小型屠牛场废水处理的工程实践

屠牛场产生的废水主要包括宰牛过程产生的血液蛋白质油脂、肉屑等大分子物质及地面冲洗等产生的混合废水,该类废水具有色度高、悬浮物质多、COD合量高等特点,是一种典型的难降解有机废水。马鞍山市某回民屠牛场为马鞍山市屠生指定场所,于2021年7月建成，污水处理工艺采用预处理+A?/O-MBBR+沉淀池+紫外消毒工艺,项目运行至今处理效果良好，处理水量符合设计要求,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)中二级排放标准。

一、进出水水质、水量

根据业主现有需求及考虑企业后期长远规划,废水处理量设计规模为120m?/d,按24h/d连续运行设计设计进水水质及排放标准见表₁.

 

二、工艺流程及说明

1.工艺流程

为保证出水水质、水量满足设计要求,本污水处理工艺设计采用预处理(格栅、沉砂池、调节池)、A?(水解酸化、厌氧、缺氧)/0(MBBR)、二沉池、消毒等处理工艺,工艺流程见图1。

 

废水首先通过格栅拦截，主要是去除污水中较大的悬浮或漂浮物,以减轻后续水处理工艺的处理负荷,并起到保护水泵、管道、仪表等作用;接着污水自流至沉砂池,对污水中的泥沙进行沉降,以防止磨损机泵、堵塞管网;随后污水流人调节池,经调节后的污水通过潜水泵依次打入水解酸化池、厌氧池、缺氧池、MBBR生化反应池进行生化处理。

在生化处理系统中,利用各种微生物分解消耗污染物,使其最终成为氮气、二氧化碳和水,并实现脱氮除磷。其中MBBR生物反应池配以新型的悬浮填料,该填料具有负荷高、施工简易、体积小、运行稳定可靠、维修更换方便等优点。

污水经生化处理后进入二沉池进行固液分离，上清液经过杀菌消毒处理合格后外排,部分污泥经污泥回流回至生化系统内，其他剩余污泥通过泵排入污泥浓缩池，再经过浓缩后无害化外运

2.工艺流程简要说明

(1)格栅井（砼）

格栅井设置于污水源头进水一端格栅井内设置机械细格栅,通过格栅拦截去除屠宰污水中较大的悬浮物固体、纸屑,保护水泵及后续管路系统不被堵塞。

(2) 沉砂池(砼)

格栅井出水进入沉砂池，沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm,密度大于2.65t/m³的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞,其工作原理是以重力分离为基础,故应控制沉砂池的进水流速,使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。

(3)调节池

在整个处理系统中设置了污水调节池。通过调节池设置能充分平衡水质、水量,使污水能比较均匀地进入后续处理单元,提高整个系统的抗冲击性能,减少处理单元的设计规模,有利于降低运行成本和水质波动带来的影响。在调节池内设置空气搅拌装置,防止发生沉淀现象，并起到水质均衡的作用。设置液位自动控制装置，水泵可以根据液位自动开启

(4) 生化系统

污水经调节池均质均量后,用提升泵提升至生化池。该工艺各反应器单元功能及工艺特征如下:

①水解酸化池:水解酸化池作为生化系统前端,可以将废水中的大分子物质水解、酸化成小分子物质,从而改善水质，为后期生化系统提供良好的水质环境，同时它能够消耗掉回流污泥中剩余的溶解氧,使污泥成为厌氧状态.对后续的脱氨除磷都有积极意义。

②厌氧池:预缺氧池的含磷回流污泥同步进入该反应器，其主要功能是释放磷，同时对部分有机物进行氨化。

③缺氧池:污水经厌氧反应器进入该反应器,其首要功能是脱氮,硝态氨是通过内循环由好氧反应器送来的,循环的混合液量较大。

④MBBR生物反应池:混合液由缺氧反应器进人该反应器,其功能是多重的,去除BOD5、硝化和吸收磷都是在该反应器内进行的,这三项反应都很重要。混合液中含有NO??,污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD5(或 CODcr)则得到去除,混合液从这里回流到缺氧池实现反硝化

