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UASB一射流曝气CASS工艺处理屠宰废水

来源:宏源水务  发布时间:2014-12-17  阅读:

  某肉类加工有限公司是一家集生猪饲养、种猪繁育、生猪屠宰加工、购销为一体的综合性肉食品企业。该肉食品厂建设分两期进行,其中一期工程占地90亩,计划总投资8657.75万元,其中建设投资为7929.56万元。企业计划日宰杀生猪2500~3000头,产生废水主要有生产废水和生活污水(极少量)。其中生产废水主要来自运送生猪的笼箱清洗水、生猪厩舍清洗水和宰前冲洗污物、粪便水;屠宰工段排放内脏和胴体的清洗水;屠宰设备及场地的冲洗水。针对肉类加工废水的特点,建设污水处理站采用UASB+射流曝气CASS工艺对其进行处理后应完全达到排放要求。同时做到回收生物能和处理废物的资源化。

  1 废水水质特点及处理标准

  该屠宰废水有如下特点:(1)水量有明显的季节性差异和日时段差异,并且为非连续性排放,因为肉联厂屠宰过程集中在夜间至凌晨,这一时段为排水高峰期,白天相对较少;(2)废水固体悬浮物含量高(废水中含有大量的血污、油脂、猪毛、肉屑、内脏杂秀、未消化的饲料及粪便等污物),还可能含有多种和人体健康有关的细菌,如粪大肠杆菌、葡萄求菌、细菌螺旋体菌、沙门氏菌等;(3)废水有机物含量高,COD一般在1500~4000mg·Lˉ1,BOD5在800~1500 mg·Lˉ1左右,色度高,约500倍,外观呈暗红色〔2-3〕〕。废水处理工程设计最大进水量为2400m3·dˉ1;小时平均水量为100 m3·hˉ1.处理后废水需达到肉类加工业水汅染排放标准(GB13457-92)中畜类屠宰加工的一级标准的排放要求〔1〕.具体水质标准见表1所示

  表1 进出水水质标准

  进出水 PH COD/ BOD5/ P(SS)/ P(NH3-N)/ 大肠杆菌/

  mg·Lˉ1 mg·Lˉ1 mg·Lˉ1 mg·Lˉ1 Lˉ1

  进水 6.0~8.5 2400 1100 600 65 1.0×105~

  1 1 1 1 1 1 1.7×105

  出水 6.0~9.0 80 30 60 15 5000

  2 废水处理工艺流程及特点

  2.1 工艺流程

  对于易生物降解的有机废水,生物处理工艺是最有效和经济的处理方法之一,也是肉类加工废水处理采用最普遍的主体工艺。为了去除废水中的悬浮物和大量的非溶解性的蛋白质、脂肪等杂物,回收有用的副主物,降低生物处理设施的负荷和稳定生物处理工艺的效果,一些物理方法(如格栅,调节、撇渣、沉淀、气浮等)和化学方法(如絮凝、过滤、微滤、反渗透、离子交换、电渗析)也常与生物处理工艺结合使用,作为生物处理前的预处理。随着人们生活水平的提高,肉类加工废水的污染物含量也不断增长,传统的单一处理工艺流程已经远不能达到处理结果要求,为了既获得更好的处理效果,又可以降低处理成本,肉类加工废水的处理往往采用多种方法相结合的工艺。工艺流程如图1所示。

  储渣池

  好氧剩余污泥(回流)

