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肉类加工废水处理技术

肉类加工废水处理技术在屠宰和肉类加工的过程中,要耗用大量的水,同时又要排出含有血污,、油脂、毛、肉屑、畜禽内脏杂物,未消化的食料和粪便等污染物质的废水,而且此类废水中还含有大量对人类健康有害的微生物,肉类加工废水如不经处理直接排放,会对水环境造成严重污染,对人畜健康造成危害。

一、肉类加工废水的来源和水量水质特征1、肉类加工废水的来源屠宰和肉类加工厂的废水主要产生在屠宰工序和预备工序。

废水主要来自于围栏冲洗、宰前淋洗和屠宰、放血、脱毛、解体、开腔劈片、清洗内脏肠胃等工序,油脂提取、剔骨、切割以及副食品加工等工序也会排放一定的废水。

此外,在肉类加工厂还有来自冷冻机房的冷却水,以及车间卫生设备、洗衣房、办公室和场内福利设施排出的生活污水等。

2、肉类加工废水的水量肉类加工厂废水流量一年有很大变化。

国内某单位对废水实测结果,经统计分析,得出每日废水量有以下计算式:q = 0.849-0.0000592X式中q---废水排水定额,m3 废水/头猪X--- 每日屠宰量,头猪/d我国的肉类加工广,每加工1头猪的排水量为0.24 -0.85m3,,这一数据可作设计肉联加工厂废水处理系统确定废水流量的参考。

3、肉类加工废水的水质特征肉类加工废水所含污染物主要为呈溶解、胶体和息浮等物理形态的有机物质,污染指标主要有pH、BOD、COD、ss 等,此外还有总氮、有机氮、氨氮、硝态氮、总固体、总磷、硫酸根、硫化物和总碱度等。

在微生物方面的指标为大肠杆菌。

按水质评定,肉类加工废水属高悬浮物、高有机污染物(BOD、COD)废水,各项指标数据在较大的范围内波动。

国外的各项指标数据一般高于我国国内的数值,这主要是由我国肉类加工的耗水量较高所致。

在对肉类加工厂进行废水处理的规划设计时,应对该厂的废水水质作深入地调查研究,以各项指标的实测数据作为设计的原始参数。

二、肉类加工废水处理技术根据当前情况看,我国对肉类加工废水处理采用的工艺基本上是生物处理技术,在好养生物处理技术中,以浅层曝气及吸附-再生活性污泥系统居多,其次为生物转盘工艺和射流曝气活性污泥法工艺,厌氧塘-兼性塘串联系统采用的较少。

由于肉类加工废水中还含有大量的非溶解性蛋白质、脂肪、碳水化合物和其他杂物,同时肉加工废水的水质和水量在24 h内变化较大,为了防止设备的堵塞以及回收有用副产品,降低生物处理设施的负荷和稳定生物处理工艺的处理效果,一些物理{如筛除、调节、撇除、沉淀、气浮等)和化学(如絮凝等)处理法也常常与生物处理工艺结合使用,作为生物处理工艺前的预处理。

