屠宰与肉类加工废水可持续处理工艺探讨

环境保护科学　

Environmental Protection Science

Vol.43　No.3Jun.2017,112~115

屠宰与肉类加工废水可持续处理工艺探讨刘士军

（河南双汇投资发展股份有限公司，河南　漯河　462000󰀁）

　　摘 要：文章对屠宰与肉类加工废水废水中的主要污染物来源、特点及对常见的两种屠宰与肉类加工废水处理工艺

特点进行了阐述，通过对某大型屠宰与肉类加工企业污水处理工艺的两个不同方案进行对比分析。指出了在结合废水特征与出水指标的情况下，更为合理的屠宰与肉类加工废水处理工艺，并通过相关技术指标，论证了最佳的废水处理工艺，同时提出了屠宰与肉类加工废水可持续处理技术的观点。

　　关键词: 屠宰与肉类加工废水；处理工艺；低碳；碳减排量；可持续废水处理

　　中图分类号：X703.1 文献标志码：A 　 DOI:10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.2017.03.020

Research of Sustainable Treatment Technology for Slaughter and Meat Processing Wastewater

Liu Shijun

(Henan Shuanghui Investment & Development Co., Ltd., Luohe 462000, China)

　　Abstract: In this study, the main pollutants in wastewater sources and features of slaughter and meat processing wastewater as well as technical characteristics of common slaughter and meat processing wastewater treatment were described. Two technical options of wastewater treatment in a certain large slaughter and meat processing company were compared and analyzed. A more reasonable technology for slaughter and meat processing wastewater treatment was proposed by combination of wastewater characteristics and effluent indicators. By use of relevant technical indicators, optimum wastewater treatment process was proved and sustainable treatment technology for slaughter and meat processing wastewater was put forwards.

　　Keywords: Slaughter and Meat Processing Wastewater; Treatment Technology; Low Carbon; Carbon Emission Reduction; Sustainable Wastewater Treatment　　CLC number: X703.1

在全社会提倡低碳生活的背景下，肉类加工业的温室效应气体排放量很大，文献[1]研究结果表明：肉类和奶类是温室气体排放密度最高的食物种类。对屠宰与肉类加工企业自身来讲，有相当大的社会责任在身，因此，企业应从各个方面入手，采用各种技术手段，最大限度地减少企业的碳排量。文章就屠宰与肉类加工企业所配套的污水处理工程采用的治理工艺着手，分析并论证了采用合理的废水处理工艺可以有效的实现节能降耗，减少碳排量。污水中的COD是一种潜在的绿色能源，而以曝气的方式通过微生物的新陈代谢作用降解COD是一种“以能消能”的处理方式，同时，因为COD的最终代谢产物是CO2，高

浓度的COD代谢分解后向大气中释放的CO2量很多，再者，由于曝气对能量（电能）的消耗也会引起大量的CO2向大气排放。在“以能消能”为代价而获得水质净化的同时却又污染了大气，这种传统的污水处理方式事实上成为了一种污染转嫁的技术手段，即将污水污染转变成了大气污染。结合出水水质标准，找出一个更为合理的、可持续发展的废水处理工艺，在保证废水各项指标处理达标的前提下尽可能减少污染转移成为了众多研究者关注的课题[2]。文章通过对屠宰与肉类加工废水的性能特点、处理工艺进行了研究，相关技术指标进行了对比，论证了高效厌氧工艺对在屠宰与肉类加工废水中的优越性，

收稿日期：2017-03-08

作者简介：刘士军（1978-），男，工程师。研究方向：污水处理。E-mail：lsj7880@163.com

第3期 刘士军：屠宰与肉类加工废水可持续处理工艺探讨

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采用高效厌氧处理工艺，体现了能源回收、减少好氧环节污染转嫁的特性。

1　屠宰与肉类加工废水概述

屠宰废水主要来自生猪运输车冲洗、候宰圈冲洗、宰前淋浴、猪宰杀过程中的内脏清洗、胴体清洗、烫毛及车间设备和地面的冲洗，主要含有血污、油脂、碎肉、猪毛、未消化的食物及粪便[3]

