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小而精、功能全、效果好

——上海松林肉食品有限公司废水处理工程 上海松林工贸有限公司 施伯斌

      来源:《肉业产业资讯》    2016年第5期
 
内容摘要:上海松林肉食品有限公司成立于2011年12月,坐落在松江区叶榭镇叶旺路699号,由上海松林工贸有限公司,上海松江农业发展有限公司等共同合资建设。
  上海松林肉食品有限公司成立于2011年12月,坐落在松江区叶榭镇叶旺路699号,由上海松林工贸有限公司,上海松江农业发展有限公司等共同合资建设。公司总投资1.3亿人民币,全套引进国际先进的荷兰MPS全自动屠宰加工设备,年设计单班屠宰能力100万头生猪,每小时屠宰生猪450头。该设备世界一流,加工工艺为目前国内最先进的全程冷链冷鲜加工方式。员工300多人,是个名副其实的现代化屠宰加工企业。
  在生猪屠宰过程中生产的屠宰废水量大,浓度高、污染严重。其主要污染源为生猪待宰圈猪粪冲洗水、蒸汽烫池污水,含有血污、猪毛,水呈红褐色。另内脏加工车间,胃、肠溶物、内脏、头蹄冲洗水,含有大量猪粪便、杂物、未消化食物及部分修割下来的斥品、碎骨肉、油脂等。
  该污水属于易生物降解的高悬浮物有机污水,水量、水质变化量大。特点原因有以下几点:
  1、生猪屠宰加工与养殖业有关,具有明显的季节性,污水在一年中变化很大;
  2、生猪屠宰一般是非连续性,每日宰量一般为6个小时左右,污水量在一日之内变化也较大,变化系数≥2;
  3、生产工艺、管理水平等因素,也造成其污水排放量有较大差异。
  一、废水处理工艺:
  1、工艺流程图:

