水解酸化-生物吸附再生-接觸氧化工藝處理屠宰廢水
深圳市食品總公司肉聯(lián)廠位于深圳羅湖清水河倉(cāng)庫(kù)區(qū),是深圳市的大型肉聯(lián)廠之一,生產(chǎn)規(guī)模為日宰生豬1700頭。隨著該廠屠宰量的擴(kuò)大,其生產(chǎn)廢水量也隨之增加,工廠原有的一套500 m3/d廢水處理系統(tǒng)無(wú)法滿足目前水量和水質(zhì)的要求。為了提高處理能力,改善出水水質(zhì),廢水處理擴(kuò)改工程于1999年7月進(jìn)行建設(shè),設(shè)計(jì)總處理量為1400 m3/d,2000 年7月完成并投產(chǎn),2001年1月通過(guò)環(huán)保驗(yàn)收,廢水經(jīng)處理達(dá)到當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求,即pH=6~9, BOD≤60 mg/L,COD≤130 mg/L,SS≤150 mg/L。經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行,該廢水處理擴(kuò)改工程處理效果穩(wěn)定,出水水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計(jì)要求。
1 廢水來(lái)源與性質(zhì)
進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)的廢水主要來(lái)自各屠宰車(chē)間,包括豬屠宰廢水、宰牛羊廢水、圈欄沖洗廢水、洗車(chē)場(chǎng)廢水等,并預(yù)留了三鳥(niǎo)(禽類)屠宰廢水的處理,肉類加工綜合廢水是上述廢水的混合廢水。肉類加工綜合廢水具有以下特點(diǎn):①水質(zhì)、水量在一天內(nèi)的變化比較大。因?yàn)槿饴?lián)廠屠宰過(guò)程集中在夜間至凌晨,這一時(shí)段為排水高峰期,白天相對(duì)較少;②有機(jī)污染物含量高。廢水主要成分有動(dòng)物血污、油脂、糞便、內(nèi)臟殘屑和無(wú)機(jī)鹽類等,COD一般在1500~ 4000 mg/L,最高時(shí)達(dá)6000 mg/L;③可生化性較好,BOD/COD大于0.6;④廢水中含有大量的毛、內(nèi)臟殘屑和食物殘?jiān),懸浮物含量高?nbsp;
2 廢水處理工藝
2.1 工藝流程
新擴(kuò)改廢水處理工程采用水解酸化?生物吸附再生?接觸氧化?氣浮組合工藝,處理流程分為A 段和B段,A段采用吸附再生活性污泥法,B段采用接觸氧化法。由于廢水COD、懸浮物等污染物濃度高,因此在A段前加強(qiáng)了預(yù)處理,設(shè)置了格柵、轉(zhuǎn)篩、初沉以及水解酸化處理單元,在B段處理之后,應(yīng)廠方要求為進(jìn)一步提高出水水質(zhì),使處理出水回用于洗車(chē)、沖地等,采用氣浮工藝保證出水水質(zhì)。工藝流程見(jiàn)圖1。
圖1 處理工藝流程 2.2 工藝特點(diǎn)
根據(jù)水質(zhì)情況,屠宰廢水中含有大量的毛、內(nèi)臟殘屑和食物殘?jiān)龋瑧腋∥锖扛撸虼嗽陬A(yù)處理階段采用了強(qiáng)化措施保證后續(xù)生物處理階段的穩(wěn)定運(yùn)行。原水由粗格柵、轉(zhuǎn)耙式機(jī)械細(xì)格柵攔截漂浮物,大的雜物如殘留的動(dòng)物內(nèi)臟等,再通過(guò)旋轉(zhuǎn)式機(jī)械細(xì)格柵去除毛、渣等懸浮物。剩下未充分去除的懸浮物再經(jīng)初沉池沉淀,出水進(jìn)入水解酸化池。對(duì)懸浮物的充分去除可防止堵塞水解池布水系統(tǒng)。
水解酸化池由兼性菌在缺氧或厭氧條件下進(jìn)行厭氧反應(yīng)過(guò)程中的水解和酸化階段,這一階段控制DO小于0.2 mg/L,停留時(shí)間10 h,提高廢水的可生化性,并去除一部分COD和SS。
