肉类加工废水生物脱氮工艺的工程应用_朱杰

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6～8h,HRT越长,NH3-N净增率越高,厌氧氨化后NH3-N的峰值出现在6～8h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8h※厌氧搅拌1h(增加碳源)※后段曝气0.5h※沉淀1h※排水※闲置。其最佳DO为2mgL,最佳污泥浓度MLSS为3500mgL,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-3<15mgL后,其降低速率极低;③污水排放标准中仅以NH3-N为指标是不够的,而应以总氮或凯氏氮为宜;④SBR硝化反应存在明显的好氧反硝化现象,造成24%的总氮损失。从试验结果分析表明:①肉类加工废水厌氧氨化过程呈一级反应,由此首次建立了肉类加工废水厌氧氨化动力学方程,并由回归方程建立起预测肉类加工废水ABR厌氧氨化NH3-N的方程,并由动力学方程推导出求ABR厌氧氨化最佳水力停留时间;②肉类加工废水硝化过程近似呈零级反应,反硝化过程符合Monod方程,据此推导出了其硝化、反硝化反应动力学方程,进而推导出了求其硝化、反硝化反应时间的方程。2工程应用研究2.1已建成的污水处理站的试验对比绵阳双汇食品有限公司是西南地区最大的肉类加工企业,年产值达10亿元左右,年宰杀生猪150万头,同时开展较大规模的高低温肉食品加工,排放废水3000m3d,出水指标要求达到(GB13457-76环境工程2006年8月第24卷第4期DOI:10.13205/j.hjgc.2006.04.02792)一级标准,进水水质及出水指标见表1。表1进水水质指标及出水水质指标污染物CODCr(mg·L-1)BOD5(mg·L-1)SS(mg·L-1)pH色度倍NH3-N(mg·L-1)进水600～1800200～800>8006～8>10025～50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7h,SBR为8～12h,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891mgL,NH3-N浓度为25mgL;SBR进水条件为CODCr浓度为309mgL,NH3-N浓度为35mgL,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3h,SBR曝气6h,DO浓度为1～2mgL,MLSS浓度为3000mgL,沉淀1h,出水0.5h,最终出水CODCr浓度为67mgL,NH3-N浓度为