⑤沉淀池:其功能是泥水分离，污泥的一部分回流至厌氧反应器，上清液作为处理水排放。

(5)消毒处理

经过处理后的泥水混合物经过二沉池进行固液分离,分离后的上清液经紫外线消毒后可达标排放。

(6) 污泥处理

沉淀池、生物滤池的污泥定时排入污泥池,进行厌氧消化,同时采用间隙好氧混合的方法,通过消化可以减少剩余污泥量约70%以上。污泥池上清液夹带活化污泥回流至缺氧池,剩余污泥定期清理(一般一年清除2次)。

3.工艺特点

(1) 该设备整体占地面积小,除格栅井、沉砂池、调节池、污泥浓缩池为钢混结构外,其他构筑物可用碳钢焊接防腐后投入使用,可节省土建施工时间及建设费用。

(2) MBBR工艺兼具传统流动床和生物接触氧化法两者的优点,具有有效比表面积大,适合微生物吸附生长等特点,抗冲击能力强,实用性强,应用范围广,可快速实现良好的脱氨除磷目的。

(3) 本项目尽最大可能采用自流式,能耗低，吨水运行费用较其他工艺低,可实现全程自动化控制。

三、构筑物设计参数

1.预处理单元

(1)格栅井

格栅井尺寸:4 mx0.8 mx3.7 m,有效容积为7.1 m³采用钢混结构,数量:1座,格栅井内配有一台机械格栅,规格型号:SY-3,格栅宽度:0.6m,栅隙:3mm,安装角度:60°~70°功率:0.75kW。

(2)沉砂池

沉砂池尺寸:4mx0.8mx3.5m,采用钢结构,数量:1座，内设有1台排沙泵和液位控制器,排泥泵流量2m3/h,扬程:9.0 m,功率:0.75 kw,另配套有 500 L PE排砂桶一个。液位控制器型号:GSK-1,数量:1个

(3)调节池

调节池尺寸:6mx4 mx3.5 m?,有效容积为 67.2 m采用钢混结构,数量:1座,内配有污水提升泵、液位控制器,污水提升泵型号:W06-16-0.75,流量:6m?/h,扬程:16.0 m,功率:0.75 kw,数量:2台(1用1备),防护等级:IP68,绝缘等级:F级。液位控制器型号:GSK-1.数量:1个。

2.一体化生化处理单元

(1) 水解酸化池

尺寸:1mx2.8mx2.7m,停留时间:1.5h,有效容积:6.3m?,外形尺寸:1mx2.4mx2.7 m,溶解氧含量:0.2~0.5 mg/L,数量:1座,材质:碳钢防腐

(2)厌氧池

      外形尺寸:1 mx2.8 mx2.7 m,停留时间:1.5 h,有效容积:6.3 m?,溶解氧含量:<0.2 mg/L,数量:1座,材质:碳钢防腐。

(3) 缺氧池

      外形尺寸:1.5 mx2.8 mx2.7 m,停留时间:2 h,有效容积:8.4 m?,溶解氧含量:0.5mg/L,数量:1座,材质:碳钢防腐,填料类型:150弹性填料。

(4)MBBR生物反应池

      外形尺寸:5.5 mx2.8 mx2.7 m,停留时间:8 h,有效容积:33.6 m?,溶解氧含量:2~3 mg/L,数量:1座,材质碳钢防腐,填料类型:悬浮填料,配套设施:气提回流系统。内设有曝气头、鼓风机。曝气头规格型号:D215,空气量典型值:5±2 Nm?/h，有效水深:2.5~2.7 m,膜片材质:EPDM,主体材质:增强聚丙烯,曝气面积:0.2~1.6 ?m/个,气泡尺寸:0.8~1.9 mm,最大气量时压降:47 mbar,使用寿命:10年。鼓风机规格型号:ZZR-65,功率:2.2 kW,水压:4 m,供气量:1.45 m?/min·台,噪音:50 dB,连接风管:无缝镀锌管/埋地,数量:2台(一用一备,交替使用),连接风管无缝镀锌管/埋地,配套:安全阀、空气滤网、软接头等数量:2台(一用一备)。