好氧生物處理階段由A,B二段串聯(lián)的生物處理工藝組成,A段采用吸附再生活性污泥法,B 段采用接觸氧化法,是AB法的一種組合工藝。A段在好氧或兼氧條件下高負(fù)荷運(yùn)行,曝氣池由分建的吸附池和再生池組成,吸附池DO值控制在0.2~0.7 mg/L,水力停留時(shí)間短,污泥產(chǎn)率較高,可在短時(shí)間內(nèi)泥水充分混合,利用污泥的絮凝和吸附作用迅速去除大量的有機(jī)物,泥水混合液進(jìn)入中間沉淀池,沉淀池的污泥回流至再生池,在再生池經(jīng)過(guò)曝氣后,降解所吸附的有機(jī)污染物使污泥恢復(fù)活性,重新回到吸附池進(jìn)行吸附過(guò)程。吸附池和再生池均采用射流曝氣方式,具有節(jié)省能耗、氧利用率高、無(wú)噪音、運(yùn)行管理方便的優(yōu)點(diǎn)。
A段以絮凝、吸附作用為主導(dǎo)作用去除廢水中非溶解性有機(jī)物如懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)高,因而對(duì)沖擊負(fù)荷的敏感性較小,去除效果穩(wěn)定。原水的濃度變化在A段得到明顯的緩沖,B 段只有較低的、穩(wěn)定的污染負(fù)荷,污染物和有毒物質(zhì)的沖擊不再影響B(tài)段,從而保證了凈化效果。當(dāng)要求脫氮時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)A段的BOD去除率,能使反硝化所需的BOD/N比值得到優(yōu)化調(diào)節(jié)。
B段接觸氧化池采用低負(fù)荷曝氣運(yùn)行方式,且水力停留時(shí)間較長(zhǎng),DO值控制在2.5~3.5 mg/L。
此AB二段組合工藝優(yōu)點(diǎn)是A段負(fù)荷高,污泥絮體具有較強(qiáng)的吸附能力和良好的沉降性能(SV I約為40~50 mL/g),抗沖擊負(fù)荷能力很強(qiáng),對(duì)有毒物質(zhì)的影響具有很大的緩沖作用,特別適于處理濃度較高、水質(zhì)水量變化較大的廢水。但產(chǎn)泥量較高,需采取相應(yīng)的污泥處理措施。B段二沉池出水中的少量難沉降的脫落生物膜通過(guò)氣浮處理進(jìn)一步去除,以提高出水水質(zhì)。
污泥濃縮池受納初沉池、水解池、中間沉淀池、二沉池的剩余污泥和氣浮池的浮渣,形成混合污泥,濃縮后再經(jīng)脫水處理,改造后污泥脫水系統(tǒng)利用帶式壓濾機(jī)替代原有的板框式壓濾機(jī),使勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低,并且使污泥處理能力增加。
AB流程遵循了以下兩條基本原理:①與單段系統(tǒng)相比,A段和B段的回流系統(tǒng)嚴(yán) 格分開(kāi),微生物群體完全隔開(kāi)的兩段系統(tǒng)能取得更佳和更穩(wěn)定的處理效果;②對(duì)于一個(gè)連續(xù)工作的A段,由外界連續(xù)不斷地接種具有很強(qiáng)繁殖能力和抗環(huán)境變化能力的短世代原核微生物,大大提高了處理工藝的穩(wěn)定性。
3 廢水處理設(shè)施的主要工藝參數(shù)
3.1 格柵井
由原集水井改造,L×B×H=4.25 m×0.8 m×1.57 m,采用原有設(shè)備,在人工粗格柵后設(shè)1臺(tái)RAG型轉(zhuǎn)耙式自動(dòng)機(jī)械細(xì)格柵,功率0.55 kW,柵距3 mm。
3.2 集水池
由原有抽水間改造,L×B×H=5.12 m×3 m×3.65 m,有效水深2.3 m。屠宰廢水間歇排放,集水池可匯集廠區(qū)的廢水、污泥脫水的壓濾水和污泥濃縮池的上清液再由泵提升至調(diào)節(jié)池。集水池上建提升泵房,泵房原有2臺(tái)液下式廢水提升泵,Q=75 m3/h,H=10 m,N=3 kW,擴(kuò)改后新增1臺(tái)100YW80-10-4型液下式提升泵,Q=80 m3/h, H=10 m,N=4 kW,當(dāng)廠區(qū)廢水量大時(shí)則啟動(dòng)一大一小2臺(tái)泵抽水,水量不大時(shí),1臺(tái)泵可滿足使用要求。
3.3 調(diào)節(jié)池