  2、工艺流程设计说明:
  (1)固态污物必须用机械的方式处理:
  针对本工程废水的特点,处理技术可分为预处理和生物处理二部分。
  因屠宰废水ss(悬浮物)浓度高,废水中含有大量的猪粪便、内脏杂物、未消化食物及斥品、碎骨、碎肉、油脂等。因此,在工艺中采用屠宰相关车间出口处设置人工细格栅和化粪池,将大量的杂物在车间出口去除,化粪池内猪粪利用干湿分离器经脱水处理后综合利用。
  (2)液态废水生物处理
  化粪池出水经明渠进入污水处理站,污水处理采用机械格栅,隔油、预沉淀组合工艺,废水经格栅隔油及预沉淀后,将油脂和大颗粒物质去除,调节池采用预曝气工艺,匀质匀量,减少流量变化的冲击负荷。
  调节池水提升至初沉池再次将水中剩余的颗粒物质进行沉淀去除,避免颗粒物质进入后续的生化系统,为污水的生物处理做好基础。
  (3)采用A池O池氧化沟工艺,结构紧凑,减少占地面积。
  A池装有2台水下推进器,功率为3.0KW/台,沟中的流速设计为0.3m/s左右,具有推流特性,使得溶解氧浓度在沿长度方向形成浓度梯度,形成好氧、缺氧、厌氧条件、减少了几个生化池。并具有同步除磷脱氧效果,又省略了沉淀池。
  O池曝气采用微孔曝气,氧的利用率高,节约了大量能源。
  (4)A/O工艺脱氮原理。
  本工程的难点是氨氮的去除。设计的脱氮技术如下:
  屠宰废水中氮存在主要形式是有机氮化合物,通过氧化沟工艺,使有机氮被分解转化为氨态氮,先实行氨氧化过程,再通过活性污泥法进行生物脱氮等降解有机物污染。
  A/O是传统的生物脱氮工艺,目前已广泛应用于各种规模的污水处理厂。污水首先进入氧化沟与回流污泥和回流混合液混合,反硝化菌利用污水中的有机物和回流混合液中的硝酸盐进行反硝化,可同时去碳脱氧,当污水进入好氧池时,有机物浓度已较低。由于进入好氧池的污水中有机物浓度较低,有利于自氧化硝化菌的生长繁殖。其特点是:工艺简单、技术成熟、管理方便、脱氮效果较好等。
  在硝化系统中,氨被亚硝化单胞菌的自养细菌转化成亚硝酸盐,然后被另一种自养细菌,即硝化杆菌,转化成硝酸盐。这种氧化反应的表示形式如下:
  NH4++1.502亚硝化单细胞→2H-+H2O+NO2
  NO2++0.502硝化杆菌→NO3
  把以上二个方程式相加,就得出总的氧化反应方程式
  NH4++202   →NO3-+2H++H2O
  从以上方程式中可以看出,氨氧化成硝酸盐时,会释放出氢离子,这样,如果碱度不足,PH值就会降低。
  氧化不是单独进行的,合成也同时进行,这就导致了生物的增长。合成的表示形式为:
  15CO2+13 NH4+   →10 NO2-+3C5H7NO2+23H++4H2O  (亚硝化单细胞)
  和
  5CO2+NH4++10 NO2-+2H2O   →10NO3-+ C5H7NO2+H+(硝化杆菌)
  文献资料表明,亚硝化单胞菌的细胞产率为每毫克NH4+﹣N产出0.04-0.29mgVSS/mg NH4+﹣N。硝化杆菌的细胞产率为每毫克NH4+﹣N产出0.02-0.084 mgVSS/mg NH4+﹣N。假定亚硝化单细胞的细胞产率为0.15 mgVSS/mg NH4+﹣N,硝化杆菌的细胞产出率为0.02 mgVSS/mg NH4+﹣N,就可写出:
  55NH4++76O2+109HCO3-亚硝化单细胞→C5H7NO2+54 NO2-+57H2O+104H2CO3
  和
  400NO2-+NH4++4H2CO3+HCO3-+195O2硝化杆菌→C5H7NO2+3H2O+400NO3-
  把方程式以上合并并简化,即得:
  NH4++1.83O2+1.98HCO3-  →0.021C5H7NO2+1.04H2O+0.98NO3-+1.88 H2CO3
  根据以上方程式可以算出硝化对氧的需要量:约为4.3mg02/mgNH4--N.
  根据方程式以上,还可算出硝化过程中所消耗的碱度:氧化每毫克NH4--N,就消耗7.14mg的碱度(以CaCO3计)。
  反硝化反应是以有机碳作为电子供体,以NO2--N和NO3-N为电子受体,将NOx--N还原成气态氮释出,并产生碱度的过程。反应方程式如下:
  5C(有机碳)+4 NO3-+2H2O  →2N2+4HO-+5CO2
  将1mg硝酸盐、亚硝酸盐氮还原成N2需要消耗2.86mgCOD,又能产生3.57mg碱度(以CaCO3计),可以部分补充硝化所消耗的碱度。
  A/O工艺其特点是:
  *可以利用原废水中的有机物直接作为有机碳源,将从好氧反应器回流回来的含有硝酸盐的混合液中的硝酸盐反硝化成为氮气;
  *在反硝化反应器中由于反硝化反应而产生的碱度可以随出水进入好氧硝化反应器,补偿硝化反应过程中所需消耗碱度的一半左右;
  *工艺简单、技术成熟、管理方便、脱氮效果较好等。
  (5)处理工艺方面的特征
  *对水质、水量变动又较强的适应性;
  *剩余污泥的沉降性能良好,易于固液分离;
  *易于维护运行,运行费用少。
