肉类加工废水生物脱氮工艺的工程应用.pdf

肉类加工废水生物脱氮工艺的工程应用 朱 杰 付永胜 西南交通大学环境科学与工程学院, 四川成都 610031 摘要 采用ABR -SBR 组合工艺开展了大量现场模拟试验及动力学理论研究, 最终获得了进一步提高肉类加工废水脱 氮效率的措施途径。 通过对已建成、正调试、正设计 3种情况下肉类加工废水脱氮工艺的研究, 表明此脱氮工艺具有 良好的工程应用价值。 关键词 肉类加工废水 生物脱氮 工程应用 0 引言 目前, 肉类加工废水处理普遍采用水解酸化-好 氧组合工艺 ,处理过程中有机物虽能达标排放 ,但氨 氮去除效率一直较为低下 ,且已成为其达标排放的主 要限制因素。在脱氮目标条件下, 采用 ABR-SBR 组 合工艺开展了大量现场模拟试验及反应动力学理论 研究 ,最终获得了进一步提高肉类加工废水脱氮效率 的措施途径。通过对已建成 绵阳双汇食品有限公司 污水站 、正调试 广东温氏双汇食品有限公司污水 站 、正设计 广东瑞昌食品有限公司污水站 3 种情 况下肉类加工废水脱氮工艺的工程实践研究 ,表明此 研究成果具有良好的工程应用价值 。 1 研究成果 现场调查分析表明, 肉类加工废水富含有机氮 尿素 、 脂肪、蛋白质等 , 其 NH3- N 浓度在整个生物 处理过程中存在一定的变化规律, 特别是在厌氧之 后,NH3- N 浓度将大幅增加 净增加 70～ 150 ,显 然多数以进口NH3- N 指标进行脱氮的工程设计是错 误的, 且是导致 NH3- N 难以达标排放的一个重要因 素。此外 ,现场还缺乏一套行之有效肉类加工废水最 佳的脱氮工艺条件为指导 。 ABR厌氧氨化试验结果表明 ①肉类加工废水 ABR厌氧氨化反应的最佳水力停留时间 HRT 为 6～ 8 h,HRT 越长 ,NH3- N 净增率越高 ,厌氧氨化后NH3- N 的峰值出现在 6～ 8 h 之间, 且原水 NH3-N 浓度越高, 峰值越高 ,出现时间越晚 ; ②氨化完成后 NH3- N 净增 加率在 90～ 196 之间 ; ③厌氧氨化后期存在明显 厌氧氨氧化现象, 造成 NH3-N 减少 8～ 14; ④氨 化既可在厌氧条件下发生, 也可在好氧条件下发生。 厌氧氨化时间较长, 氨化彻底,NH3- N 峰值高 净增率 可达 196 ; 而好氧氨化时间短 ,峰值低 净增率仅 33 。对含有机氮废水, 其最佳氨化途径为厌氧 氨化 。 SBR硝化反硝化试验研究表明 ①在脱氮去碳目 标下, 肉类加工废水 SBR 工艺最佳运行工况为 进水 ※ 曝气 8 h ※厌氧搅拌 1 h 增加碳源※后段曝气 0. 5 h ※沉淀 1 h ※排水 ※闲 置。 其最 佳 DO 为 2 mg L, 最佳污泥浓度 MLSS 为3 500 mg L , 最佳碳源 为甲醇或原水; ②硝化过程中 NO - 2始终处于较低水 平,而 NO - 3随着硝化反应的进行逐渐升高 ,直至反硝 化开始其达峰值。反硝化开始时 NO - 3逐渐降低, 但 一定时间或 NO - 38006～ 810025～ 50 排放 标准 ≤ 80≤30≤606～ 9≤50≤15 其污水站于 2000 年12 月建成投入使用, 采用格 栅※ 气浮※ ABR※ 初沉池 ※ SBR工艺 目前气浮已停 用 。当时设计中没有 NH3-N 指标要求 , 设计运行方 式为ABR 水力停留时间 7 h,SBR 为 8～ 12 h ,2000 年 验收测得指标远远低于排放标准。 2004 年7 月 ,在现场开展对比试验 ,ABR进水条 件为 CODCr浓度为 891 mg L, NH3-N 浓度为 25 mg L; SBR进水条件为 CODCr浓度为 309 mg L, NH3- N 浓度 为35 mg L ,水温 T 为 25 ℃。绵阳双汇公司污水站现 场运行条件为 ABR 水力停留时间为 3 h, SBR 曝气 6 h,DO 浓度为 1 ～ 2 mg L ,MLSS 浓度为3 000 mg L, 沉淀 1 h, 出水 0. 5 h,最终出水CODCr浓度为 67 mg L, NH3- N 浓度为 40 mg L 。而现场试验运行条件为 ABR的HRT 为 6 h ,SBR 曝气 8 h , 厌氧搅拌 投加原 水碳源 1 h ,后段曝气 0. 5 h ,沉淀 1 h,出水 0. 5 h,DO 浓度为 2 mg L ,MLSS 浓度为3 000 mg L , 最终出水 CODCr浓度为 63. 3 mg L ,NH3-N0 mg L。显然 ,本试 验研究的运行方式对脱氮效果是非常有效的 。 2. 2 正调试中的污水处理工程 广东温氏双汇食品有限公司是集生猪屠宰、 肉食 品加工为一体的现代化企业 。排污水4 000 m 3 d左 右。污水处理采用格栅 ※沉砂隔油 ※ABR※CASS ※ 消毒工艺 , 设计进出水水质见表 2 所示。设计体积 ABR为1 200 m 3 有效 , CASS 为4 000 m3 有效 , 周 期12 h 进水 1. 5 h,曝气 7 h,沉淀 1 h, 排水 1 h, 闲置 1. 