導(dǎo)語：屠宰廢水生物處理技術(shù)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】伴隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展和居民日益增長的的生活需要，不斷有新屠宰場建成投入使用，屠宰廢水的排放量也隨之上升。水量大、排放不均勻等特性使得處理有一定難度，如何有效對其進(jìn)行處理成為值得關(guān)注的環(huán)境問題。在結(jié)合屠宰廢水產(chǎn)生背景的基礎(chǔ)上，分析屠宰廢水的主要特征及目前國內(nèi)外主流的屠宰廢水生物處理方式，總結(jié)各個處理工藝的特點以及仍待解決的問題，對未來的發(fā)展方向提出探討。

【關(guān)鍵詞】屠宰廢水；生物處理；組合工藝

1前言

隨著我國的發(fā)展與工業(yè)化已經(jīng)達(dá)到新的高度，人民生活水平提高。目前中國已是全球最大的肉類生產(chǎn)國，占世界總產(chǎn)量的25%左右。為滿足居民生活需要，全國屠宰場的數(shù)量也在不斷增加，如何高效便捷地處理屠宰廢水成為一個需要考慮的問題[1]。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，僅2019年1月全國規(guī)模以上生豬定點屠宰企業(yè)屠宰量就達(dá)到2431.01萬頭，對比2018年同期增長6.33%。我國屠宰廢水排放一直按《肉類加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13457-92）執(zhí)行，2018年生態(tài)環(huán)境部已經(jīng)就其修訂版二次征求意見，提高了部分排放要求并加入色度、總氮、總磷水污染項目。因此，如果沒有及時對屠宰場產(chǎn)生的廢水進(jìn)行針對性的處理，無法滿足修正后的新標(biāo)準(zhǔn)。如何使屠宰廢水處理后無害化、穩(wěn)定化，是值得深思的問題。

2屠宰廢水定義及特性

屠宰廢水，是指屠宰過程中如圈欄沖洗、宰前淋洗、宰后燙毛或剝皮、開腔、劈半、解體、內(nèi)臟洗滌及車間沖洗等過程中產(chǎn)生的廢水，主要包含血污、油脂、碎肉、畜毛、未消化的食物及糞便、尿液等物質(zhì)。屠宰廢水屬于高濃度有機廢水，具有水量大、排放不均勻、濃度高、油脂濃度高、BOD5：COD>0.4可生化性較好等特性，普通屠宰廢水水質(zhì)范圍[2]及現(xiàn)有企業(yè)直接排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。由于其來源主要是各種家畜，一般呈紅褐色或棕褐色，在國際6級臭氣強度中屬于4~5級，有較強的腥臭味，屬于惡臭氣體[2]。

3屠宰廢水生物處理技術(shù)

