专业屠宰废水处理新技术介绍和设备说明

随着我国经济的不断发展和人们生活水平的提高，屠宰场规模不断扩大，屠宰废水的排放量逐年增加〔1〕。据调查，我国屠宰废水年排放量约为20亿m3，占全国工业废水排放总量的6%，其污染程度还在不断加剧〔2, 3, 4〕。屠宰废水中含有较多的蛋白质、脂肪、挥发性有机酸等小分子有机物，水体呈红褐色并伴有明显的腥臭味，若不经处理直接排放，会对水环境造成严重污染。因此，对屠宰的处理刻不容缓。采用物理、化学法处理此类废水，去除率较低，且成本高，因此国内外许多学者应用生物法处理屠宰废水〔5, 6, 7, 8〕，其中序批式活性污泥法（SBR）和SBR组合工艺已逐渐成为处理屠宰废水的主要工艺之一〔9, 10, 11, 12, 13, 14〕。

1 屠宰废水的特点及危害
专业屠宰废水处理新技术介绍和设备说明 

屠宰废水的特点：（1）水质、水量变化大。屠宰废水的排放主要集中在夜间，白天相对较少。（2）废水浊度大。固体悬浮物浓度高，并伴有难闻的腥臭味。（3）屠宰废水属于典型的高浓度有机废水，COD一般为1 500~3 800 mg/L，zui高时可达6 500 mg/L，可生化性较好〔15〕，水质营养丰富，非常适宜微生物繁殖生长。（4）屠宰废水颜色呈红褐色，含有大量的脂肪、血液、内脏残屑、毛发和粪便等污染物〔16〕，油脂含量高。屠宰废水若直接外排，水中的营养物质和肠胃病菌及寄生虫卵等会对地表水、地下水造成严重污染。屠宰废水中的微生物分解有机物和悬浮物时，需大量的溶解氧，从而造成水质恶化，影响正常的生活生产用水。

2 屠宰废水处理的应用研究
 
2.1 单一生物处理技术
 
SBR工艺之所以能用来处理屠宰废水，是因为屠宰废水的水质易生物降解，且含有微生物及其生长所需的碳、氮、磷等营养物质，有机物易被细菌分解。SBR工艺对水质的变化适应性强，处理效果良好，但对油脂、SS等的去除效果较差〔17〕。张耀华〔18〕采用SBR工艺处理武汉市某肉联厂的废水，经过一个多月的运行证实，各项指标都可达到较好的水平，但处理过程中溶解氧变化较大，造成妨碍沉降的有害微生物大量繁殖，出水水质不佳。杨建等〔19〕用已驯化好的污泥处理屠宰废水，出水COD去除率可稳定在75%左右，但出水VFA对反应器的运行效果影响较大，造成水质酸化。何健洪〔20〕采用周期循环活性污泥法（CASS工艺）处理屠宰废水，进水COD达1 800~2 200 mg/L，出水COD≤100 mg/L，去除率达95%以上，达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）的一级标准，但工艺运行过程中曝气强度大，造成工程费用达0.68元/m3以上。表 1列出了某些单一工艺处理屠宰废水的优缺点，单一的SBR、混凝沉淀、预发酵、厌氧折流板反应器（ABR）和厌氧生物滤池（AF）工艺处理屠宰废水都有不足，处理效果较差。

2.2 SBR优化组合工艺处理屠宰废水
  
混凝沉淀+SBR：混凝沉淀主要是利用混凝剂对屠宰废水进行预处理，去除废水中的悬浮物、油脂和胶体等污染物质，为后续SBR生化处理创造良好条件。混凝剂具有压缩双电子层、吸附电中和、架桥作用和沉淀物网捕作用，可使废水中的悬浮物、油脂和胶体等污染物质失去稳定性，从而凝聚絮凝达到沉淀的目的。其与SBR联用，结合SBR处理废水的优点，可应用于类似屠宰废水的高浓度有机废水的处理。此方法在我国已广泛应用。聂忠文等〔21〕对武汉市某屠宰厂废水应用混凝沉淀+SBR组合工艺进行处理，结果表明，出水水质良好，达到《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB 13457—1992）一级排放标准，COD和氨氮的去除率均在96%以上，运行成本低。

预发酵+SBR：预发酵是将原屠宰废水首行30 d左右的厌氧存储，使废水中大部分可溶性COD以VFA的形式存在，且有机磷转化为磷酸盐，再经酸化预处理。主要目的是强化生物除磷过程，增加废水中的VFA和磷酸盐浓度，屠宰废水可通过预处理来强化生物除磷；其次，屠宰废水中大量的脂肪、油脂等直接加入活性污泥系统中可降低污泥的可沉降性。因此，在生物脱氮除磷之前进行预发酵十分必要。M. Merzouki等〔22〕研究表明，未经预发酵的屠宰废水，一个月后，氮和磷的去除率分别降至48.5%和47%；经过预发酵的屠宰废水，50 d后磷的去除率可达99%以上，同时，COD和氨氮的去除率分别为99%和85%，预发酵过程可提高VFA和磷酸盐浓度，直接导致SBR中释磷量增加。L. Masse等〔23〕的实验结果表明，经预发酵过程，脂肪颗粒可在短时间内减少至80%左右。

ABR+SBR：ABR+SBR组合工艺在屠宰废水处理中占有较明显优势。ABR是集升流式厌氧污泥床（UASB）和分阶段多相厌氧反应器（SMPA）技术于一体的一种新型高效厌氧反应器。与其他厌氧反应器相比，ABR无需曝气，因此可降低设备运行费用。与SBR联用，可有效去除屠宰废水中的氮、磷及有机污染物。Weihua Cao等〔24〕研究了在紫外催化作用下的ABR反应器对屠宰废水的处理效果，结果表明，在系统中投加适量H2O2，屠宰废水中总有机碳（TOC）去除率可达95%以上，成本较高。崔海保等〔25〕利用ABR+SBR组合工艺处理屠宰废水，COD去除率达96%以上，出水pH为6~9、COD≤80 mg/L、BOD5≤50 mg/L、NH4+-N≤15 mg/L，均达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）一级标准。张彤等〔26〕运用ABR+SBR组合工艺处理屠宰废水，处理效率高，尤其是对SS的去除，去除率可达95%以上，COD去除率为86%，ABR反应器设计简单，进水污染物可与微生物充分接触，截留厌氧微生物，保证SBR系统的生态平衡。

AF+SBR：AF+SBR组合工艺是近年来应用于有机废水处理的一种新工艺。AF是一种厌氧生物反应器，内部填充微生物载体。常温下，AF运行稳定，承受水体冲击负荷能力强，污泥产率低，运行启动快，与SBR联用，有利于有机物、氮、磷的去除。A. López-López等〔27〕的实验结果表明，AF+SBR工艺有机负荷能力、水力停留时间（HRT）都有所提高，能降解95%以上的有机质，且COD去除率达90%左右。吴茹星等〔28〕将AF+SBR组合工艺应用到屠宰废水的处理，结果表明，COD、氨氮、磷的去除率分别可达90% 、95%、70%，AF反应器中厌氧菌稳定生长，有机物在水解细菌和产酸菌作用下被降解为小分子物质，有利于SBR中COD的去除，且为反硝化菌和聚磷菌提供碳源，强化生物除磷。苗利等〔29〕将传统的物化射流曝气活性污泥法改造成AF+SBR处理工艺，出水COD、BOD5、SS、氨氮质量浓度分别为101、46.8、120、24.8 mg/L，均达到《肉类加工工业水污染物排放标准》中二级排放标准。