5 h ,排水比 2 3 余 1 3 ,MLSS 浓度为4 000 mg L, DO 浓度为 2. 5 mg L 。2004年 3 月投产后,进行调试, 1个月后除 NH3-N 以外的所有指标皆达标。出水 NH3- N 始终在 15 ～ 35 mg L 之间 。CASS 混合液回流 量60 m 3 h。 根据运行实测原水 NH3- N 平均浓度为 30 mg L 22～ 39 mg L , 由厌氧氨化反应动力学研究中的 Nmax 4. 12N0- 47, 可得 ABR 出水最高 NH3-N 值为 Nmax 4. 12 30-4776. 6 mg L ,长期监测表明 ABR 出口 NH3-N 浓度在 59 ～ 96 mg L 之间, 平均浓度 75 mg L, 与上述结果近一致。 表 2 广东温氏双汇食品有限公司污水站设计指标mg L 项目CODCrBOD5NH3-NSS 进水 2 200800354 000 出水≤ 70≤2010≤60 再由厌氧氨化反应动力学研究中的 tmax7. 71 h 4. 12-47 N0 ,得 tmax 7. 22 h。ABR 原设计有效容积 1 200 m 3 ,HRT 为7. 2 h, 可见上述结果与之十分吻合, 说明ABR设计是基本合理的 。 再由硝化反应动力学研究成果 t′ N0 0. 0336 X 求 硝化完成所需时间 , 设硝化菌比例 X 为 5, 可得 t′ 76. 6 0. 0336 4 000511. 4 h,而达标所需硝化时 间为 t标 76. 6-15 0. 0336 4 000 59. 9 h。 可见原设计曝气 7 h 的硝化时间是不够的。为 此,对该公司的污水站的运行方式进行调整 ,改为边 进水边曝气 前期进水 1. 5 h ,曝气 9 h, 搅拌 1 h 同 时进水 0. 5 h ,再曝气 1 h,沉淀 1 h ,排水 1 h。经过 1 个月运行,现NH3- N 指标已降为 10 mg L 以下, 该工 程现已验收 。对该工程调试的指导应用表明 ,基于试 验的理论研究成果对应用非常有指导意义。 2. 3 设计中的污水站工程设计指导 广东瑞昌食品有限公司是全新建的集圈养 、屠 宰、 加工为一体的综合性生猪屠宰加工企业 ,主体工 程正在建设中。为使污水处理工程设计更合理,根据 研究成果, 对其工艺设计进行指导, 该污水处理工程 选择 格栅 ※调节池 ※ ABR ※CASS 工艺。设计指导 主要 是 使 NH3- N 达 标 脱 氮 目 标 , 除 进 水 量 1 500 m 3 d 及NH 3- N 指标外 , 其它设计指标同广东 温氏公司数据 表 2 。该公司进水 NH3-N 指标取 40 mg L 待宰圈较大 。 由厌氧氨化反应动力学研究中的Nmax 4. 12N0- 47,可得ABR出水最高氨氮值为 Nmax4. 12 40 - 47117. 8 mg L 。再由厌氧氨化反应动力学研究中的 tmax7. 71 h 4. 12-47 N0 , 得 tmax8. 32 h 。由于该厂 77 环 境 工 程 2006年 8 月第24 卷第4 期 设计处理水量为1 500 m 3 d, 故 ABR 有效容积为 1 500 24 8. 32 520 m 3 。 由于ABR 出水 氨化后 NH3- N 浓度值较高, 故 建议 CASS 工艺中 ,DO 浓度为 2～ 2. 5 mg L,MLSS 浓 度为5 000 mg L, 其中硝化菌的比例设为 5,排水比 2 3 余 1 3 。 再由硝化反应动力学研究成果 t标N 0-NE 0. 0336X 可求出其达标硝化需要的时间 t标 117. 8- 10 0. 0336 5 000 5 12. 83 h 。 因此 CASS 池有效体积应为 1 500 24 12. 83 802 m 3 。因排水比为 2 3, 故CASS 曝气区有效体积为 1 069 m 3 。建议设计取1 100 m 3 。 该工程已设计完成 , 正在施工中 ,ABR有效体积 为600 m 3 ,CASS 有效体积1 200 m 3 ,建议 CASS 运行方 式为 边进水边曝气, 前期进水1. 5 h, 曝气 12 h ,搅拌 1 h 同时进水 0. 5 h ,再曝气 1 h, 沉淀 1 h, 排水 1 h 16 h 为 1个周期 。 3 结论 1 已建成的绵阳双汇食品有限公司污水处理 站,对比试验结果表明 , 本研究运行方式脱氮效果十 分显著,出水NH3-N 基本达到 0mg L 。经动力学分析 表明, 其ABR最佳 HRT 为 6. 2 h, SBR 曝气硝化时间 应为8. 13 h,建议可按本研究成果重新调整ABR、 SBR 的运行方式及运行条件。 2 正调试的广东温氏双汇公司污水处理站, 前 期NH3-N 不达标的主要原因在于原设计硝化时间过 短,且未按最佳脱氮方式运行 。通过试验及动力学分 析,对该公司污水站 CASS 工艺调试运行方式进行调 整,改为 边进水边曝气 前期进水 1. 5 h , 曝气 9 h, 搅拌 1 h 同时进水 0. 5 h ,再曝气 1 h, 沉淀 1 h, 排水 1 h。