目前，根據(jù)屠宰廢水的水質(zhì)情況，處理方法分為物理化學(xué)法、生物法及組合工藝[3]。其中物理化學(xué)法通常用于預(yù)處理，為后續(xù)處理提供保障；生物法用于去除水中有機污染物配合后續(xù)投藥使水質(zhì)達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)。近年來的研究與工程中，國內(nèi)外專家學(xué)者開始應(yīng)用生物法中厭氧搭配好氧等組合工藝來處理屠宰廢水。3.1生物法。生物法主要分為好氧處理、厭氧處理兩大類。好氧處理常用工藝有活性污泥法、序批式活性污泥法（SBR）、生物接觸氧化法（BCO）及吸附降解法（AB）等[4]；厭氧處理常見工藝有水解酸化反應(yīng)器（HUSB）、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧折板流反應(yīng)器（ABR）、厭氧膜生物反應(yīng)器（AnMBR）、厭氧生物濾池（AF）等[5]。3.2組合工藝。組合工藝將物理化學(xué)法與生物法相結(jié)合，是目前屠宰廢水的主要處理方式。主要模式有厭氧前置-好氧后置組合及一體化裝置[6]。前者的前置厭氧段使廢水中大分子有機物轉(zhuǎn)化為小分子有機物，降低好氧段處理負(fù)荷并防止污泥膨脹；后者將厭氧段與好氧段結(jié)合在同一反應(yīng)器內(nèi)，實現(xiàn)兩者有效循環(huán)的同時節(jié)省了占地面積及投資成本。由于組合工藝中厭氧段與好氧段相連，本文就厭氧段為主體搭配好氧段及物理化學(xué)法作預(yù)處理，分為各個厭氧處理方法介紹組合工藝。3.2.1水解酸化。水解酸化是介于好氧與厭氧的處理方式，與其他工藝組合能降低成本、提高處理效率。污水中的大分子有機物經(jīng)過水解階段被細(xì)菌胞外酶分解為小分子有機物，之后小分子化合物在酸化菌的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化并分泌到細(xì)胞外，產(chǎn)物的組成由厭氧條件、底物種類及酸化微生物種群決定[7]。程婷等人[8]采用水解酸化/三級生物接觸氧化為主的工藝對某新建肉類屠宰場廢水進(jìn)行處理，對COD、BOD5、SS的去除率均達(dá)到95%以上，出水水質(zhì)符合GB13457-92一級標(biāo)準(zhǔn)，綜合運行費用為0.86元/m³。許丹宇等[9]在水解酸化-生物接觸氧化-MBR為主體的工藝上，用YDT型彈性立體填料取代污泥作為微生物吸附載體，可減少污泥產(chǎn)量及施工難度；約5%出水通過RO系統(tǒng)再生回用于廠區(qū)用水，單位再生水處理費用為3.22元/m³。崔慶蘭等[10]針對小型屠宰場使用水解酸化-SBR工藝，并在預(yù)處理工藝中隔油池后設(shè)置混凝沉淀池，更好地實現(xiàn)pH值的調(diào)節(jié)及水中懸浮物質(zhì)的絮凝，出水達(dá)到GB13457-92三級標(biāo)準(zhǔn)，還需排入當(dāng)?shù)囟壩鬯幚韽S進(jìn)一步處理。程永偉等[11]通過組合氣浮-水解酸化-生物接觸氧化-曝氣生物濾池工藝，出水各項水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到DB37/599-2006一級標(biāo)準(zhǔn)。張俊等[12]選擇氣浮-水解酸化-CASS工藝，占地面積小，投資成本較低；出水水質(zhì)滿足GB13457-92一級標(biāo)準(zhǔn)的同時對TN、TP的去除效果明顯，去除率分別為91.5%、94.0%。3.2.2上流式厭氧污泥床（UASB）。上流式厭氧污泥床（UASB）是1977年荷蘭Lettinga教授發(fā)明的一種處理污水的厭氧生物方法，污水自下而上通過反應(yīng)器，污水中的有機物在污泥床中經(jīng)過厭氧發(fā)酵降解為甲烷和二氧化碳，最終得到沼氣，水等無機物。以其占地面積小、污泥沉降性能好、抗沖擊負(fù)荷等優(yōu)點成為目前最常用的厭氧處理方式之一[13]。蔣斌等[14]采用UASB-A/O工藝對某屠宰場廢水提標(biāo)改造，為防止污泥受沼氣頂托作用出現(xiàn)跑泥，在UASB池和A/O池之間設(shè)中間水池對UASB池出水脫氣、沉淀。劉士軍等[15]使用氣浮-UASB-接觸氧化組合工藝處理屠宰廢水，兩者處理效果對比如表2所示。A/O作為較早的傳統(tǒng)活性污泥法，安裝簡單、成本較低，但由于是同單元內(nèi)的一級處理，而生物接觸氧化法可做到二段甚至多段式的多級處理，故后者的去除效率更高且更耐沖擊。R.Loganath等人[16]實驗使用混合UASB反應(yīng)器處理屠宰廢水的去除效率，結(jié)果顯示在10h水力停留時間下，達(dá)到最佳TOC去除率95.85%及最大甲烷氣體產(chǎn)率61.5L/d。MohammedAliMusa等人[17]試驗使用嗜溫UASB反應(yīng)器處理屠宰廢水中有機負(fù)荷率OLR的影響，采用十二種不同的OLR測試反應(yīng)器性能；觀察到揮發(fā)性脂肪酸的濃度較低且廢水的堿度可以避免酸化，結(jié)果顯示，在間隔實驗和連續(xù)試驗中OLR為0.4g/Ld-1時，COD去除率均達(dá)到90%以上，在OLR10g/Ld-1時實現(xiàn)0.38LCH4/g甲烷產(chǎn)率。3.2.3厭氧折板流（ABR）。厭氧折板流反應(yīng)器是一種較新型的兩相厭氧工藝，通過在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流板，將內(nèi)部分成幾個獨立的反應(yīng)室，串聯(lián)使用，每個反應(yīng)室都是一個上流式污泥床。在反應(yīng)室內(nèi)馴化出相應(yīng)的微生物群落，I區(qū)馴化產(chǎn)生產(chǎn)酸菌，II區(qū)產(chǎn)生甲烷菌，馴化完成后對污水進(jìn)行處理[18]。劉艷娟、劉勁松、陳洪硯等人[19-21]分別采用ABR-二級生物接觸氧化組合工藝、ABR-MSBR組合工藝、ABR/OSBR組合工藝處理屠宰廢水，結(jié)果如表2所示。ABR-二級接觸氧化在BOD5及COD處理效率上略高，但處理費用較高；ABR-MSBR的處理費用雖比前者低，但三項水質(zhì)指標(biāo)去除率均最低；ABR/OSBR處理費用最低且SS的處理效果最好達(dá)到99.5%，體現(xiàn)此工藝了去除含毛、浮渣等非溶解性懸浮物屠宰廢水的優(yōu)勢。