。废水呈红褐色，具有较强的腥臭味，含有较多的病原微生物，悬浮物浓度很高；肉类加工废水是肉制品加工过程中（原料肉修正、清洗、加工、冷冻等）产生的废水以及设备和车间地面的冲洗废水。废水中含有碎肉屑、脂肪、血液、油脂、蛋白质等，废水略微带色，异味相对较小。屠宰及肉类加工废水中一般不含重金属及有毒化学物质，但富含蛋白质及油脂，废水污染物含量浓度相对较高，但可生化性较好[4-5]。因该废水具有以上特点，故屠宰及肉类加工混合废水中的COD（化学需氧量）、SS（悬浮物）、TKN（总凯氏氮）、动植物油含量都比较高：COD通常可以高达4 000 mg/L，主要包含可溶性COD和不可溶性COD（主要来自猪粪便）两部分，可溶性COD约占COD总量的50%；悬浮物含量通常到达3 500 mg/L，悬浮物主要来自猪粪便；总凯氏氮含量高，可以高达250 mg/L，主要来自猪粪便及宰杀过程及肉类加工过程中流失的蛋白，其中氨氮占总凯氏氮的33%左右；动植物油含量可以高达600 mg/L，主要来自宰杀过程及肉类加工过程中的油脂流失。

2　常见工艺及特点

由于屠宰与肉类加工废水含有高浓度有机物及氮、磷等营养元素，且可生化性良好，因此在工程应用中生物法占主导地位[6]

。生物法通常是厌氧生物处理工艺与好氧生物处理工艺的组合[7]

。根据厌氧工艺的不同，常用工艺有两种组合。2.1　工艺描述

粗细格栅+隔油沉淀+气浮+高效厌氧（以UASB为例）+活性污泥（SBR/CASS/A/O）/膜法

（接触氧化），见图1。

图1　以UASB为厌氧单元的工艺流程　　粗细格栅+隔油沉淀+气浮+普通厌氧（以厌氧接触法为例）+活性污泥（SBR/CASS/A/O）/膜法（接触氧化），工艺流程图如图2。（文章所述厌氧接触法工艺和《屠宰与肉类加工废水治理工程技术规范》中的悬挂填料的水解酸化工艺一致）。

图2　以厌氧接触法为厌氧单元的工艺流程2.2　工艺特点

　　预处理工段主要处理废水中大块的、可漂浮的、可沉淀的固体物质等。隔油沉淀池和气浮设备对废水中悬浮物与动植物油的处理能力很大（隔油沉淀池悬浮物去除率≥70%，动植物油去除率≥30%；气浮设备动植物油去除率≥95%，悬浮物去除率≥90%），预处理工艺选择相对比较固定，两种工艺的不同点主要是体现在厌氧反应器。

　　（1）粗细格栅+隔油沉淀+气浮+高效厌氧（以UASB为例）+活性污泥（SBR/　CASS/A/O）/ 生物接触氧化。

该工艺中的UASB厌氧处理工艺厌氧菌种以颗粒状存于反应器内，微生物富集量大，COD去除率高，容积负荷率高，常温状态下容积负荷率可高达5 kgCOD/m3·d，COD去除率通常在85%以上，并且能够产生副产物沼气（清洁能源）[8]。　　（2）粗细格栅+隔油沉淀+气浮+普通厌氧（以厌氧接触法为例）+活性污泥（SBR/CASS/ A/O）/生物接触氧化。

该工艺中的厌氧接触法是在厌氧池内悬挂填料，微生物附着在填料上，以此保证厌氧池内的菌种量，该处理工艺COD去除率较低，容积负荷率低，常温状态下容积负荷率为2 kgCOD/m3·d， COD去除率通常在40%左右。

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环境保护科学　第43卷

3　工程设计方案对比

文章通过对一个工程的两种设计方案进行对比分析，具体如下：

江西省某大型屠宰与肉类加工厂日屠宰生猪6 000头，肉制品产量400 t，日产生屠宰与肉类加工废水6 000 t。

生产废水主要污染物指标：COD≤4 000 mg/L， BOD≤2 000 mg/L，悬浮物≤4 000 mg/L，TKN≤

250 mg/L，动植物油≤600 mg/L，pH 6~9。

出水排放指标COD≤150 mg/L，BOD≤80 mg/L， 悬浮物≤100 mg/L，NH3-N≤25 mg/L，动植物油≤100 mg/L，pH 6~9。3.1　方案一

