肉制品废水AO生化处理工艺调试研究

食品制造业主要包括，粮食加工业，屠宰及肉类加工业，水产品加工业等。食品制造业的废水主要来源是原料的洗涤、蒸煮、处理、过滤、脱水和脱臭等过程。食品制造业是我国废水制造的大户之一。屠宰及肉类加工业的废水具有血、蛋白质、油脂、氮、磷化合物含量高，营养物质含量高导致COD_Cr和BOD5值大，水量、水质差异很大等特点。食品废水排放量大,毒性相对较低,其中有很多有机物质及悬浮物。如果没有任何处理就排放，就会造成水体富营养化，溶解氧消耗迅速，造成缺氧环境从而影响鱼类和水生生物的死亡。悬浮物沉入河流底部并在厌氧条件下降解,产生的臭味会使水质恶化及环境恶化。

就处理食品废水而言从技术进步方面出发应该考虑稳定、高效、低耗的处理工艺!。生物化学法和物理化学法是如今处理食品废水的主要两类工艺法。生物法是如今国内外较为常用来处理食品废水的一种工艺。该工艺常采用活性污泥法、生物膜法等处理食品废水。活性污泥法包括SBR工艺、AO工艺。文章主要采用的就是活性污泥法里的AO工艺法，该工艺诞生于80年代初期，其优点是除了脱氮脱磷功能外，还能对一定的有机污染物进行降解,并对活性污泥进行厌氧水解预处理。至今AO工艺法在我国已进行了相当广泛的实验研究。曹凤蕾对五个不同肉制品加工厂的废水进行了针对性的废水处理工艺设计和调试，综合得出最优工艺:蔡强等通过实际的工程结合A0污水处理工艺，研究其工艺对各个指标的影响，并取得了不错的成果;黄德智等对某屠宰废水运用气浮两级AO工艺法来处理，调试效果显著。以上研究均为肉制品加工厂处理废水提供了实践基础和理论上的建议。前期通过红毛鸡爪厂的实地考察,对废水处理场地进行测量及对红毛食品废水进行采样分析，结合曹风蕾、蔡强、黄德智、何成达等研究实践理论支持，进行了针对性的工程设计和处理，并通过讨论最终决定采用AO三阶段的调试方法。其特点是所使用到的场地面积相对较小，比较适合红毛鸡爪厂的实地面积运用。回流比能够灵活变动，对好氧段和缺氧段的效果起到更好的作用。调试过程按照实验方法中提到的步骤进行操作，一个阶段的调试达标后再进入下一个阶段的调试直至最后达到稳定的达标排放。调试期间对COD_Cr、TP、NH₃,-N、SS等指标进行检测，在调试后期进行镜检分析，实时监控AO活性污泥整个系统变化情况,若出现问题需要针对其进行详细的分析并及时将其解决，以期望得到更为良好的活性污泥运行的效果。

一、实验材料与方法

1.实验材料

（1）.实验原料及药品

(1)营养盐:葡萄糖;尿素;硫酸铵;硫酸钾;氧化钙;硫酸镁;硫酸锰;硫酸亚铁;硫酸锌。(具体需求量根据实验方法进行采购和投加)

(2)废水:主要来自于调节池的水，调节池的水是由生水区、熟水区引入。

(3)其他:实验试剂为符合国家标准的分析纯试剂，根据实验方法进行配备，实验用水为新制备的蒸馏水。

（2）.实验仪器

(1)AO污水处理设备主要包括生、熟水收集池(初级沉淀池)、调节池、加压溶气气浮机、缺氧池(A池)、好氧池(0池)、MBR池、清水池。其搭配工艺流程图如图1所示。

(2)其他检测仪器设备:仪器检测设备皆依实验方法和国家标准进行配备。

2.实验方法

（1）.水质采样分析

从红毛鸡爪工厂的生水池、熟水池、调节池各取500mL拿回实验室检测COD-Cr、NH?-N、TP、SS等数值。根据实验数据以及工厂调研分析原水水质情况,再依据水质情况来调整调试方案。

（2）.调试驯化

A.步骤

所谓调试，主要针对的是生化处理的A池与0池的活性污泥及填料上的生物膜。依据微生物生长营养及其生化条件所需，文章依据AO工艺经典调试方法，再结合工程实践，设定了三段式的污泥调试流程。分别是低负荷挂膜阶段、提负荷适应阶段和原水适应阶段;

