某肉联厂废水处理工程
1 总论
1.1 概述
略。
1.2　设计依据
略。
1.3　废水污染源强分析
该肉联厂废水主要来自屠宰车间、分割肉加工车间、肉制品加工车间和厂区生活污水等，废水中主要含有血液、油脂、碎肉、蓄毛和粪便等，属于高浓度有机废水。一般肉加工废水呈红褐色、具有较强的腥臭味，含有较多的病源微生物。废水水量一般在一天内变化幅度较大，发生量平均为30~50t/d，废水主要特征污染物含量见表1.3-1。
表1.3-1 废水特征污染物含量
项目 水量 COD BOD5 氨氮 油脂 SS pH 备注
单位 m3/d mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L
企业废水 30~50 800~1200 300~800 15~32 50~90 300~800 5.8~7.9
1.4　设计原则
略。
1.5　设计范围及分工交接
本工程为×××××废水处理工程。设计范围为车间废水格栅井至排放口间的工艺、土建、设备、仪表、管道、电气、照明、弱电等综合设计，包括废水处理构筑物、废水处理设备、配套设备以及连接管道、控制系统等。废水收集系统、出水排放、浮油、脱水污泥等等外运工作由建设单位另行委托设计；废水进水、处理出水纳管排放、供水于废水处理区块处与建设单位交接；供电在配电柜进电总线处交接。
2 工艺设计
2.1 设计进出水水质
根据建设单位的要求，确定废水处理工程设计处理能力50.0m3/d，废水处理系统运行20.0小时，平均每小时处理能力2.5 m3/h。（污水处理站处理能力及运行时间需经建设单位确认，或者提出要求）。处理出水符合《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB13457-92）中二级排放，具体进出水指标见表2.1-1。
表2.1-1 设计进出水水质
项目
水量 COD BOD5 氨氮 油脂 SS pH 备注
m3/d mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L
企业废水 30~50 800~1200 300~800 15~32 50~90 300~800 5.8~7.9
设计进水 50 1200 800 30 60 600 6.5~7.5
设计出水 50 115 55 23 18 110 6.5~7.5
排放标准 / 120 60 25 20 120 6.0~8.5
注：上述废水中特征污染物浓度根据其他肉联厂废水经验取得，可能跟实际情况存在出入，需要主管部分及建设企业确认后方可实施；建设单位如果提供实际水样，我公司可自行组织监测分析。
2.2 工艺选择
2.2.1 屠宰废水的特点
屠宰废水一般具有以下特点：
1、 屠宰废水一般呈红褐色，有难闻的腥臭味，其中含有大量的血污、油脂类、毛、肉屑、内脏杂物、未消化的食物、粪便等污染物，固体悬浮物含量高。
2、 屠宰废水有机物含量高，可生化性好，但其中高浓度有机质不易降解，处理难度较大。屠宰废水中的营养物质主要是氮、磷，其中但主要以有机物或铵盐形式存在，而磷主要以磷酸盐的形式存在。
2.2.2 屠宰废水常见处理办法
1、化学法
常用于处理屠宰废水的化学法主要有水解、混凝沉淀等，此法一般作为废水的预处理，也可作为废水的最终处理。
1） 碱性水解和酶水解
该法使用碱性物质或酶水解以减少废水中的脂肪颗粒，常作为屠宰废水的预处理。通常采用石灰、氢氧化钠、胰脂肪酶、细菌酶等，其中石灰经济实用但是会产生大量的废渣；用氢氧化钠进行预处理时，控制氢氧化钠的质量浓度在150~300mg/L范围内，可使平均脂肪颗粒降到处理前脂肪颗粒的73%±7%；用胰脂肪酶进行预处理效果最佳，可使脂肪颗粒粒径最大降到处理前废水脂肪颗粒的60%±3%，而且胰脂肪酶更适用于水解牛肉脂肪；用细菌酶处理，细菌酶的使用量较多时才能达到明显的水解效果。但使用碱性水解处理屠宰废水会导致废水的pH值出现波动，难以控制，使后续生物氧化法等工艺不易正常运行。
2） 混凝处理
