數要求如表3所示。

表1 平均廢水水質指標(取值單位：mg/L，pH除外)Tab.1 Waste water quality and discharge standard(Value：mg/L，pH excluded)

表2 平均廢水水質指標(取值單位：mg/L，pH除外)Tab.2 Waste water quality and discharge standard(Value：mg/L，pH excluded)

表3 肉類加工廢水水質設計的基本指標要求(取值單位：mg/L，pH除外)Tab.3 Basic index requirements on meat processing wastewater quality(Value：mg/L，pH excluded)

2 肉類加工廢水的處理工藝評價

針對屠宰廢水及肉制品等肉類加工廢水的處理系統存在的問題，科研人員調整了設計參數，改造了工藝流程，[4]分別對傳統工藝進行了技術整合，并積極探索新工藝，取得了眾多的科研成果，很多成果已經付諸于生產實踐當中。目前，研究與實踐多以生物法復合工藝為主，化學法廢水處理工藝大多應用于低濃度肉類加工原水處理或作為高濃度肉類加工廢水前處理階段，如利用改性膨潤土作為水處理劑的應用，[5]該類廢水是以有機污染為特征，廢水中伴隨多種污染物質，且不同肉類加工企業實際所產生的污染物成分、濃度、COD、BOD5、 SS、雜質等污染指標都存在很大差異，單一處理工藝很難達到處理預期，因此該類廢水的處理方法要因地制宜，綜合考量后才能確定較為適宜的科學有效的處理方法。作為深度處理的前處理過程，不論實驗室的模擬研究，還是具體肉食品加工企業所配套的相應廢水處理系統多以復合控制處理模式為主，處理原則都以降低生產成本、運行穩定、易于操作管理、提高出水水質，降低污水處理中心的排污控制難度為前提，最終達到該類廢水最低環境負荷的終極處置目標。

部分肉制品加工企業也存在著相關廢水的偷排、直排等個案現象，究其原因既有環保理念欠缺所致的經濟方面的因素，也有污染控制技術低下的技術層面的原因，本文僅從后者角度進行分析評價。其中，常用的肉類加工廢水處理工藝及技術參數分布狀況如表4所示。

表4 肉類及肉制品加工處理工藝參數一覽表Tab.4 List of processing technological parameters of meat and meat products

3 肉類加工廢水處理工藝的研究現狀

針對肉類加工所產生的廢水處理工藝的研究很多，既有傳統工藝手段的改良，也有新技術工藝研究的不斷探索；既有應用于大型企業的廢水處理，也有小型化的工藝開發。[6]當前以生物處理工藝的研究、應用為主，輔以必要的物化方法。其中，Szpyrkowicz等[7]認為，對肉類加工廢水所實施的生物處理技術，如何控制污泥負荷很重要。

針對屠宰及肉類加工廢水水質的特殊性、成分的復雜性，其處理工藝本著投資成本低、運行穩定性高、便于生產管理和易于操作，且逐步走向自動化發展方向。該類廢水處理方法可分為以下幾類：厭氧生物處理工藝，好氧生物處理工藝，厭氧-好氧組合工藝。

3.1 厭氧生物處理工藝

厭氧生物處理工藝有很多種，但處理不同性質、成分的肉類加工廢水需要根據其生物降解性征和設計目的選取最為適宜的厭氧處理工藝。

孟東梅[8]以處理規模和廢水性質類似的廢水處理工程為研究對象，對于不同類型厭氧生物處理工藝在處理有機廢水方面進行比較研究，提出了采用 UASB、IC、EGSB 和 HUSB工藝均可以實現肉類加工廢水及性征類似的其他廢水的有效處理，但是基于成本費用、占地面積、能耗量、操作性等因素考量，其中 HUSB 工藝的實踐應用推廣價值更高。通過利用ABR-A/O工藝的改進型技術，陳鈺等[9]對肉類加工產品所產生的生產廢水進行了實驗性研究，經該技術處理的實驗參數數據顯示：該項處理工藝在滿足出水水質達標的基礎上具有成本低廉、易于操作、推廣價值高等運行優勢。徐鵬等[10]進行了屠宰及肉類加工廢水處理方案的優化選擇研究，結果顯示UASB接觸氧化工藝具有廢水處理量大、適用于高污染指數廢水，系統運行穩定等技術優點，且處理后的出水水質達到肉類加工工業水污染物排放標準(GB 13457—1992)中畜類屠宰加工一級排放標準的廢水處理效果。

3.2 好氧生物處理工藝

程婷等[11]采用生物接觸氧化為主的處理工藝對肉類屠宰廢水進行前處理，處理系統實際運行數據顯示：廢水處理系統對化學需氧量、生化需氧量和懸浮物的去除率均穩定在 95%,以上的較高去除水平，使得出水水質優于排放標準，降低了后續進一步處理的技術標準，且該工藝運行費用低、運行連續性較好。古利堅等[12]通過具體工程實例，采用水解-生物接觸氧化-化學投藥法處理肉類加廢水，取得了出水水質穩定、達標、成本低、費用少、便于管理等成效。

魏春飛[13]就改良型活性污泥法(SBR)處理工藝對于具有高濃度污染指數的肉制品加工廢水進行了研究，該工程實際運行結果表明，含有高濃度COD、BOD5、NH3-N 和SS等高污染物含量的肉制品加工廢水經過該工藝處理之后，其出水水質達到DB 21/16272008所規定的食品加工業排水標準，且該工藝運行中具有多項技術優勢，特別適用于高鹽、高有機物含量的肉類加工產業(如屠宰業)污廢水的前處理過程，處理效果較好，且滿足食品加工業城郊布局的特點，因此該型廢水處理工藝恰好滿足進入城市污水處理系統預處理過程的各項參數要求。