好氧池:控制DO=2~3 mg。主要步骤为静态闷曝气-动态原水适应。

缺氧池:同样方法。需要硝化液回流、需要控制溶解氧在0.5 mg几以下。驯化阶段设置与好氧池保持同步。

*低负荷挂膜阶段

好氧池、缺氧池:采用1/3原水+2/3干净水，静态闷曝,按要求投加污泥、营养盐，进行初期挂膜。这一阶段，由于原水冲击较小，调配的营养适合微生物的生长，池体中的微生物总量急剧增加，3天即可见到明显的挂膜现象，填料上的微生物絮体生长明显。随着微生物膜的不断生长，水中的COD_Cr、NH?-N不断减小，大概需要9天时间，水中F/M值下降到饥饿程度(30 %)，挂膜初步完成

*提负荷适应阶段

提负荷阶段采用间歇进水的方法慢慢提升进水负荷。第二阶段持续时间为 8~10 天。第二阶段调试期间，各A池及0池的搅拌、曝气等设定值不要随意变动。间歇进水期间打开MBR出水，不要打开RO出水，以免污染RO膜。全程不可关闭硝化液回流及污泥回流。注意控制DO值，好氧池控制在2~3 mg，缺氧池控制在0.2~0.5mg几。随时监控水质，检测是否需要再次投加营养盐。进水之前应该取样送检分析，以确定是否需要投加补充营养。(间歇进水补充水质的营养，有可能消耗过快或者负荷过低，此时就应该调整负荷，通过补充进水或投加营养补充，应该在部内商议后确定投加量)。特别需要注意溶解氧。

*原水适应阶段

第二阶段后，18天已经过去，活性污泥中的微生物体系(细菌、原生动物、微型后生动物)已经基本长成。可以进行原水的连续适应阶段。需要分为1/3流量适应、2/3流量适应及100 %流量适应三个阶段。

B.加药

为了使整个驯化过程有利于微生物的生长,需要向污水中加入一定量的营养盐。营养盐投加方法:(按80%的池容进行计算)。应该使m(BOD5):m(N):m(P)=100∶5∶1。葡萄糖为656 mg/(即 1立方池容投加0.656 kg);硫酸氨为117 mgl;尿素为21.4mg;硫酸锌为500mg;氯化钙为6mgl;硫酸锰为500mg;硫酸钾(不用磷酸二氢钾)为270mg;硫酸镁为20 mg;硫酸亚铁为500 mgl。经计算分析原水水质及池容可得，150方的池容，营养盐投放量分配是硫酸锰50kg;硫酸亚铁60kg;硫酸钾30 kg;尿素3 kg;硫酸铵14 kg;氧化钙1kg;硫酸镁2.5kg;硫酸锌60kg;葡萄糖80kg。

C.污泥的投加

按池体容积的10%~20%投加。无特殊要求,统一按15 %进行投加。注意:污泥在运输到目的地以后，可能存在堆积在一起，如果不散开，可能存在调试时无法及时分散开的情况。因此，应该在刚刚调试时，先加一些水，然后用棍子把污泥搅拌散开，再继续进水。切记，不可让污泥堵塞了曝气盘，导致后期调试曝气不均匀，或者曝气盘脱落等现象。

（3）相关指标检测方法

COD_Cr的检测，利用HJ828-2017重铬酸盐法;NH₃-N的检测,利用HJ535-2009纳氏试剂分光光度计法:TP的检测，利用 GB11893-89 钼酸铵分光光度计法;SS的检测，利用GB11901-89 重量法;镜检，利用生物显微镜检测;pH值，利用 pHS-2SpH 计检测;电导率值的测定，利用 DDS-11C 电导率仪检测。