  沼气 曝气

  消毒池

  CASS

  UASB

  调节沉淀池

  细格栅

  集水池

  粗格栅

  进水 出水

  污泥脱水间

  储泥池

  浓缩池

  泥饼

  上清液压 压滤液

  图1 屠宰废水处理工艺流程

  根据水质情况,屠宰废水中含有大量的毛、内脏残屑和食物残渣等,悬浮物含量高,因此在预处理阶段采用了强化措施保证后续生物处理阶段的稳定运行。污水首先通过粗格栅去除粗大的悬浮物(如猪内脏屑、漂浮油脂等),再进入集水池中,经过潜污提升泵提升,利用细格栅机进一步除去废中携带的畜毛及其它细小固体悬浮杂质,经初沉池和调节池,污水中的细小分散的油脂和悬浮物通过初沉池撇渣云除,同时污水水质也得到均化、水量得到调节,为后续生物后应器做好准备。经调节后的污水进入UASB厌氧池,进一步稳定污泥,更易脱水,同时使废水起到酸化分解的作用,把复杂的有机物分解成简单的有机物,增加了废水的可生化性,使废水中的污染物降低。废水进入CASS曝气池,污染物得到最终降解,经过消毒后废水达一级排放标准外排。调节沉淀池、UASB厌氧池及CASS池的剩余污泥进入污泥浓缩池浓缩后加入絮凝剂,在污泥脱水车间用带式压滤机脱水,干污泥外运处置或用作农肥。污泥浓缩池上清液、带式压滤机滤网冲洗水和压滤液回流进行再处理。

  2.2 工艺特点

  UASB+射流曝气CASS工艺具有以下优势:(1)由于采用了先进的射流曝气系统,其耐冲击的负荷能力大为提高(包括稀释作用、浓度梯度、溶解氧量大);(2)其独特的布气、布水技术确保反应高效进行;(3)对于高浓度、难降解及部分含毒废水,运用生物酶代用品技术及移动生物载体技术,其价格仅为国外的1/5,且效率更高〔2-4〕〕;(4)射流曝气系统具有设计简单、氧利用高、对于处理规模小于3000 mg·dˉ1 的中、低浓度有机废水同其它曝气方式相比,具有很高性价比、对空气无过滤要求、不易堵塞,便于维修管理〔4〕。其用于曝气装置投资是常规鼓风曝气装置的一半,而且噪声小,工作环境良好,对负荷变化适应性强;(5)根据生物反应力学原理,采用多池串联运行,使废水在反应器的流动呈现出整体推流而在不同区域内为完全混合的复杂流态,不仅保证了稳定的处理效果,而且提高了容积利用率。

  3 构筑物设计

  3.1 预处理工艺

  3.1.1 格 栅

  格栅可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物。用于高浓度废水格栅的尺寸为0.30m×1.0m,栅隙为5mm,倾角为60°,栅前水深为0.4m,格网孔尺寸为1mm×1mm;用于中低浓度废水格栅的尺寸为0.40m×1.0mm,栅隙为10mm,倾角为60°,栅前水深为0.4m.格栅孔尺寸为1mm×1mm.

  3.1.2 调节沉淀池

  屠宰废水的水量和水质随时间的变化幅度较大,为保证后续处理构筑物或设备的正常运行,需对废水的水量、水质进行调节。尺寸为9.0m×9.0m×4.0m,钢筋混凝土结构,主要调节废水的流量、浓度、使其水量、水质状况稳定,减少波动,屠宰废水中悬浮物浓度较高,调节池也兼具有沉淀、撇油的作用。水力停留时间为6.0h,设计流量为42.0m3·hˉ1,,效水深为3.0m。

  3.2 生物处理工艺

  3.2.1 UADB反应池

  UASB反应池主要是去除COD和改善废水的可生化性。设计4座,COD容积负荷为4.5kg·m-3·dˉ1;COD污泥产率0.1kg·kg-1;产气率0.5 m3·kgˉ1,。设计单池25m3·hˉ1,水力停留时间为18h,单池溶积为298 m3,单池高为9.52m,上升流速为1.59m·hˉ1,钢筋混凝土结构。本系统设计为圆形布水器,每个UASB反应器设36个布水点,可设3个圆环,最里面的圆环设6个孔口,中间设12个,最外围设18个孔口。在反应器底部和三相分离器下0.5m处设两只排泥口,底部排泥口用于排除累积的杂质(如泥沙),上部排泥口用于正常运行过程中排泥,上部排泥口兼作循环泵吸水口。