由原曝氣調(diào)節(jié)池改造而成,對(duì)廢水均質(zhì)均量,L×B×H=11.45 m×9.45 m×5 m,有效水深4.4 m,水力停留時(shí)間8 h。改造后取消池內(nèi)原有的預(yù)曝氣系統(tǒng)。調(diào)節(jié)池進(jìn)口處原有網(wǎng)筒直徑800 mm的回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵(轉(zhuǎn)篩)1臺(tái),擴(kuò)改后新增1臺(tái)網(wǎng)筒直徑1 000 mm的RFG1 018回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵,轉(zhuǎn)速40 r/min,柵縫尺寸1 mm,處理能力150 m3/h,功率1.1 kW 。轉(zhuǎn)篩網(wǎng)格用回用水沖洗。集水池廢水由泵提升經(jīng)轉(zhuǎn)篩去除水中細(xì)小的毛、渣等懸浮物后進(jìn)入調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池投WQ60-13-4型潛水提升泵2臺(tái),1用1備,單臺(tái)性能參數(shù)為Q=60 m3 /h,H=13 m,N=4 kW,采用液位和手動(dòng)控制,將廢水提升至初沉池。潛污泵配套自耦裝置。進(jìn)入初沉池的管道安裝1臺(tái)LDG型電磁流量計(jì)讀取進(jìn)水流量。
3.4 初沉池
初沉池采用1座平流式沉淀池,平面尺寸L×B=17.4 m×2.975 m,有效水深3.5 m ,表面負(fù)荷1.16 m3/(m2·h),泥斗容積76 m3。沉淀時(shí)間3 h。池面用1臺(tái)XB-29-1型行走撇渣吸泥機(jī)撇渣排泥,撇渣吸泥機(jī)浮渣擋刮板撇除池面浮渣,底部用潛污泵來(lái)回移動(dòng)吸除泥斗污泥,浮渣和污泥通過(guò)高位的污泥槽排入污泥濃縮池。
3.5 水解酸化池
水解酸化池1座,L×B×H=17.4 m×6.25 m×6.8 m,有效水深6.1 m,水力停留時(shí)間10 h。中間進(jìn)水槽將池面分為2格,槽內(nèi)由支管通向池底均勻布水,池內(nèi)設(shè)組合填料用于微生物掛膜,填料高3 m。為防池底污泥沉積,底部分配3根排泥管重力排泥,通過(guò)閥門(mén)控制可兼作二沉池污泥回流管用。
3.6 A段
A段生物處理單元包括生物吸附池、污泥再生池、中間沉淀池,設(shè)計(jì)污泥回流比100%。
3.6.1 吸附池
吸附池分為2池,每池L×B×H=3.75 m×1.5 m×6.3 m,有效水深5.8 m,水力停留時(shí)間30 min,設(shè)計(jì)DO值0.2~0.7 mg/L,容積負(fù)荷14 kg BOD/(m3·d)。每池采用 1 臺(tái)JA35-100型潛水射流曝氣機(jī)曝氣,Q=80 m3/h,H=13 m,N=5.5 kW。
3.6.2 污泥再生池
污泥再生池1座,L×B×H=7.7 m×3.9 m×6.3 m,有效水深5.9 m,設(shè)計(jì)DO值1~2 mg/L。采用 3臺(tái)干式射流泵曝氣充氧,使污泥恢復(fù)活性后回流至吸附池。射流泵型號(hào)為150 WL145-10-7.5 ,2用1備,單機(jī)性能參數(shù)Q=100 m3/h,H=10 m,N=7.5 kW。實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中為了調(diào)整供氣量,將其中的1臺(tái)更換成100 WL70-12-5.5型,Q=70 m3/h,H=10 m,N=5.5 kW。
3.6.3 中間沉淀池
豎流式沉淀池1座,中心進(jìn)水,周邊出水,平面尺寸L×B=7.7 m×7.7 m。表面負(fù)荷1.01 m3/(m2·h),沉淀區(qū)有效水深3.6 m,廢水沉淀時(shí)間1.8 h。污泥斗容積42.7 m 3。設(shè)2臺(tái)100WL70-15-7.5型離心泵,通過(guò)閥門(mén)控制排除剩余污泥和向再生池回流污泥,單機(jī)性能參數(shù)Q=60 m3/h,H=15 m,N=7.5 kW,回流污泥時(shí)兼有射流曝氣向再生池充氧的作用。