　　（1）工艺流程为粗细格栅+隔油沉淀+调节池+气浮设备+UASB+SBR

　　（2）该工艺主要污染物去除率，见表1。

表1　方案一各单元去除率

　　（3）UASB沼气产量分析。根据表1可知：该方案中UASB工艺COD设计去除率为80%，日产沼气量为：　　V=rQ（C0-Ce）

　　r—产气率，取0.3 m3/kgCOD

　　则V=0.3×6 000×(2 080-416)/1 000=2 999 m3/d　　取CH4占沼气体积的53%，

　　则沼气体积（标准状态）为：V1=2 765/0.53= 5 658 m3/d

　　（4）SBR 鼓风电耗分析：　　表2　方案二各单元去除率　　需配置三叶罗茨鼓风机两台75 kW风机两台，日消耗电能3 600 kW·h。3.2　方案二

　　（1）工艺流程为粗细格栅+隔油沉淀+调节池+气浮设备+厌氧接触池+SBR

　　（2）该工艺主要污染物去除率，见表2。

第3期 刘士军：屠宰与肉类加工废水可持续处理工艺探讨

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续表2

　　（3）厌氧接触池沼气产量分析。根据表2可知：该方案中厌氧接触池工艺COD设计去除率为40%，日产沼气量为：　　V=rQ（c0-ce）

　　r—产气率，取0.3 m3/kgCOD

　　则V=0.3×6 000×(2 080-1 218)/1 000=1 551.6 m3/d　　取CH4占沼气体积的53%，

　　则沼气体积（标准状态）为：V2=1 551.6/0.53 = 2 927 m3/d

　　（4）SBR 鼓风电耗分析：

　　需配置110 kW三叶罗茨鼓风机两台，日消耗电能52 800 kW·h。

3.3　方案一、二对比分析

　　从方案一、二的去除率一览表中可以看到，两个方案最终都达到了设计出水指标要求，但是由于厌氧工艺采用的不同，导致运行费用相差很大，下面就厌氧工艺沼气产生量及好氧工艺电耗分析。　　方案一与方案二沼产量差值为：5658－2 927=

2 731 m/d；方案二与方案一好氧电耗差值为：5 280- 3

3 600=1 680 kW·h。若产生的沼气用来发电，采用国产沼气发电机，按照每立方米沼气发电量1.2 kW·h，则方案一较方案二多产生电能3 277.2 kW·h/d，总的来讲，处理该厂的废水，方案一较方案二节约电能为4 957.2 kW·h/d。　　可以看出，方案一实现了回收沼气能源的同时减少了后段好氧的污染转嫁，方案一每天较方案二节约电能4 957.2 kW·h/d，相当于实现碳减排量3 891.4 kg/d。

4　结论

　　通过对一个屠宰与肉类加工废水处理工程的

两个不同方案的对比，分析认为，因为屠宰与肉类加工废水自身具有COD浓度高、总凯氏氮含量高的特点，因此，如果该工程产生的废水进入城镇二级污水处理厂，而接管标准中仅对排放水指标的氨氮做了要求，不对总氮要求（不需要考虑满足硝化反应），那么只要废水中的碱度满足接近200 mg/L的氨氮进行硝化反应的需求（保证排放水剩余碱度约为7 0 mg/L（以CaCO3）），第一种方案就显示出了其独特的优越性，因其首要是将废水中的有机污染物进行资源化回收利用，同时降低了后段好氧工艺的电耗，较方案二节约电能为4957.2 kW·h/d，实现碳减排量3891.4 kg/d。该方案体现了尽最大限度的回收COD能源，减少污染转嫁的特点。如果出水对总氮有要求，那么方案一厌氧UASB工艺出水的BOD已经远远满足不了后段反硝化反应的需求。因此，对于最终出水对总氮要求的工艺，首先应该保证足够反硝化所需的碳源，其次尽可能最大程度的以沼气产生的方式回收能源。低碳节能、可持续的屠宰与肉类加工废水处理工艺的特点应该是能够实现污水达标排放、COD和氨氮（或总氮）总量减排的同时，能够尽可能回收COD中的清洁能源、减少污染转嫁、减少温室效应气体的排放。参 考 文 献

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