单级厌氧塘处理肉类加工废水

王晓华¹，江运通²

(1.华中科技大学，湖北武汉430074；2.中国市政工程中南设计研究院，湖北武汉430010)

　　摘　要：从单级厌氧塘运行方面概述了武汉肉类加工厂废水处理的实践经验。当HRT为2 d,塘水温度为21.3～29.6 ℃时，其SS去除率为42.2%～64.1%，BOD5去除率为47.5%～68.3%,出水BOD5为150～209mg/L，SS为226～275 mg/L，达到了GB 13457—92二级标准。
　　关键词：厌氧塘；肉类加工废水；BOD5；SS
　　中图分类号：X792
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2001)10-0067-03

　　在用厌氧塘处理肉类加工废水方面，国外有过一些报道。Hammer等做过小试，并推荐单级厌氧塘的BOD5负荷为0.32kg/(m³·d)、HRT为4 d(24 ℃)。Coerver曾报道，小型肉类加工废水厌氧塘BOD5负荷为0.11kg/(m³·d)，除启动运行时略有臭气以外没有其他问题。White介绍了一些肉类加工废水厌氧塘BOD5负荷和去除率，BOD₅负荷范围为0.16～0.50kg/(m³·d)，BOD5去除率为58%～85%。Hammer、Coorver等人报道的肉类加工废水厌氧塘，其原水BOD₅在1 000 mg/L左右，而我国肉类加工废水BOD₅一般在500 mg/L上下。

1　单级厌氧塘构造

　　中试塘平面为长方形，内壁垂直，构筑物尺寸为：长×宽×有效深度=6 500 mm×2 000 mm×2 000 mm，原水由厌氧塘底部流入，由另一端淹没式出口流出(见图1)。

2　单级厌氧塘运行

　　原水直接进入厌氧塘，根据设定的HRT全天连续进水，流量保持恒定。试验期间的厌氧塘进水水质见表1。

表1　厌氧塘进水水质 项目 平均值 最高值 最低值 BOD₅(mg/L) 499 1780 30 CODMn(mg/L) 397 660 72 SS(mg/L) 573 3020 102 总固体(mg/L) 1740 3940 690 pH值 7.2 8.9 6.2 碱度(mg/L) 333.5 510 42.5 氨氮(mg/L) 45 479 7.72 总氮(mg/L) 207 750 39.8 磷酸盐(mg/L) 78.4 200 20 硫酸盐(mg/L) 46.6 89 6.4 氯化物(mg/L) 203 1210 10.6 钾(mg/L) 33.2 113 12.5 钙(mg/L) 52.8 88.2 20.4 镁(mg/L) 30.6 70.0 9.6 钠(mg/L) 85.5 　 　 油脂(mg/L) 224 1040 73 注：水样为24 h混合样品。

3 试验结果

3.1 BOD₅和SS的去除率
　　单级厌氧塘在HRT为1 d，BOD₅负荷为0.41～0.53kg/(m³·d)的条件下，BOD5平均去除率为39.6%；HRT为2 d，BOD₅负荷为0.20～0.24 kg/(m³·d)的条件下，BOD₅平均去除率为56.7%。这说明后者具有较高的BOD₅去除率。当塘水温度由21 ℃升到28 ℃时，BOD₅去除率也有明显提高。
　　单级厌氧塘在HRT为1 d，SS负荷为0.40～0.56kg/(m³·d)的条件下，平均SS去除率为42.4%～61.6%；在HRT为2 d，SS负荷为0.22～0.33kg/(m³·d)的条件下，平均SS去除率为42.2%～64.1%。与厌氧塘同时平行运行的双层沉淀池，其SS去除率为40%～48%，BOD5去除率为5.6%～35.8%,这说明厌氧塘还起到了初次沉淀池的作用。
　　单级厌氧塘对BOD5和SS的去除效果见表2。

表2　　单级厌氧塘的处理效果 HRT(d) BOD₅负荷［kg/(m³·d)］ SS负荷［kg/(m³·d)］ 进水BOD₅(mg/L) 出水BOD₅(mg/L) BOD₅去除率(%) 进水SS(mg/L) 出水SS(mg/L) SS去除率(%) 塘水温度(℃) 1 0.41 0.40 408 292 28.4 397 216 45.6 16.7 1 0.49 0.54 486 251 48.4 541 226 58.2 16.4 1 0.51 0.81 511 286 44.0 810 467 42.4 27.6 1 0.53 0.56 530 330 37.7 563 216 61.6 28.0 2 0.20 0.22 398 209 47.5 446 226 49.3 21.3 2 0.22 0.24 438 200 54.3 476 275 42.2 23.4 2 0.24 0.33 476 150 68.3 652 234 64.1 29.6 注：试验周期为1 a，在这期间，对进、出水水样各分析130次，表中数据为平均值。