  3.2.2 CASS反应器

  经UASB处理后的废水,COD含量仍然很高,要达到排放标准,必须进一步上理,即采用好氧处理CADD反应装置。设计4座,污泥的BOD5负荷0.13 kg·kg-1,污泥质量浓度采用2700mg·Lˉ1,SVI取100mL·gˉ1。设计单池尺寸为15m×8.3m×4m,其中生物选择区、缺氧区和主反庆区的容积比为1:6:30。反应池的运行周期为6h,反应时间为4h,沉淀时间为1h,滗水时间为1h,每座池内设1套滗水器,滗水速度400 m3·hˉ1。设每个射流器的服务面积取2.5m2,需200个射流器,每个池子50个。按CASS池的设计布置空气管道。

  3.2.3 射流曝气装置

  采用自吸式潜水射流曝气〔4〕〕,规格HLP-752A型,功率7.5kW,电压380V,空气量135 m3·hˉ1,供氧能力7.0~8.4 kg·hˉ1.每座曝气池安装16组,采取浸没式竖直安装,射流加压泵WQ600-15-45,每个曝气池务一台,共4台。

  3.3 浓度处理工艺

  3.3.1 消毒设施

  采用翻腾S推流接触消毒工艺,由下翻腾混合段、S型推流接触消毒段、上翻腾3部分组成。下翻腾段水力停留时间60s;S型推流按触消毒段水力停留时间1.5h;上翻腾段水力停留时间60s;消毒池有效容积90m3。

  3.2.2 消毒设备

  采用智能化虹吸式二氧化氯消毒装置,消毒剂的来源由二氧化氯发生系统产生。

  3.3.3 污泥浓缩池

  污泥经集泥井提升进入重力式污泥浓缩池。尺寸为3.5m×3.5m×5.5m, 钢筋混凝土结构,斗深为2.0m,停留时间为12h.

  3.3.4 脱水设备

  采用带式压滤机使污泥脱水。带式压滤机为DYQ-1000型,处理后的污泥含水率为75%~80%,处理能力为7~8 m3·hˉ1,按每天工作8h设计。脱水间采用DYQ-1000型带式压滤机二强,一用一备4 处理效果

  采用UASB+射流曝气CASS工艺处理该肉类加工企业的屠宰生产废水能有效地去除水中的COD、BOD5、SS及NH3-N,排放废水可完全达到肉类加工业水污染排放标准(GB13457-92)中畜类屠宰加工的一级标准的排放要求。处理效果如表2所示。

  处理单元 COD/ mg·Lˉ1 BOD/ mg·Lˉ1 P(SS)/ mg·Lˉ1 P(NH3-N)/ mg·Lˉ1 去除率/%

  进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水 COD BOD5 SS NH3-N

  调节沉淀池 2400 2232 1100 1023 600 300 65 60 7 7 50 7

  UASB反应器 2232 558 1023 204.6 300 150 60 33 75 80 50 45

  CASS反应器 558 80 204.6 30 150 30 33 15 86 85 60 55

  5 技术经济效益分析

  污水处理工程总投资248.1万元,其中构筑土建费用和设备等直接投资192万元,设计费、调试费、运输费等间接投资56.1万元。该污水处理设施建设投资约占工程总投资的3.13%,运行费用为0.58元·m3。而国内同类工程的一次性般为1200~1500元·m3,运行费用为0.6~0.9元·m3。表明该工程的一次性投资和运行费用均比国内同类项目要低。

  6 结 论

  采用UASB+射流曝气CASS工艺处理屠宰废水是切实可行的,出水水质指标达到肉类加工业水污染排放标准(GB13457-92)中畜类屠宰加工的一级标准的排放要求。

  该方法处理的废水不但水质好,具有良好的环境效益,且占地小,投资少,具有较好的经济效益;整个工艺运行效果稳定可靠,操作简单,有很高的推广价值。