A/DAT-IAT工藝整合了A/O法和SBR法兩者的優點，在屠宰及肉制品加工廢水的研究實驗過程中表現出了較佳的處理效果。該系統可以實現連續進水、連續間歇曝氣，從而避免了進水控制繁瑣，提高了相關設備的利用率，避免了單一采用SBR法的不足，節約了生產成本，使得該工藝既有傳統活性污泥法的連續性和高效性，又具有SBR法的靈活操作特性。

3.3 厭氧-好氧組合處理工藝

對于肉類加工廢水中屠宰廢水的處理，科研工作者探索了SBR處理工藝的技術參數，[14]采用ABR-SBR組合工藝[15]開展了大量現場模擬實驗及動力學理論研究，最終獲得了進一步提高肉類加工廢水脫氮效率的解決途徑。主要對于利用SBR組合工藝進行了大量的研究，獲取了較好的技術成果。如陳棟[16]、蔣紹階[17]、王方園[18]等分別就 SBR的組合工藝對于該類廢水處理的綜合效果進行了探索，實驗結果表明 SBR組合系統具有工藝簡單、操作靈活的特點，在保證出水達標的同時，在成本、占地、能耗等方面低于傳統活性污泥法。劉海娟等[19]在不同流量參數條件下，對屠宰廢水采用厭氧-缺氧-好氧折流生物反應器(AAOBR)處理，獲得較佳的處理預期。劉勁松等[20]采用ABR+MSB工藝組合處理屠宰廢水取得了經濟、環境雙贏效果。吳茹星等[21]提供了1種科學經濟有效的方法，運用(AF)厭氧生物濾池+序批式活性污泥法(SBR)組合工藝對屠宰廢水進行處理，出水水質達到了農田灌溉的標準。

宋勇等[22]采用 UASB-CASS-BAF 工藝對屠宰廢水處理進行研究，取得了出水 COD、氨氮穩定，污水零排放、實現資源化回用。張強等[23]以國內最大的肉類加工工業園區廢水為研究對象，分析了氣浮-水解酸化-CASS組合工藝的運行處理效果，指明該組合工藝節能降耗、效果穩定的技術優點，具有很好的實踐推廣價值。黃輝等[24]采用水解酸化 A2/O-MBR工藝處理肉類加工廢水，研究結果表明該工藝運行高效、處理規模大、出水水質穩定、可直接回用，并且該工藝自動化程度高，操作管理容易，尤其適于在高緯度地區的寒冷季節運行。而劉威等[25]利用改進型水解酸化-接觸氧化工藝適合處理小型屠宰企業廢水，該工藝比較適合北方寒冷地區的氣候特點，技術經濟指標較好。另外氣浮-水解酸化-接觸氧化工藝、[26]曝氣生物濾池組合工藝[27]也都適合于寒冷地區的肉類加工廢水的處理。楊敏等[28]依照 DB 21/1627—2008《遼寧省污水綜合排放標準》(超過國內 GB 8978—1996《污水綜合排放標準》或GB 13457—1992《肉類加工工業水污染物排放標準》)，采用格柵+分離器+氣浮+DAT-IAT+曝氣生物濾池的優化組合工藝處理屠宰廢水，取得了COD、BOD5、NH3-N、SS以及油脂等含量明顯低于國家排放標準的實驗數據，在其分段處理的深度處理工藝中 BAF工藝對實驗廢水的各項污染指標處理效率最佳，采用曝氣生物濾池工藝[29]處理屠宰廢水的工藝選擇具有很大的推廣價值。鄒振生等[30]采用雙膜式生物反應器應用于食品屠宰業廢水處理與回用工程，實踐結果顯示：該工藝同比 SBR法、AB法以及常規活性污泥工藝，具有易操作、成本少、占地少、無剩余污泥等工藝優勢，并且該工藝較適合在耗水大戶中推廣，既降低企業的生產成本，同時又可以緩解我國水資源供需矛盾的局面，符合當前我國節能降耗、發展綠色經濟、清潔生產的政策。

4 結論與展望

我國的屠宰及肉類加工廢水處理還是以小型污水處理站的形式為主，由于屠宰及肉制品加工等肉類加工廢水排放所引發的環境問題隱患嚴重，因此從該類廢水處理的技術層面考量，目前研究方向主要還是以生物處理工藝為主，具體綜合工藝研發側重于節能降耗、綠色環保及自動化操作管理等方面。

針對肉類加工行業產生的原水水質復雜，且變率較大的參數特點，研究人員及相關企業在選擇相應廢水處理工藝進行研究及實踐應用時，在構筑物的設計細節、運行管理及規范要求等方面仍然需要不斷完善、不斷進行深層次的探索。■

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Research Progress in Treatment Techniques of Meat Processing Wastewater

SUN Bo，WANG Peng，WU Shouxiang，SUN Hao
(Tianjin Modern Vocational Technology College，Tianjin 300350，China)

Meat processing wastewater is one of the biggest organic pollutions in China，which is characterized by high concentration of organic matters，lots of impurities，SS and high grease. The sources，harmfulness and treatment technologies currently used in meat processing wastewater treatment were reviewed. Biological treatment methods include anaerobic biological treatment and aerobic biological treatment；new treatment technologies include improved anaerobic biological treatment method，improved aerobic biological treatment method and anaerobic aerobic combination method.The mechanisms，research progress，advantages and disadvantages of the above mentioned treatment techniques were discussed. Development trends of these techniques and methods were forecasted.

meat processing wastewater；treatment techniques；research progress

X505

A

1006-8945(2015)07-0082-04

2015-06-03