常用的混凝剂有铝盐、铁盐等，其中聚合硫酸铁混凝处理屠宰废水效果较好，为减少铝盐的使用量，也可用聚合氯化铝（PAC）和聚乙烯铵混合作为混凝剂。在聚合硫酸铁的合成中，加入任意比例的铝盐和一定比例的硅酸盐，以及少量的聚丙烯酰胺声称一种新混凝剂CPFA-CS，此复合无机高分子混凝剂具有较宽的pH值和温度适用范围，用它作为混凝剂处理屠宰废水，COD和色度去除率分别可达75%和95%以上，一次混凝处理即可达到或接近废水综合排放标准。
单纯的混凝处理存在一个明显的问题就是屠宰工序中产生的血水难以除去，并且同时产生大量的污泥和废渣。所以如果在使用混凝剂处理前先对屠宰废水进行适当变性处理，在采用硫酸亚铁和氧化钙复合混凝剂处理，出水COD的质量浓度可以降到很低，有较好的处理效果，且此法简便、高效，有较好的环境效益，但是该法处理的废水限于COD浓度小于1000 mg/L。
混凝法处理废水处理成本低，低温下具有较好的处理效果，多用于处理浓度较低的废水，或作为高浓度废水预处理，以降低后续的生物处理的负荷。
2、 生物法
跟据屠宰废水的水质特点可以看出其具有较好的可生化性，且有机物含量、有机元素种类和pH值等方面都较适合于采用生物法进行处理，因此目前在屠宰废水处理技术的选择上，生物法是经济有效的处理方法。
1）好氧生物处理法
传统的活性污泥法COD去除率一般在80%左右，BOD为90%，处理后的废水一般难以达到废水综合排放标准，而采用序批式间歇活性污泥法（简称SBR法）可大大突破这一界限。SBR法用于屠宰厂废水处理，COD去除率可达95%以上。在SBR法的基础上进行改进后出现了二段SBR法，其特点是系统设两段SBR池串联，分别培养出适宜于不同的生化条件下的微生物，使得污染物在两段SBR池中都得到充分降解。该法对水质水量的变化适应能力强，运行灵活，抗冲击能力强，出水的水质稳定，以实现自动化控制。
SBR法处理屠宰废水是一种较为经济有效的方法，但由于屠宰废水含有大量的油脂、血水，碳氮比和碳磷比大，氮、磷相对不足，此时易产生油性泡沫而使污泥松散和指数增高，易出现高粘性膨胀而导致污泥流失问题；为获得较高的脱氮效果，SBR工艺必须设有搅拌装置，且不可避免的存在污泥上浮现象；另外该方法对油、SS、色度的去除效果并不理想，必须辅以一定的前、后处理工序，因此气浮除油脂成为SBR法处理屠宰废水所必须的处理单元；废水经过SBR法处理后，其中氨氮含量仍然很高，必要时可在该工序后辅以化学方法除去。
2） 生物膜法
序批式生物膜法具有良好的反硝化脱氮功能，水力条件好，抗冲击负荷强，生物浓度高，可适合世代时间较长的硝化菌生长。在相同运行条件下，生物膜系统处理效果优于活性污泥系统，其COD、BOD5和油脂去除率分别可达97%，99%和82%，出水水质可达废水综合排放二级标准。达到相同的污染物去除率时，生物膜系统的运行管理更方便，且克服了活性污泥系统存在的一些问题，例如，该方法不会存在污泥流失问题，不需要设置搅拌装置即可达到脱氮效果，且不存在污泥上浮现象。但序批式生物膜法对油脂、SS、色度的去除有限，故要设除油脂池和滤柱。
3）其他好氧处理法
采用好氧生物处理有机废水，需要足够的供氧量，但是传统的供氧方式难以满足较高浓度的有机废水对氧的需求。20世纪80年代国外学者在总结深井曝气和生物接触氧化法各自的优缺点的基础上，开发了压力生物接触氧化法。此法通过提高反应器（压力生物接触氧化器，配有空压机等压力装置）内的压力，加快了氧的转移速率，适合处理中浓度有机废水。此法具有反应速度快，占地面积小，基建费用低，运行管理方便及出水水质稳定等优点。
3、 厌氧生物处理
厌氧生物处理法主要用于处理高浓度有机废水，在屠宰废水的处理中使用很多种改进的厌氧法。与好氧法相比，厌氧法在获得同样高的BOD去除率条件下具有成本低，产生的污泥少、稳定、易脱水，占地面积小，操作方便，且产生的甲烷可作为燃料再利用的优点。但常用的UASB，AF，ASBR等高校厌氧反应器受废水中悬浮固体及其油脂、脂肪浓度的影响较大。如果废水中含有的氨氮浓度较高，或者厌氧分解有机物过程中产生的氨氮较多，使得水质达不到排放标准，就必须采用组合工艺（如下介绍）。
