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【摘要】伴隨著國家經濟的快速發展和居民日益增長的的生活需要，不斷有新屠宰場建成投入使用，屠宰廢水的排放量也隨之上升。水量大、排放不均勻等特性使得處理有一定難度，如何有效對其進行處理成為值得關注的環境問題。在結合屠宰廢水產生背景的基礎上，分析屠宰廢水的主要特征及目前國內外主流的屠宰廢水生物處理方式，總結各個處理工藝的特點以及仍待解決的問題，對未來的發展方向提出探討。

【關鍵詞】屠宰廢水；生物處理；組合工藝

1前言

隨著我國的發展與工業化已經達到新的高度，人民生活水平提高。目前中國已是全球最大的肉類生產國，占世界總產量的25%左右。為滿足居民生活需要，全國屠宰場的數量也在不斷增加，如何高效便捷地處理屠宰廢水成為一個需要考慮的問題[1]。據相關部門統計，僅2019年1月全國規模以上生豬定點屠宰企業屠宰量就達到2431.01萬頭，對比2018年同期增長6.33%。我國屠宰廢水排放一直按《肉類加工工業水污染物排放標準》（GB13457-92）執行，2018年生態環境部已經就其修訂版二次征求意見，提高了部分排放要求并加入色度、總氮、總磷水污染項目。因此，如果沒有及時對屠宰場產生的廢水進行針對性的處理，無法滿足修正后的新標準。如何使屠宰廢水處理后無害化、穩定化，是值得深思的問題。

2屠宰廢水定義及特性

屠宰廢水，是指屠宰過程中如圈欄沖洗、宰前淋洗、宰后燙毛或剝皮、開腔、劈半、解體、內臟洗滌及車間沖洗等過程中產生的廢水，主要包含血污、油脂、碎肉、畜毛、未消化的食物及糞便、尿液等物質。屠宰廢水屬于高濃度有機廢水，具有水量大、排放不均勻、濃度高、油脂濃度高、BOD5：COD>0.4可生化性較好等特性，普通屠宰廢水水質范圍[2]及現有企業直接排放標準見表1。由于其來源主要是各種家畜，一般呈紅褐色或棕褐色，在國際6級臭氣強度中屬于4~5級，有較強的腥臭味，屬于惡臭氣體[2]。