  二、污泥脱水工艺流程说明:
  各车间出口化粪池中的固体物质为大量的猪粪便、内脏杂物,未消化食物及碎肉,碎骨、斥品经干湿分离机处理后,干化的猪粪等可作为肥料使用。初沉池及生化反应产生的剩余污泥排入污泥池,污泥池内污泥提升至叠螺式污泥脱水机脱水。该工艺设备引进日本污泥处理先进工艺,干净利落,脱水自动化,节省人力。脱水泥饼委托有资质企业处理,脱水机放置在二楼,易实现自动化,减轻劳动强度。滤液自流入至调节池处理。
  三、各工艺出口污水处置后预期设计效果
  经实际测试:与预期设计效果基本一致。
  四、工艺装置设计
  1、细格栅、化粪池
  数量根据屠宰各相关车间需要设置,干湿分离器系统带液下泵。
  各车间污水经过细格栅、化粪池,将大量猪毛、碎骨、碎肉杂物去除,猪粪等沉淀在化粪池中,利用干湿分离器脱水后综合利用。脱除固体杂物后的废水经明渠进入污水站。
  2、机械格栅井、隔油
  进入污水站屠宰废水经机械格栅和隔油处理后进入调节池,废水中剩余的皮毛等颗粒杂质经格栅后去除,废水中的油脂经隔油池经人工捞出,由格栅和隔油处理后,废水进入调节池。
  3、调节池作用是调节水量和均化水质,通过曝气混合均匀水质后用泵将污水提升至初淀池处理。调节池内设高、中、低液位控制系统,中液位自动启动,低液位自动停泵,保证泵不因脱水发热而烧毁,池底设有UPVC曝气系统一套。
  4、初沉池
  调节池水提升至初沉池,将废水中剩余的大部分SS和胶体物质尽可能在初沉池中以沉淀,对屠宰废水尽可能做到固液分离,将水中的猪粪便及其他大量的颗粒物质在生化前予以去除,初沉池设置撇浮渣功能,避免SS及浮渣进入后续的生化系统,减轻生化处理的负担。初沉池上清液溢流进氧化沟。
  初沉池设置中心转动刮泥机壹台,防止污泥附着在池壁,初沉池污泥和浮渣经离心泵打入污泥池内。
  5、氧化沟
  初沉池出水进入氧化沟,活性污泥池混合液回流至氧化沟,废水中硝态氮在氧化沟内转化成为氮气并回收部分碱度,在反硝化过程中部分易降解的有机物COD得到降解,同时一些难降解的有机物利用反硝化菌分解为易降解有机物或者提高有机物水溶性。池内安装水下推进器,沟中的流速设计为0.3m/s左右。氧化沟出水进入活性污泥池。
  6、活性污泥池:
  在好氧菌的作用下,生物降解废水中有机物和氨氮等污染物质。活性污泥溶解氧控制在2mg/L以上,活性污泥池后端混合液气提回流至氧化沟及活性污泥池前端。混合液回流比控制在100%-200%。活性污泥池内安装双螺旋曝气器供氧,活性污泥池表面积为180㎡,每个曝气器服务面积约5㎡,共需36只双螺旋曝气器。活性污泥池混合液进入二沉池。
  7、二沉池
  活性污泥池混合液进入二沉池进行泥水分离,污泥沉入池底,二沉池上清液达标排放。池内设置中心传动刮泥机,避免污泥附着在池壁上,沉淀污泥部分回流至氧化沟,剩余污泥排至污泥池。
  8、污泥处理系统
  初沉池污泥,活性污泥池剩余污泥排放入污泥池,经泵提升至叠螺式污泥脱水机脱水,滤液回调节池,脱水后污泥交有资质的企业外运处理,叠螺式污泥脱水机放置于二楼,脱水机下设置液压式污泥斗,装满干化污泥后可用卡车外运,便于操作人员操作,大大减轻劳动强度。
  9、供氧系统:本设计选用SSR200风机3台,Q=35.34m3/min,H=58.8kpa,N=980rpm,N=55kw,调节池风机选用SSR100.24小时供氧,不间断工作。
  五、工程布局
  在工程建设设计中,以采用组合结构的形式,节省管道,降低工程成本,所有设备及布局控制在700多平方土地面积上。上海是寸土寸金,黄金难买寸土。故工程布局非常紧凑。污泥池设计在调节池下面、风机房上面设计电器控制室,压滤机房下面是液压控制污泥抓斗直接至卡车外运。氧化沟与活性污泥池相连,中间放置初沉池、二沉池。
  为保证安全运行,工程各主要设备、设施设置巡视用不锈钢附属装置。上水池巡视等有钢梯,走道板两侧均设置栏杆,以保护安全和方便。平台及水池顶部均设有照明以便夜间巡视。
  六、结果:
  本工程建成投产三年来,每天处置CODcr约3200kg,NH3-N量约160kg,大大降低对周围环境影响。
  空气压缩机放在风机房,设有隔音措施,噪声达GB12348-2008Ⅱ类标准。
  排放水质:抽检,均符合国家排放标准。
  主要经济指标:污水处理量每天800吨,电费:2.4元/ m3,人工费0.45元/ m3,药剂费0.20元/ m3,总运行成本3.08元/ m3
  专家评审结论:该工程由上海闵欣环保设备工程公司设计施工。其设计工艺针对性强,占地小,结构紧凑,设备先进,自动化程度高。对于屠宰废水的预处理措施非常有效,可大大减轻后续生物处理的负荷。同时,工艺中采用氧化沟与活性污泥池相结合的双保险措施,确保了出水水质达标排放。
  运行稳定,成本低,经济效益明显,是个小而全的新颖环保设施工程。
 
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