肉牛屠宰廢水與城鎮污水協同處理的工程設計

柯 武

（中國市政工程西南設計研究總院有限公司，成都 610068）

云南省某邊境城市經濟合作區緊鄰中緬邊境，以進（出）口加工、天然氣清潔能源、國際農畜產品加工、國際倉儲物流、木材加工、農特產品加工等6大產業為支柱，合作區規劃建設面積為1 345 hm2，近期規劃人口為65 000人，遠期規劃人口為80 000人。合作區尚處于初級發展階段，受后疫情時代影響，園區僅有1座年屠宰50萬頭肉牛的加工廠入駐，生產線涉及肉牛屠宰、皮革和內臟加工等。合作區內分布集鎮的人口數約為3 535人。合作區位于國際河流上游，為加大經濟合作區水環境保護力度，促進當地經濟社會和諧發展，有必要結合總體規劃，綜合考慮現狀、近期及遠期的污水水量和水質，確定污水處理廠近期建設規模和污水處理工藝流程，減少污染物排放。

1 項目設計規模及設計水質

1.1 設計規模

園區污水包括綜合生活污水和工業廢水，采用分類指標法及不同用地性質用水量指標法，并考慮地下水入滲量，污水處理廠近期規模為15 000 m3/d，遠期規模為25 000 m3/d，遠景規模為45 000 m3/d。為了避免出現“曬太陽”工程，考慮園區發展不確定因素較多，污水處理廠近期設計規模確定為5 000 m3/d。污水量測算結果如表1所示。

表1 污水量測算結果

1.2 設計水質

屠宰廢水接入市政污水管道前應進行處理，排放水水質應滿足《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）和《肉類加工工業水污染物排放標準》（GB 13457—1992）。結合項目區城市污水處理廠進水水質報告、屠宰廢水排放標準、城鎮生活污水和屠宰廢水的比例及當地環保要求，通過綜合分析確定污水處理廠設計水質，如表2所示。監測指標有五日生化需氧量（BOD5）、化學需氧量（CODCr）、懸浮物（SS）、總氮（TN）、氨氮（NH3-N）和總磷（TP）。

表2 設計進、出水水質

2 工藝流程及設計優化

2.1 工藝流程

污水BOD5/CODCr=0.531，碳氮比為3.78，BOD5/TP=34，污水可生化性較好，適宜采用厭氧-缺氧-好氧法（A2O）[1]進行脫氮除磷。預處理采用格柵+沉砂池，去除大顆粒雜質，生化處理段采用水解（酸化）+A2O法，生化段后設置三級深度處理，進一步降低SS、TP、BOD5、CODCr及微生物量。污泥處理采用疊螺濃縮機+板框壓濾機，出廠污泥含水率降至小于60%。污水處理工藝流程如圖1所示。

圖1 污水處理工藝流程

2.2 設計優化

2.2.1 調節池

調節池[2]可以更好地應對園區進水水量和水質的變化，提高污水處理廠的緩沖能力，有利于污水處理廠的穩定運行。當肉牛屠宰廠停產時，可利用調節池對處理系統持續進水。肉牛屠宰加工項目日排水量約為3 000 m3/d，本工程調節池有效容積按1 d排水量設計，以滿足肉牛屠宰企業發生生產事故時足量裝下1 d屠宰廢水量的要求，留出必要的安全搶險時間。

2.2.2 水解酸化池

一般而言，園區污水的CODCr濃度往往偏高，其中含有大量難生物降解的CODCr，污水可生化性較差。難生物降解有機物的處理方法一般有厭氧生物法、混凝沉淀法、過濾法、活性炭吸附法、臭氧催化氧化法和水解酸化法等。厭氧生物法主要用于處理高濃度有機廢水，混凝沉淀法和過濾法用于污水深度處理，臭氧催化氧化法運營成本高，活性炭吸附法通常作為突發事件的應急處置措施。本工程設置水解酸化池，提高污水的可生化性。水解酸化[2-3]是一種不完全的難降解有機物分解過程，可提高污水BOD5/CODCr，縮短后續好氧處理的水力停留時間，同時提高厭氧段反硝化反應速率。水解酸化池的污泥濃度高，應對水質變化的能力強。一般而言，城市污水的水力停留時間可取2.5～5.0 h，工業園區污水的水力停留時間可取8～14 h，本項目水解酸化池的水力停留時間取14 h。

2.2.3 預缺氧池

改良型A2O生化池前設置預缺氧池，它具有生物選擇器的作用，活性污泥在此消耗剩余的溶解氧，使污泥處于厭氧狀態，有利于厭氧氨氧化反應[4-5]。在厭氧條件下，微生物直接以NH4+為電子供體，以NO3-和NO2-為電子受體，將氨轉化為氮氣，降低水中TN濃度。厭氧氨氧化可節省碳源投加量，降低運行成本，減少生化反應堿度需求和污泥產量。

3 主要處理單元設計參數

主要處理單元設計參數如表3所示。

表3 主要處理單元設計參數

粗格柵與提升泵房合建，細格柵與曝氣沉砂池合建。從主要設計參數來看，曝氣沉砂池水力停留時間為2.5 min，水平流速為0.1 m/s，曝氣量為0.20 m3/h；水解酸化池水力停留時間為14 h；改良型A2O生化池污泥濃度為3.5 g/L，污泥回流比為50%，混合液回流比為100%～400%，水力停留時間為17.12 h，污泥停留時間為12 d，氣水比為7∶1；二次沉淀池液面負荷為2 m3/（m2·h），水力停留時間為2 h；高效沉淀池混合時間為0.3～2.0 min，絮凝時間為10～15 min，表面負荷為15～30 m/h；轉盤過濾池進水SS濃度為20 mg/L，出水SS濃度不超過10 mg/L。

4 結論

污水處理廠近期設計規模為5 000 m3/d，工程投資為3 333.76萬元。工程既滿足園區近期發展需求，又降低總體投資，環境效益突出。污水處理單位運營成本為2.58元/m3，其中包括藥劑費1.52元/m3、電費0.36元/m3、人工費0.2元/m3、維修管理費0.5元/m3。污水處理廠建成投產后，每年可減少CODCr排放量492.75 t、TN排放量54.75 t、TP排放量8.22 t。