屠宰废水混凝气浮预处理工艺的影响因素探究

梁海涛　岳丹丹　叶子豪　宋佳蓉（沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁　沈阳　110168）



屠宰废水混凝气浮预处理工艺的影响因素探究

梁海涛岳丹丹*叶子豪宋佳蓉
（沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁沈阳110168）

摘要：简述了屠宰废水的来源及特性，从格栅筛滤、调节池、混凝沉淀、气浮等方面，介绍了屠宰废水的预处理工艺，研究了各个水处理单元对屠宰废水的处理效果，并确定了预处理的最佳工况参数，指出采用混凝气浮工艺进行预处理出水效果较为理想。

关键词：屠宰废水，预处理工艺，混凝剂

屠宰废水来自牧畜、禽类的宰杀加工，是我国最大的有机污染源之一［1，2］。据统计，我国仅宰猪行业就有1 000多家，年排放废水总量达3×109m3左右，约占全国工业废水排放量的6%，且还有不断增加的趋势［3，4］。若不经处理任意排放，不但会污染环境，还会严重影响人类健康和周围环境卫生。因此，屠宰废水的治理对保护水体环境和人类健康具有十分重要的意义。预处理技术主要目的是去除废水中油脂和悬浮物、调整pH、吹脱H2S等有害气体，从而减少屠宰废水中污染物的含量，降低有机负荷，提高生化效率。试验通过对预处理装置的最佳运行条件和影响因素进行试验研究，从而确定预处理的最佳工况参数，探寻在确保屠宰废水处理后能达标排放的基础上选出运行合理、稳定、经济的最优预处理工艺组合。

1　屠宰废水来源及特性

屠宰废水是我国最大的有机污染源之一，且其中含有大量血污、油脂、毛皮、肉屑、骨屑、内脏杂物、未消化的食物以及粪便等污染物，水质呈暗红色且有明显的腥臭味［5-7］。屠宰废水水质指标见表1。

表1　屠宰废水水质指标［8］

2　预处理

屠宰废水中固体悬浮物（SS）较高，因此预处理是整个水处理系统有效稳定运行的关键。屠宰废水的预处理部分主要包括：格栅、沉砂池、隔油池、调节池、初沉池、混凝沉淀和气浮等。

2.1格栅筛滤

设置格栅的目的是截留废水中较大的污染物，如内脏的碎块、碎肉皮以及其他能够堵塞、磨损水泵和渠道的物质，以防止其进入废水的处理系统。格栅只能截留一些尺寸较大的污物和漂浮物，对动物的碎毛和小颗粒悬浮物多采用格网加以去除。

2.2调节池

由于屠宰废水水质水量的变化幅度很大，因此需要设置调节池来保证生化处理设施进水水质水量的均衡。

2.3混凝沉淀

混凝一般由凝聚和絮凝两个过程组成。凝聚主要是指胶体被压缩双电层后脱稳的过程；絮凝主要是指胶体脱稳以后凝结成大颗粒絮体的过程。混凝沉淀主要去除水中细小的SS、胶体物质、油类物质等，不同水质的废水经混凝沉淀后其COD去除率也不一样。一般而言，混凝沉淀对COD的去除率大概在70%左右［9］。

2.3.1试验方法及仪器

本试验的检测分析方法均按照国家环保总局编写的GB 12999水质采样样品的保存和管理技术规定进行。试验的主要检测项目，检测方法和仪器设备如表2所示。

表2　试验检测项目及检测方法

2.3.2影响因素研究

1）混凝剂的影响。根据屠宰废水的特点，本试验选取4种混凝剂进行处理试验，分别为：FeCl3，FeSO4·7H2O，PAC，Al2（SO4）3（见图1）。分别取100 mL的原水放入4个烧杯中，且全部采用质量分数为10%的NaOH调节其pH值，将各混凝剂取3 g分别加到4个烧杯中，将烧杯全部放置于搅拌器（TJ-4型六联）中以120 r/min的转速搅拌1 min后静置沉淀20 min，分别取上清液测其COD的去除率。

由图1可知，当4种混凝剂均处于相同条件时，FeSO4·7H2O对废水中COD的去除率最高，且FeSO4·7H2O价格较低，因此综合考虑各因素选取FeSO4·7H2O为最佳混凝剂。

2）pH值的影响。分别取1 000 mL的原水放入7个烧杯中，pH值分别调至5.5，6.0，6.5，7.0，7.5，8.0，8.5，并分别投加2.4 g FeSO4·7 H2O和2 mL PAM置于TJ-4型六联搅拌器中进行搅拌，静置30 min后，分别取上层清液测其COD的去除率（见图2）。

由图2可知，pH值对混凝的效果有很大的影响，当pH＜7时，混凝剂对COD的去除效果不太理想，当pH＞7时才有明显的效果。可知，当pH＞7后，出水COD的去除效果较理想且相差不大，故综合考虑经济各因素选择最佳pH值范围7.0～7.5。