经有关部门检测 ,现出水 NH3-N≤10 mg L ,本研 究成果的应用, 为该工程 NH3- N 达标验收起了关键 作用 。 3 正设计的广东瑞昌食品有限公司污水处理 站,结合试验及动力学分析 , 建议 ABR 的 HRT 为 8. 32 h 有效容积 520 m 3 , CASS 的曝气时间 硝化时 间 为 12. 83 h 有效容积1 069 m 3 。因其NH 3-N 浓度 较高 ,建议 CASS 运行方式为 边进水边曝气 ,前期进 水1. 5h ,曝气 12h ,搅拌 1h 同时再进水0. 5 h , 再曝 气1 h,沉淀 1 h,排水 1 h 16 h为 1 个周期 。该应用 成果的正确性还有待于工程建成后的进一步检验 。 参考文献 [ 1] 李军, 杨秀山, 彭永臻. 微生物与水处理工程. 北京 化学工业出 版社, 2002 245-250. 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Keywords meat processing wastewater, biological nitrogen removal and project application CLEAN PRODUCTION OF EPOXIDE RESINShao Qijun 79 Abstract In the production of epoxide resin, epichlorohydrin, as a excessive material is distilled with water, which causes CODCrup to 100 000mg L. Meanwhile, the production of phenolic resin leads to much wastewater containing phenol. The paper presents a new treatment technology of epoxide resinwastewater. By distilling the wastewater, epichlorohydrin and phenol can be recovered efficiently. CODCrand phenol can be greatly reduced. Keywords clean production, epoxide resion, waste water of epichlorohydrin, waste water of phenol, distillation and recovery FULL SCALE TEST ON TREATMENT OF MUNICIPAL WASTEWATER BY HIGH -LOADING BIOSORPTION REGENERATION PROCESS IN QINGYANG CITY Wei Dongyang Qiu Rongchu Jia Xiaoshan et al 81 Abstract High -loading biosorption regeneration process was used to treat municipal wastewater. By the full scale test study in Qingyang, the result showed that this could get rid of more pollutant in water; it is a feasible for wastewater recycling treatment in the Northwest arid and water deficiency area. Keywords municipal wastewater, high-loading adsorption biodegradation regeneration process and full -scale test APPLICATIONS OFULTRATHIN H -SHEET IMPERVIOUS TECHNOLOGYIN MUNICIPAL REFUSE LANDFILLWang Qinghe Xiong Juhua 83 Abstract Seepage of dams occurred in a municipal refuse landfill in Shanghai during its service and causes the environment polluted. Through comparison in choice, ultrathinH-sheet impervioustechnology wasadopted. The anti-seepage thin sheetwall is 18meters in depth and 100 millimeters in thickness. After completion all quality indices meet