3.7 B段
B段生物處理單元包括接觸氧化池和二沉池。
3.7.1 接觸氧化池
分為2池,并列運(yùn)行,每池尺寸L×B×H=13.45 m×4.6 m×5.5 m,有效水深5 m,容積負(fù)荷0.5 kgBOD/(m3·d),停留時(shí)間10 h,設(shè)計(jì)DO值2.5~3.5 mg/L,池內(nèi)設(shè)組合填料,高度3 m,池底均布穿孔不銹鋼管曝氣,采用TSC-100型羅茨鼓風(fēng)機(jī)曝氣,2用1備,風(fēng)量Q=6.4 m3/min,功率N=11 kW,氣水比為12∶1。
3.7.2 二沉池
圓形輻流式,1座,中心進(jìn)水,周邊出水。直徑×水深=10.4 m×4.8 m,表面負(fù)荷0.70 m 3/(m2 ·h),沉淀區(qū)有效水深3 m,停留時(shí)間4 h,污泥斗容積12.1 m3。剩余污泥用65 WL60-13 -4型離心泵排除,單臺(tái)性能參數(shù)Q=60 m3/h,H=13 m,N=4 kW。采用GZG-10 .4周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)刮泥,N=0.55 kW,池底由刮板將污泥集中,池面少量上浮污泥用擋板刮入排渣口。
3.8 氣浮池
氣浮池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),L×B×H=5 m×2.5 m×2.1 m,有效深度1.7 m。處理水量60 m3/h。溶氣泵50 DL12-12.5×5,N=5.5 kW,Q=12.6 m 3/h。溶氣罐NAE800.7 m,高度3 m,罐內(nèi)裝填料增加氣水接觸面積。空壓機(jī)Z-0.2/10 1臺(tái),可與污泥脫水機(jī)共用。刮渣機(jī)ZW-25,N=1.1 kW。氣浮反應(yīng)區(qū)投加液體PAC,混合區(qū)安裝8個(gè)釋放器。
3.9 污泥處理單元
3.9.1 污泥濃縮池
間歇式重力濃縮池1座,L×B×H=3.7 m×3.7 m×4.3 m,有效水深3.9 m。池中心進(jìn)泥。經(jīng)濃縮后污泥含水率95%,由污泥輸送泵輸送到污泥脫水機(jī)脫水。污泥濃縮池上清液返回集水池。
3.9.2 污泥脫水系統(tǒng)
污泥脫水系統(tǒng)包括BSD帶式壓濾機(jī)1臺(tái)、G50-1污泥輸送泵2臺(tái)(1用1備),Q=2.7~8.6 m3/h、S1218溶藥攪拌裝置1套、KCB33.3型藥液輸送泵2臺(tái)(1用1備)、JT-80靜態(tài)混合器4個(gè)、DK1000集中電柜1座和空壓機(jī)1臺(tái)(與氣浮系統(tǒng)共用),處理能力6 m3/h,總功率10 kW。高分子絮凝劑在靜態(tài)混合器中與被輸送的污泥均勻混合,形成絮體后,壓濾脫水。脫水濾餅含水率75%~80%,外運(yùn)作為花肥,壓濾水返回集水池。
3.10 設(shè)備間、化驗(yàn)室
兩層框架結(jié)構(gòu),平面尺寸為11 m×8.8 m。一層為設(shè)備間,設(shè)置氣浮池和氣浮系統(tǒng)、污泥濃縮池、鼓風(fēng)機(jī)、二沉池剩余污泥泵、脫水機(jī)污泥輸送泵等;二層設(shè)化驗(yàn)室、脫水機(jī)房、總控電柜室和值班室。值班人員在二層監(jiān)控整個(gè)廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,各設(shè)備采用總控室和現(xiàn)場(chǎng)兩地開(kāi)停。
4 運(yùn)行情況和處理效果