3）投加量的影响。分别取1 000 mL水样放入6个烧杯中，调节pH值为7.0～7.5，加入2 mL质量分数为0.1%的PAM，且分别向6个烧杯投加质量分数为10%的FeSO4·7H2O：2.0 g/L，2.2 g/L，2.4 g/L，2.6 g/L，2.8 g/L并放置于TJ-4型六联搅拌器中搅拌90 s后静置沉淀30 min，分别取上层清液测定COD的去除率（见图3）。

图1　各混凝剂对COD去除率的影响

图2　不同pH值对COD去除率的影响

图3　不同投加量的混凝剂对COD去除率的影响

由图3可知，在适宜的pH值下，COD的去除率随着混凝剂投加量的增大而逐渐增大，当FeSO4·7H2O投加量达到2.4 g/L后，COD的去除率增加趋于平缓，且产生絮体量过大，所以确定FeSO4·7H2O最佳投药量为2.4 g/L，此时COD的去除率达到72.9%。

4）HRT的影响。在进水流量为200 L/h，运行压力为0.5 MPa，回流比为50%，FeSO4·7H2O投药量为2.4 g/L，PAM的投加量为2 mL/L，调节pH值7.0～7.5。测不同停留时间COD的去除率（见图4）。

图4　不同水力停留时间对COD去除率的影响

由图4可知，COD的去除率随着水力停留时间的增大而增大，当HRT =15 min后，COD的去除率逐渐趋于平缓，此时COD的去除率达65%以上，达到了理想的预处理效果。故选择最佳HRT =15 min。

2.4气浮

气浮前期投加药剂促使混凝，其效果的好坏对气浮出水水质有很大的影响。直接将溶气水加入未混凝的原水中，几乎不会形成浮渣层，出水水质与进水相比没有大的改变。气浮示意图见图5。

图5　气浮示意图

气浮控制参数汇总见表3。

表3　气浮试验控制参数

3　结语

屠宰废水采用混凝气浮工艺进行预处理出水效果较为理想，在生化反应前增加预处理环节，大大降低了屠宰废水的有机负荷，生化效率明显提高。通过试验确定了混凝剂FeSO4·7H2O与助凝剂（PAM）为最佳组合药剂，其最佳投药量：FeSO4·7H2O为2.4 mg/L；PAM的质量分数为0.1%，投加量为5 mL/L；最佳pH值为7.0～7.5；最佳水力停留时间15 min。经过混凝气浮工艺后COD，SS的去除率分别达75%，80%以上，达到了理想的预处理效果。

参考文献：

［1］王晓伟，费庆志，李彦生.共凝聚气浮——生物接触氧化处理屠宰废水的研究［J］.工业用水与废水，2008，39（5）：40-44.

［2］张显龙，胡娜.屠宰废水处理工艺设计与运行研究［J］.工业水处理，2012，32（4）：83-92.

［3］丁颖.屠宰废水回用处理工程［J］.科技创新导报，2011 （32）：77.

［4］陈莉娥，周兴求.屠宰废水处理技术的现状及进展［J］.工业用水与废水，2003（12）：9-13.

［5］谷勇峰.屠宰废水处理工艺优化研究［D］.济南：山东建筑大学，2013：1-7.

［6］魏春飞.屠宰及肉类加工废水处理研究进展［J］.建筑与研究，2014（6）：77-80.

［7］郑强，李进.肉类加工废水处理工艺研究［J］.节能与环保，2006（10）：42-44.

［8］DB21/1627—2008，辽宁省污水综合排放标准［S］.

［9］郭永福，储金宇.厌氧UASB——混凝沉淀法处理高浓度屠宰废水［J］.环境工程，2006，24（4）：12-15.

Study on influencing factors of coagulation and air floatation pretreatment process of slaughter waste water

Liang Haitao Yue Dandan*Ye Zihao Song Jiarong
（School of Municipal and Environment Engineering，Shenyang Architectural University，Shenyang 110168，China）

Abstract：This paper briefly described the source and characteristics of slaughter waste water，from the grille screen，adjusting pool，coagulation sedimentation，flotation and other aspects，introduced the pre-treatment process of slaughter waste water，researched the treatment effect of various water treatment unit to slaughter waste water，and determined the best working condition parameters of pre-treatment，pointed out that using coagulation air flotation process to make pre-treatment had more ideal effluent effect.

Key words：slaughter waste water，pre-treatment technology，coagulant

中图分类号：X703

文献标识码：A

文章编号：1009-6825（2016）06-0186-02

收稿日期：2015-12-16

作者简介：梁海涛（1990-），男，在读硕士

通讯作者：岳丹丹（1991-），女，在读硕士