3.2浮渣的作用
　　试验废水的油脂含量一般在200 mg/L以上，SS在500 mg/L以上，这种废水连续进入厌氧塘后，塘的水面易形成浮渣层。单层厌氧塘的浮渣覆盖全塘，厚度为1～6 cm,浮渣层中含有气体，具有隔热、防止臭气散发和氧气进入塘水中的作用。但浮渣有碍观瞻，且易孳生蚊子及其幼虫。
　　当气温低于9 ℃，有薄的浮渣覆盖全塘。当进水平均温度为20 ℃时，厌氧塘出水平均温度为15.3 ℃,平均温降仅为4.7 ℃。如果加大塘深，改善塘壁的隔热条件，并维持浮渣层在一定的厚度，则在较长的HRT的情况下不会导致塘水温降过大。美国某公司处理肉类加工废水的厌氧塘，HRT为2.4 d,水深为4.6 m,全塘被油脂浮渣层覆盖，在气温为-18 ℃和进水温度为27～32 ℃的条件下，浮渣层下的水温仍＞24 ℃；但当浮渣层遭到破坏而不能覆盖全塘时，塘水温度就会下降5.5 ℃。因此，厌氧塘浮渣层的隔热作用对于提高厌氧生物处理的效果具有重要意义。
　　厌氧塘暴露于空气的表面积很大，塘水温度极易受到气温的影响，当水温降至15 ℃以下时，厌氧生物处理效率急剧下降；水温在3～5 ℃时，产酸菌较滞钝；水温在5～6 ℃时，产甲烷菌活性很弱。因此没有浮渣层的一般厌氧塘，冬季的BOD5去除率很低，主要起沉淀和蓄积污泥的作用，而处理肉类加工废水的厌氧塘，冬季运行情况则较好。
3.3污泥性状
　　厌氧塘排出的污泥呈黑色，为烟墨气味，不孳生蝇蛆，污泥的消化程度较高。厌氧塘底部污泥与同时运行的双层沉淀池污泥性状比较见表3。

表3　肉类加工废水污泥性状比较 污泥种类 含水率(%) 挥发性固体占固体的比例(%) 沉淀池排出污泥 97.0 78.5 厌氧塘底部污泥 89.2 37.1

　　本厌氧塘的运行时间不足1年，如果运行时间增长，挥发固体占总固体的比例预计会进一步降低。

4　讨论

　　①在肉类加工废水稳定塘系统的首端设置厌氧塘，可以去除一部分BOD₅，起到沉淀和去除残油、消化污泥的作用。厌氧塘的污泥中挥发性固体的减少率通常高于常规污泥消化池的减少率，含水率也低于常规消化池的污泥。按单级厌氧塘HRT为2 d和出水BOD₅为200 mg/L考虑，后续稳定塘的HRT约需60 d，即单级厌氧塘的HRT仅相当于塘系统HRT的1/30左右，而BOD₅平均去除率为45%，SS为54%。因此，在肉类加工废水稳定塘系统的首端设置厌氧塘是合适的。
　　②据国外文献介绍，维持厌氧塘厌氧条件的BOD5表面负荷上限值为0.022～0.037 kg/(m²·d)，而本厌氧塘为0.2kg/(m²·d)，远大于其上限值。而且，塘面浮渣层阻止了大气中的氧进入塘水，这更有利于厌氧菌的存活。因此，厌氧塘处理肉类加工厂废水的厌氧生物处理环境优于一般城市污水厌氧塘或其他无浮渣厌氧塘，且不存在厌氧条件不足的困难。

5　结语

　　①将厌氧塘设置于处理肉类加工废水的稳定塘系统的首端，在BOD₅负荷约为0.2 kg/(m³·d)和HRT为2 d的条件下，BOD₅去除率为47.5%～68.3%，SS去除率为42.2%～64.1%，出水达到了GB 13457—92二级标准。
　　②处理肉类加工废水的厌氧塘还兼有初次沉淀池和污泥消化池的作用，在厌氧塘之前不需要设初沉池。塘底污泥含水率为89.2%，运行历时不足1年的厌氧塘，其底部污泥挥发性固体为固体总量的37.1%，随着运行历时的增加，这种污泥消化程度还将有所提高。
　　③处理肉类加工废水厌氧塘中的浮渣层具有保温、防止臭气外逸和氧气进入的优点，但浮渣有碍观瞻。
　　④在单级厌氧塘运行温度(16～32 ℃)下，上升的沼气和夹气污泥使塘水得到混合，致使该塘流态接近于完全混合型。模式是：Ce／C0=1／1+KTt，式中的KT=0.208 879e^{0.045 36T}或KT=0.517 47×1.0464^T-20。

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　　收稿日期：2001-07-02