4現(xiàn)存問題及未來發(fā)展方向

目前，現(xiàn)有屠宰廢水處理工藝仍存在一些不足之處。例如部分預(yù)處理段設(shè)計不合理，導(dǎo)致后續(xù)工藝負(fù)荷過大[22]；UASB工藝占地面積及設(shè)備投資相對較大、當(dāng)液相和氣相上升流速較高時會出現(xiàn)污泥流失，導(dǎo)致運行不穩(wěn)定；AF工藝在SS較高的情況下濾池底部易堵塞；AnMBR工藝則存在前期反應(yīng)器啟動時間較長、被跨膜壓差（TMP）、膜通量、膜污染等因素影響運行效果的問題。此外，因舊標(biāo)準(zhǔn)GB13457-92已經(jīng)沿用多年，已建屠宰場廢水處理的工藝不能滿足即將出臺新標(biāo)準(zhǔn)對一些污染指標(biāo)的要求，如懸浮物（SS）、硝基氮（NO2--N、NO3--N）、總氮（TN）、總磷（TP）等在新標(biāo)準(zhǔn)中排放限值大幅降低或新增的污染指標(biāo)。當(dāng)前，我國屠宰廢水處理的脫氮除磷技術(shù)還未滿足實際出水要求，大部分工藝在處理過程中將廢水中的NH4+-N轉(zhuǎn)化為NO2--N、NO3--N后排放，并未使水中TN降低[6]。目前，污水處理中強化脫氮技術(shù)主要有兩種：物理化學(xué)法及生物法；但前者基本只能去除污水中的氨氮，要達(dá)到去除總氮需要依靠生物法[23]。生物法的處理方式有同程硝化反硝化、短程硝化反硝化及厭氧氨氮化（Anammox）工藝，國內(nèi)外均有相關(guān)文獻(xiàn)研究生物法作用機理及影響因素[24-26]，并部分并部分應(yīng)用于實際工程中[27]。在深度除磷方面，化學(xué)沉淀法是最常用的除磷方式，此外還有吸附法為主的物理化學(xué)法以及通過聚磷菌及反硝化聚磷菌除磷的生物法[28]。各種處理方法互有優(yōu)劣；已有文獻(xiàn)提出，今后生物與化學(xué)法聯(lián)用的組合工藝是具有前景的除磷方案[29]，并不斷有相關(guān)工藝處理效果及影響因素的結(jié)論提出[30-32]。

5結(jié)語

我國作為一個人口眾多，水資源相對匱乏的國家；相比世界上其他水資源豐富的國家，更需要在水處理方面做到對污、廢水出水水質(zhì)的控制。在組合工藝成為今后工業(yè)廢水處理趨勢的背景之下，屠宰廢水處理應(yīng)根據(jù)我國屠宰及肉類加工行業(yè)水質(zhì)、水量等特點搭配對應(yīng)的組合工藝，并針對處理中當(dāng)前存在預(yù)處理、深化脫氮除磷等方面的不足進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，達(dá)到預(yù)期的處理效果，為二十一世紀(jì)中國人民的美好生活保駕護(hù)航。

作者:溫如海 單位:桂林理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院