二、实验结果与分析

1.原水水质分析

由实地考察调研可得知红毛鸡爪厂废水有偏高的悬浮物质、有机物质、含油量。废水主要来源于生水区和熟水区。

生水区:清洗挑拣车间产生的废水，包含了很多油脂和蛋白质，蛋白质很多都是碎屑。

熟水区:卤制车间里产生的废水，主要指油脂和卤料汤。

另外还有冷却喷油车间、灭菌洗涤车间，这些废水通常是含有洗洁精之类的含磷废水。

图2是原水水质分析的各个池中 TP、NH?-N、SS、COD-C等数据的柱形图,由图2结合调研得知熟水池由于鸡爪加工过程中需要进行长时间的蒸煮及卤制加工等原因所产生的主要污染物是 COD_Cr、SS、TP 以及微量NH₃-N。生水池由于鸡爪加工过程中需要清洗鸡爪、冲刷地面等原因所产生的主要污染物COD_Cr、SS、TP。生水池相比较于熟水池，COD_Cr少了一半;熟水池相比较于生水池，SS值少了一半。从三个池相比较来看，可以得出熟水池中占COD_Cr 的含量最大;而生水池中SS的含量最大。调节池中污染物的含量相对于两个池子的最大值来说都有了很明显的降低，只是由于熟、生水池的水汇入调节池，调节池对其进行收集并调节流量和水质。调节池体积大，池深5m而且水力停留时间为26h。因此废水在一个大容积的调节池里进行了长时间的沉淀，结果就使得SS.COD_Cr 等含量都有了明显下降。

2.调试过程指标数分析

（1）.COD_Cr

      图3为好氧池2与MBR 出水从调试初期到调试结束COD_Cr的总体变化对比情况。可以看出，通过调试，总体呈下降趋势。

在每个阶段进入下一个阶段时，COD_Cr的值总会上升，这是由于在不同负荷的情况下，系统需要时间适应。最终好氧池2的COD_Cr从原先的600 mg降低至低于150mg，而MBR出水的COD_Cr从原始的250mg,降低至低于50mg。得出结论，通过低负荷、提升负荷污泥慢慢实现适应，到后期原水适应阶段后，达到稳定达标排放的效果。

（2）. TP

      图4为好氧池2与MBR 出水从调试初期到调试结束总磷的总体变化对比情况。从图可以看出，通过调试，总体呈下降趋势。好氧池2的总磷从原始的12mg降低到0.5mg;MBR出水的总磷从原始的6mg到后期检测出零。前期泥量少，到后面不断泥量增加，总磷去除效果越来越好。通过不断的排泥把磷去除，最终总磷几乎未检测出。

（3）.NH?-N

       图5为好氧池2与 MBR 出水从调试初期到调试结束NH?-N 的总体变化对比情况。

从图可以看出，废水中NH?-N含量一直很低，通过回流，处理效果更好。NH?-N的调试也是分阶段降低的，每个阶段都需要适应期。经过三个阶段的调试好氧池2的NH?-N值从原始的0.55 mg 降低至0.15mg,而MBR出水的NH?-N值从原始的0.4 mg 到最后降低到0,说明最终排放的废水氨氮的含量微乎其微。

（4）.SS

 

图6为气浮出水与 MBR 出水从调试初期到调试结束 SS的变化总体对比情况。从整体来看可以得出，MBR出水的SS值一直处在低于标准线的状态，说明气浮机很好的发挥了它的作用。表明调试过程进展顺利。

2.2.5生物膜镜检

      活性污泥是由微生物和有机、无机物质等混合生成的深色絮状物。在活性系统中有着一定的指示作用。由于调试期间污水水质、水量、环境等条件均在变化，根据活性污泥中的微生物变化情况进行相应的调整,使活性污泥系统处在稳定运行状态，发挥其最大效益，提高出水水质。图7为缺氧池与好氧池2开始镜检后各个阶段出现的微生物图。由图7观察可以得出，开始镜检第一天观察到无微生物的存在，随着调试的进行，第一阶段、第二阶段开始出现了草履虫、楯纤虫、活泼的跳侧滴虫、太阳虫、线虫等大量的纤毛虫。随着调试的进一步进行，生物相越来越丰富，第三阶段开始出现钟虫、漫游虫、表壳虫、轮虫及很多活泼游离微生物。显示污泥微生物体系的完善。

三、结论

AO工艺流程简单，节省费用，占地面积小，处理食品废水能力强。调试最终结果显示经过低负荷挂膜阶段、提负荷适应阶段、原水适应三阶段的调试。所检测的值均可达到国家一级排放标准。说明AO系统调试完毕。