现实际用于肉类加工废水处理的物理及物化处理工艺有筛除、撇除、调节、沉淀、气浮、过虑、微虑、反渗透和活性炭吸附等。

前5种工艺多用在预处理工艺中,后4种工艺主要用于深度处理工艺。

1 、物理及物化处理工艺1.1 、筛除筛除是分离肉类加工废水中较粗的分散性悬浮固体使用最广泛的方法,所采用的设备为格栅和格筛。

拦截较粗的悬浮物固体物可用格栅,栅条间距为13 -50 mm,设计最小流速为0.3 m/s,最大流速为0.91m/s。

格栅的作用主要在于保护水泵和减少后面小孔眼格筛的负担。

小孔眼格筛用于去除较小而分散的悬浮物质,常用的有固定筛、转动筛和震动筛等。

用于肉类加工废水处理的格筛孔眼尺寸变化范围为几目到150 目,但常用的为10-40 目的金属格网。

肉类内脏废水通常用20目格网,家禽加工含羽毛废水可用36-40 目格网。

格筛的效率与废水中颗粒的分布有关,分散性差的或胶体悬浮物比例高会大大影响格筛的效率。

格筛对BOD负荷的去除较少,因为格筛不能去除溶解性和胶体性BOD,但废水颗粒物的去除可防止以后的再溶解。

据日本报道,20目格筛可去除肉类加工废水中SS的10%,30目格筛可去除20%。

1.2、撇除肉类加工废水中含有大量的油脂,这些油脂必须在废水进入主体生物处理工艺前予以去除,否则容易造成管道、水泵和其他一些设备的堵塞。

一些研究还表明,废水中油脂含量过高,会对生物处理工艺造成一定的影响。

此外应认识到,油脂经去除并回收后,有较大的经济价值。

废水中的油脂根据物理状态可分为两大类,即游离悬浮状油脂和乳化油脂。

去除悬浮状油脂所采用的最广泛的方法是撇除,所用设备为隔油池,其水力停留时间可为 1.0-1.5 h,表面负荷可为2.4 m3/(m2.h)左右。

经隔油后游离性油脂去除率可超过99%。

1.3、调节肉类加工废水在24 h 之内水质和水量的变化幅度都较大。

为了使后续工艺的处理效果稳定,一些处理流程中常设置调节池对废水的水质和水量进行调节,以减弱水质和水量的变动幅度。

由于肉类加工厂多为一班或两班生产,通过设置调节池还可以将一班或两班的废水均匀分配在一天内进行处理,从而可减少处理构筑物的容积,降低投资。

然而,为将废水分配在24 h 内进行处理所需的调节池的投资可能过高,从而使得整个处理流程投资增高,在这种情况下,须对整个处理流程的投资和运行管理费用进行全面的权衡后,才能确定调节池的设计方案,在具体做法上,调节池可采用线内设置或线外设置两种布置形式。

线内设置的调节效果最好,线外设置使泵抽水量大为减少,但调节水质的效果降低。

实际采用的调节池的调节时间一般为6-24 h,多为6-24 h左右。

1.4、沉淀沉淀在肉类加工废水处理中被用来去除原废水中的无机固体物和有机固体物,以及分离生物处理工艺中的生物相(活性污泥或脱落的生物膜)和液相。

用于去除原废水中的有机固体物时称为初次沉淀,所用设备为初沉池;用于分离生物处理工艺中的生物相和液相时称为二次沉淀,所用设备为二沉池。

沉砂池一般设在格栅和格筛之后。

为了清除废水中无机固体物表面的有机物,避免废水中有机固体物在沉砂池中产生沉淀,可采用曝气沉砂池。

国内近些年所建的肉类加工废水处理设施中,沉砂池的设置不普遍,即使设置沉砂池,其停留时间一般也较短,约几十秒左右;国外沉砂池的停留时间较长,如有的长达30 min。

采用初沉池去除废水中可沉淀的有机固体物可降低后续工艺的负荷。

国内外的实践表明,利用初沉池沉淀肉类加工废水,可去除废水BOD5约30%,SS约55%。

现实际采用的沉淀池的水力停留时间一般为1.5〜2.0 h,多为1.5 h0用于好氧生物处理工艺的二沉池的停留时间为2.4 h左右,表面负荷为1.4 m3/(m2 • h)左右。

近些年来国内多采用斜板(管)沉淀池作为二沉池,水力停留时间为1h 左右,表面负荷为1.6〜5 m3/( m2 • h),多为2.8〜5 m3/(m2 • h)。

斜板(管)二沉池的沉淀效果好,但缺点是易挂菌膜和藻类,须定期冲洗。

厌氧接触工艺中消化池后的沉淀池的水力停留时间常为 1.2 h左右,表面负荷为2.04m3/( m2 -h)左右(均包括回流量) 。

1.5、气浮气浮法包括真空气浮、散气气浮、电解气浮和加压溶气气浮等,实际中应用得较多的为加压溶气气浮(以下简称气浮)。

气浮主要用于去除肉类加工废水中的乳化油,同时对BOD和SS 等也有较好的去除效果。

国内肉类加工废水处理中尚未见有采用气浮工艺的报道,国外气浮多作为生物处理工艺前的预处理,或是作为废水排放城市下水道前的预处理。

溶气罐压力一般为2.8〜5.6 kg/cm2,回流比一般为25% —50%;气浮池过流率一般为2.44〜7.77 m3/( m2 • h), HRT为30 min左右;混合池HRT为50 min左右。