the requirementsthrough examinations by CSAMT and testing on samples excavated from the field. As such, the seepage of pollution sources are effectively controlled and regional environment quality is improved. Keywords seepage of dams, ultrathin H-sheet, anti -seepage wall, CSAMT and environment quality TREATMENT OF CHEMICAL WASTEWATER BY RECYCLING RESOURCES AND OVERALL DISPOSALLi Taiping Yuan Songhu Lu Xiaohua 85 Abstract The wastewater discharged from a chemical factory in Wuhan contains high concentrations of toxic contaminants and salinity . The wastewater can not be treated effectively by traditional processes. Based on the detailed investigation and analysis of the production process, it is believedthat some pollutants contained in the wastewater can be recycled and reused in the production process. A comprehensive treatment scheme, consisting of recycling resources and terminal treatment, is proposed consequently . Results of analysis show that the treatment has a certain economic benefit. Keywords recycling economy, chemical wastewater and DMF recovery PRODUCTIONOF ODOR -PRODUCING MATTERS IN EUTROPHICATION WATER BODY AND THEIR REMOVAL PROCESSZhou Xinhui Yu Jian 88 Abstract It is pointed out that using biological s to remove peculiar odor and smellmatters inwater isan efficient measure with high efficiency and low cost. The removal mechanism of odor -producing matters is also explored. Keywords biological , odor -producing matters and peculiar odor smell Sponsor Central Research Institute of Building and Construction of MCC Group Publisher Industrial Construction Magazine Agency Editor The Editorial Department of Environmental Engineering 33, Xitucheng Road, Haidian District , Beijing 100088, China Telephone 01082227637、82227638 Fax 01082227637 Chief EditorWeng Zhongying Domestic All Local Posts DistributorChina International Book Trading Corporation P . O. Box 399, Beijing China Journalistic Code ISSN1000-8942 CN11-2097 X E -mail Addresshjgcpublic. yj . cn. net hjgc mail . yj. cn. net WWW Addresshttp www. hjgc. com. cn http www. hjgc. net. cn 6 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 24,No. 4, Aug . , 2006