該工程于2000年7月建成后進(jìn)行工藝調(diào)試,使出水達(dá)標(biāo)排放。由于肉聯(lián)廠廢水具備培養(yǎng)活性污泥所需的菌種和營(yíng)養(yǎng)物,因此調(diào)試階段采用同步培養(yǎng)馴化活性污泥的方式,并把試運(yùn)行階段融于調(diào)試階段的中后期進(jìn)行,以確定最佳的運(yùn)行條件。在污水站化驗(yàn)室配備COD消解儀、溶氧儀等儀器設(shè)備,每天同步監(jiān)測(cè)DO、SV、SVI、COD并控制污泥回流量和剩余污泥排放量。調(diào)試初期,曝氣時(shí)產(chǎn)生大量泡沫,但經(jīng)過(guò)20 d的培養(yǎng),曝氣池污泥生長(zhǎng)良好時(shí),此時(shí)A段吸附池SV達(dá)35%,泡沫逐漸下降。
5 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
該擴(kuò)改工程為滿足肉聯(lián)廠以后生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,設(shè)計(jì)總處理水量為1400 m 3/d,其中400 m3/d經(jīng)水解酸化池后分流至原第二期廢水處理系統(tǒng),新擴(kuò)建部分處理規(guī)模為1000 m3/d。改造堅(jiān)持節(jié)省用地、充分利用原有建構(gòu)筑物的原則,占地總面積788 m2,構(gòu)筑物占地面積673.2 m2,利用率達(dá)86%。工程總投資450萬(wàn)元,日常運(yùn)行費(fèi)用為1.60 元/m3。
6 結(jié)語(yǔ)
(1)采用水解酸化?吸附再生?接觸氧化組合工藝處理屠宰廢水,經(jīng)過(guò)1年多的運(yùn)行實(shí)踐證明,處理系統(tǒng)在COD長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行條件下,能保持穩(wěn)定的處理效果,COD去除率大于95%,出水水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計(jì)要求,并可達(dá)到一般工業(yè)回用水標(biāo)準(zhǔn)。
(2)在生物處理前對(duì)屠宰廢水加強(qiáng)預(yù)處理措施去除毛、渣等懸浮物,可以保障設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和后續(xù)生物處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。由于在調(diào)試初期出現(xiàn)部分設(shè)備故障率高而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性,因此設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好對(duì)于保證廢水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行是十分重要的。運(yùn)行過(guò)程中監(jiān)測(cè)COD,DO和SV等各項(xiàng)指標(biāo)有助于運(yùn)行參數(shù)的控制和調(diào)整。
(3)為保證廢水處理的順利進(jìn)行,工程改造堅(jiān)持廢水、污泥同步處理的原則。如果污泥不及時(shí)處理,廢水處理系統(tǒng)將難以發(fā)揮處理作用,最終影響出水水質(zhì)。
(4)A段吸附再生池充分利用原廢水中的微生物,不斷繁殖,以污泥的絮凝吸附作用為主,生物降解為輔,抗沖擊負(fù)荷,適應(yīng)性強(qiáng)。A段對(duì)懸浮性和膠體有機(jī)物的較徹底去除,使整個(gè)工藝中以非生物降解的途徑去除的COD量大大提高。然后再通過(guò)B段接觸氧化法低負(fù)荷曝氣處理,使出水達(dá)標(biāo)。A段和B段有獨(dú)自的污泥回流系統(tǒng),因此兩段有各自獨(dú)特的微生物群體,處理效果穩(wěn)定。
(5)射流曝氣工藝在A段的應(yīng)用提高了氧利用率,可降低運(yùn)行和投資費(fèi)用。
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