絮凝剂可用A12(S04)3 或Fe2(S04)3,多用A12( SO4)3,用量为15 - 300 mg/L。

助凝剂可用阳离子聚合物或非离子聚合物,用量为0.1〜20 mg/L左右,多为2〜10 mg/L在右。

有些研究表明,阴离子助凝刺在投加A12 (SO4)3的1〜2 min后投加效果最好,阳离子和非离子型助凝剂在加A12 (SO4)3 后立即投加效果最佳。

现有资料表明,气浮可去除95%以上的油脂和40%〜80%的BOD和SS。

1.6.絮凝肉类加工废水处理中所采用的化学处理方法主要为絮凝法,此外还有离子交换、电渗析等。

絮凝法不能单独使用,必须和物理处理工艺的沉淀法或是气浮法结合使用构成絮凝沉淀或絮凝气浮。

絮凝沉淀可作为生物处理工艺的预处理工艺,也可作为生物处理工艺后的深度处理工艺。

离子交换和电渗折工艺只能作为深度处理工艺使用。

絮凝可通过投加化学药剂来实现,也可通过电解产生离子来实现。

后者称为电解絮凝,应用不普遍,实际应用较多的主要还是化学絮凝。

国外资料表明,投加86 mg/L的硫酸铝和86 mg/L 的石灰,絮凝沉淀可去除40%的BOD,38%的COD, 60%的SS和33%的油脂。

国外的一些生产性试验表明,在初沉池中投加无机絮凝剂和有机聚合电解质可显著改善初沉池的处理效果。

所采用的无机絮凝剂为FeCI3,有机聚合电解质为NaLC° 675。

前者的投加量为51 mg/L, 后者投加量为1.1mg/L。

国内采用聚铁絮凝剂和斜板沉淀池所进行的中试研究结果表明,在聚铁絮凝剂投加量为37.5 mg/L,斜板沉淀过流率为0.34 m3/(m2 - h)的条件下,屠宰废水COD的去除率为77%, BOD的去除率为60%, SS的去除率为91%。

2、生物处理工艺肉类加工废水中的污染物主要是易生物降解的有机韧,生物处理工艺最为有效和经济,因此,生物处理工艺是肉类加工废水处理采用得最普遍的主体工艺。

2.1、好氧生物处理工艺好氧生物处理工艺根据所利用的微生物的生长形式可分为活性污泥工艺和生物膜工艺。

根据国内外处理肉类加工废水的实际应用情况,前者包括浅层曝气、生物吸附一再生、射流曝气、水力循环喷射曝气、延时曝气(包括卡鲁塞尔工艺) 、氧化沟、纯氧活性污泥法和曝气沉淀池等;后者包括生物滤池、生物转盘(简) 、生物流化床和生物接触氧化等。

2.1.1、浅层曝气工艺我国肉类加工废水处理中采用的活性污泥工艺,以浅层曝气工艺为最多。

浅层曝气工艺的提出,主要是基于有关液体曝气吸氧作用的研究。

空气鼓入液体后要经历气泡形成、上升和破裂三个阶段。

研究发现,在鼓入空气后,气泡形成、上升和破裂三个阶段内氧的转移速度以气泡形成时最大,此时液体的吸氧速度要比气泡上升阶段时的吸氧速度大几倍,就是当气泡升至水面而破裂时液体从气泡中所吸收的氧,也要比气泡上升过程中所吸收的气量大。

分析认为,在气泡形成的瞬间,液体的吸氧值最高。

由于气泡中的氧被很快吸收,气泡中的氧的分压迅速下降,当降至一定值后,从气泡中继续吸收氧要比形成气泡的那一瞬间困难得多。

即使延长气泡与液体的接触时间,所吸收的氧量也很有限。

浅层曝气就是根据这一原理将一般设在池底的曝气装置,提到水面下800 mm 左右,这样所需风压降低,风量加大。

这实际上是利用缩短气泡上升距离所节省的能量来增加空气量,达到较高的氧转移速率来提高处理效果的目的。

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