(5)二沉池

外形尺寸:2mx2.8mx2.7m,停留时间:3h,容积负荷:0.875 m?/m?·h,数量:1座,材质:碳钢防腐,配套设备:配套气提回流系统、排渣系统及 500LPE排渣桶

(6) 紫外线消毒器

规格型号:RC-UVC-160,功率:0.16kw,数量:规格型号:RC-UVC-160,功率:0.16 kw,数量:1台

(7)PAC加药装置

规格型号:SYXD-500,功率:0.6 kw,数量:1台,配套设备:搅拌机、计量泵、撬装支架、防雨棚等。

(8) PAM加药装置

规格型号:SYXD-500,功率:0.6 kw,数量:1台,配套设备:搅拌机、计量泵、撬装支架、防雨棚等。

(9)设备间

外形尺寸:1.5 mx2.4 mx2.7 m,数量:1座,材质:碳钢防腐。

(10) 污泥池

外形尺寸:4 mx2 mx3.5 m,主体材质:钢结构,数量:1座。

四、系统运行调试

1.系统调试

系统调试包括机械式格栅单机调试、水解酸化、厌氧、缺氧、MBBR生物反应池污泥培养及消毒设备调试运行等,机械格栅及消毒设备调试为设备运行调试,本节主要介绍厌氧池及MBBR生物反应池污泥培养调试。

（1）厌氧池污泥培养、驯化

采用市政污水处理厂浓缩污泥作为厌氧池的接种污泥,为保证快速正常运行,接种污泥量为厌氧池池容的40%,即投人2.5t市政污泥,调节池内 C:N:P 比例至最佳,补充一定量原水,8 h后连续进水,在容积负荷为0.5 k/COD/(m·d)下连续运行6 d,逐渐提高进水负荷观察污泥外观。

（2） MBBR移动床膜生物反应池污泥培养、驯化

按BOD:N:P=100:5:1比例调节MBBR池水质,投加MBBR池容的40%市政污泥,静置4~5h不曝气,使店着态微生物接种至填料上,然后开始曝气培养,曝气1h,静置2h,再曝气1h,重复操作,4~5天后填料表面全部挂膜,厚度约2mm,开始逐渐按梯度进原水。

2.系统运行

为保证系统快速稳定运行,调试期间需不定期对各生化池 COD、氨氮、总磷、pH、DO进行检测,并观察污泥的外观、颜色等。经过6~8天调试后,该工艺处理屠牛废水运行稳定,处理后的水质、水量符合设计标准。表2为系统稳定运行后连续3天的水质检测数据。

 

3.可能存在的问题与解决措施

A.可能存在的问题

(1) 生化系统较小,抗冲击能力较弱，一旦出现高浓度屠牛废水会导致生化系统异常.甚至出现瘫痪，出水水质不达标

(2) 机械格栅长时间运行,不定期清除垃圾，可能会把废水中的杂质带入到生化系统,增加生化系统负荷，出水水质不能稳定达标排放。

B.解决措施

(1) 增加生化系统污泥浓度,逐渐提高生化系统污泥负荷，以应对可能出现的高浓度废水: 严格控制中控指标，一旦出现指标异常,可通过快速投加市政活性污泥来确保项目稳定运行。

(2)定期清理机械格栅附着的杂物,防止把杂物带入生化系统，同时对各类泵、罗茨风机进行维修保养。

五、运行成本分析

按120t/d屠牛废水设计,项目土建15万元,包括格栅井、沉砂池、调节池、污泥浓缩池等，一体化设备投资28万元,电费0.7元/m?(按总功率80%,电费1元/度计)药剂费 0.1元/m?(污泥浓缩添加 PAC、PAM)，人工费3.33元/m?(按4000 元/月,3人计),以上运营费用合计为4.13元/m

六、结论

(1) 工程建设表明:对于水量较小的屠牛废水项目,可利用钢碎和碳钢构造,可减少项目建设时间及建设成本,为屠牛规模较小的企业提供参考。

(2) 工程运行表明:选用MBBR工艺能很好地结合生化接触氧化沟工艺和传统的流动床工艺,抗冲击能力强,可快速启动并稳定运行,出水水质优于排放标准。