4、 组合工艺处理
为了既获得更好的处理效果，又可以降低处理成本，屠宰废水的处理往往采用多种方法相结合的工艺。
1）加压生物接触氧化-混凝沉淀组合工艺，该工艺适合处理中浓度的屠宰废水，废水先经过加压生物接触氧化后，提高废水中的溶解氧和有机物的降解速率，再经混凝沉淀后可达到二级排放标准。该工艺处理中浓度废水效率较高，但处理成本高，难于维护和管理。
2）二段高速上流式厌氧污泥床（DAF-UASB）法是在单个UASB法上的改进工艺，适合处理含高浓度悬浮固体、脂肪颗粒和油脂的屠宰废水。二段高速上流式厌氧污泥床（UASB）法的第一阶段为使用絮凝状污泥的UASB反应器，可以去除脂肪颗粒、油脂等不溶解的COD，第二阶段为使用颗粒污泥的UASB反应器，去除溶解性的COD，此法COD去除率可达90%以上。
3）水解酸化-生物吸附再生-接触氧化工艺，该工艺适合于处理高浓度、水质水量变化较大的废水。
一般COD去除率可达95%以上，该法采用AB两段组合工艺，A段负荷高，污泥絮体具有较强的吸附能力和良好的沉降性能，抗冲击负荷能力很强，对有毒物质的影响具有很大的缓冲作用，但是污泥量较高，需采取相应的污泥处理措施，B段二沉池出水中的少量难沉降的脱落生物膜通过气浮处理进一步去除，以提高出水水质。
4）CAF涡凹气浮-SBR法采用机械格栅去除了大部分固体污染物，避免了大块固体颗粒影响气浮、曝气工艺，大大降低了后续工艺的处理负荷，然后机械过滤把关，保证了出水稳定达标，再经过
气浮池和SBR塔。该工艺综合了CAF和SBR的优点，CAF气浮系统操作弹性大，抗冲击负荷能力强，出水稳定，对于污染物浓度较低的原水，仅采用CAF系统即可满足水质的排放要求，可以在一定时间内运行SBR塔，节省运行维和费用。
5）升流式厌氧污泥床过滤器（UASBAF）-序批式活性污泥法（SBR）工艺，该工艺是适用于水质波动较大、蛋白质含量高的废水处理。其中升流式厌氧污泥过滤器是将升流式厌氧污泥床（UASB）和厌氧滤池（AF）组合为一体的反应器，适用于间歇进水的屠宰废水，容积负荷（以COD计）为0.114~0.346kg/（m3•d）；而SBR为序批式活性污泥法，在同一池内按进水、反应、沉淀、排水分阶段周期进行，耐水量水质冲击负荷。SBR非常适用于屠宰废水每天有规律地间歇排放的特点。有机物先经过UASBAF厌氧消化后，分解生成的氨氮经过SBR后去除率达68.8%。
该工艺具有工艺流程简单、耐冲击负荷、运行管理简便、工程造价省和运行费用低等特点，适合于小型肉类加工厂的屠宰废水处理工程。
2.2.3 A/O生化工艺
根据本工程屠宰废水的特点和实际生产情况，主体工艺采用A/O工艺。
A/O工艺即为兼氧与好氧相结合的处理工艺。设置A段的主要目的是对废水的兼氧处理，将废水中少量不可生化有机物降解为可生化有机物，从而提高废水的可生化性，提高处理效果。O段则主要用于COD、BOD的去除。废水中大部分污染物，通过生化处理后得以去除。
O段的好氧生物处理采用生物接触氧化法。生物接触氧化法又称为淹没式生物滤池，是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺。接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中，生物膜自长自落。
生物接触氧化装置的主要优点为：由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好，生物接触氧化池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷。由于相当一部分微生物固着生长在填料表面，生物接触氧化池不需要设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理方便。
2.3工艺流程
根据屠宰废水水量、水质及处理要求，本方案采用A/O主体生化工艺，辅以隔油池和曝气调节池相结合的思路，工艺流程如图2.3-1所示。

图2.3-1 废水处理工艺流程图