3屠宰廢水生物處理技術

目前，根據屠宰廢水的水質情況，處理方法分為物理化學法、生物法及組合工藝[3]。其中物理化學法通常用于預處理，為后續處理提供保障；生物法用于去除水中有機污染物配合后續投藥使水質達到出水標準。近年來的研究與工程中，國內外專家學者開始應用生物法中厭氧搭配好氧等組合工藝來處理屠宰廢水。3.1生物法。生物法主要分為好氧處理、厭氧處理兩大類。好氧處理常用工藝有活性污泥法、序批式活性污泥法（SBR）、生物接觸氧化法（BCO）及吸附降解法（AB）等[4]；厭氧處理常見工藝有水解酸化反應器（HUSB）、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧折板流反應器（ABR）、厭氧膜生物反應器（AnMBR）、厭氧生物濾池（AF）等[5]。3.2組合工藝。組合工藝將物理化學法與生物法相結合，是目前屠宰廢水的主要處理方式。主要模式有厭氧前置-好氧后置組合及一體化裝置[6]。前者的前置厭氧段使廢水中大分子有機物轉化為小分子有機物，降低好氧段處理負荷并防止污泥膨脹；后者將厭氧段與好氧段結合在同一反應器內，實現兩者有效循環的同時節省了占地面積及投資成本。由于組合工藝中厭氧段與好氧段相連，本文就厭氧段為主體搭配好氧段及物理化學法作預處理，分為各個厭氧處理方法介紹組合工藝。3.2.1水解酸化。水解酸化是介于好氧與厭氧的處理方式，與其他工藝組合能降低成本、提高處理效率。污水中的大分子有機物經過水解階段被細菌胞外酶分解為小分子有機物，之后小分子化合物在酸化菌的細胞內轉化并分泌到細胞外，產物的組成由厭氧條件、底物種類及酸化微生物種群決定[7]。程婷等人[8]采用水解酸化/三級生物接觸氧化為主的工藝對某新建肉類屠宰場廢水進行處理，對COD、BOD5、SS的去除率均達到95%以上，出水水質符合GB13457-92一級標準，綜合運行費用為0.86元/m³。許丹宇等[9]在水解酸化-生物接觸氧化-MBR為主體的工藝上，用YDT型彈性立體填料取代污泥作為微生物吸附載體，可減少污泥產量及施工難度；約5%出水通過RO系統再生回用于廠區用水，單位再生水處理費用為3.22元/m³。崔慶蘭等[10]針對小型屠宰場使用水解酸化-SBR工藝，并在預處理工藝中隔油池后設置混凝沉淀池，更好地實現pH值的調節及水中懸浮物質的絮凝，出水達到GB13457-92三級標準，還需排入當地二級污水處理廠進一步處理。程永偉等[11]通過組合氣浮-水解酸化-生物接觸氧化-曝氣生物濾池工藝，出水各項水質指標均達到DB37/599-2006一級標準。張俊等[12]選擇氣浮-水解酸化-CASS工藝，占地面積小，投資成本較低；出水水質滿足GB13457-92一級標準的同時對TN、TP的去除效果明顯，去除率分別為91.5%、94.0%。3.2.2上流式厭氧污泥床（UASB）。上流式厭氧污泥床（UASB）是1977年荷蘭Lettinga教授發明的一種處理污水的厭氧生物方法，污水自下而上通過反應器，污水中的有機物在污泥床中經過厭氧發酵降解為甲烷和二氧化碳，最終得到沼氣，水等無機物。以其占地面積小、污泥沉降性能好、抗沖擊負荷等優點成為目前最常用的厭氧處理方式之一[13]。蔣斌等[14]采用UASB-A/O工藝對某屠宰場廢水提標改造，為防止污泥受沼氣頂托作用出現跑泥，在UASB池和A/O池之間設中間水池對UASB池出水脫氣、沉淀。劉士軍等[15]使用氣浮-UASB-接觸氧化組合工藝處理屠宰廢水，兩者處理效果對比如表2所示。A/O作為較早的傳統活性污泥法，安裝簡單、成本較低，但由于是同單元內的一級處理，而生物接觸氧化法可做到二段甚至多段式的多級處理，故后者的去除效率更高且更耐沖擊。R.Loganath等人[16]實驗使用混合UASB反應器處理屠宰廢水的去除效率，結果顯示在10h水力停留時間下，達到最佳TOC去除率95.85%及最大甲烷氣體產率61.5L/d。MohammedAliMusa等人[17]試驗使用嗜溫UASB反應器處理屠宰廢水中有機負荷率OLR的影響，采用十二種不同的OLR測試反應器性能；觀察到揮發性脂肪酸的濃度較低且廢水的堿度可以避免酸化，結果顯示，在間隔實驗和連續試驗中OLR為0.4g/Ld-1時，COD去除率均達到90%以上，在OLR10g/Ld-1時實現0.38LCH4/g甲烷產率。3.2.3厭氧折板流（ABR）。厭氧折板流反應器是一種較新型的兩相厭氧工藝，通過在反應器內設置導流板，將內部分成幾個獨立的反應室，串聯使用，每個反應室都是一個上流式污泥床。在反應室內馴化出相應的微生物群落，I區馴化產生產酸菌，II區產生甲烷菌，馴化完成后對污水進行處理[18]。劉艷娟、劉勁松、陳洪硯等人[19-21]分別采用ABR-二級生物接觸氧化組合工藝、ABR-MSBR組合工藝、ABR/OSBR組合工藝處理屠宰廢水，結果如表2所示。ABR-二級接觸氧化在BOD5及COD處理效率上略高，但處理費用較高；ABR-MSBR的處理費用雖比前者低，但三項水質指標去除率均最低；ABR/OSBR處理費用最低且SS的處理效果最好達到99.5%，體現此工藝了去除含毛、浮渣等非溶解性懸浮物屠宰廢水的優勢。

4現存問題及未來發展方向

目前，現有屠宰廢水處理工藝仍存在一些不足之處。例如部分預處理段設計不合理，導致后續工藝負荷過大[22]；UASB工藝占地面積及設備投資相對較大、當液相和氣相上升流速較高時會出現污泥流失，導致運行不穩定；AF工藝在SS較高的情況下濾池底部易堵塞；AnMBR工藝則存在前期反應器啟動時間較長、被跨膜壓差（TMP）、膜通量、膜污染等因素影響運行效果的問題。此外，因舊標準GB13457-92已經沿用多年，已建屠宰場廢水處理的工藝不能滿足即將出臺新標準對一些污染指標的要求，如懸浮物（SS）、硝基氮（NO2--N、NO3--N）、總氮（TN）、總磷（TP）等在新標準中排放限值大幅降低或新增的污染指標。當前，我國屠宰廢水處理的脫氮除磷技術還未滿足實際出水要求，大部分工藝在處理過程中將廢水中的NH4+-N轉化為NO2--N、NO3--N后排放，并未使水中TN降低[6]。目前，污水處理中強化脫氮技術主要有兩種：物理化學法及生物法；但前者基本只能去除污水中的氨氮，要達到去除總氮需要依靠生物法[23]。生物法的處理方式有同程硝化反硝化、短程硝化反硝化及厭氧氨氮化（Anammox）工藝，國內外均有相關文獻研究生物法作用機理及影響因素[24-26]，并部分并部分應用于實際工程中[27]。在深度除磷方面，化學沉淀法是最常用的除磷方式，此外還有吸附法為主的物理化學法以及通過聚磷菌及反硝化聚磷菌除磷的生物法[28]。各種處理方法互有優劣；已有文獻提出，今后生物與化學法聯用的組合工藝是具有前景的除磷方案[29]，并不斷有相關工藝處理效果及影響因素的結論提出[30-32]。

5結語

我國作為一個人口眾多，水資源相對匱乏的國家；相比世界上其他水資源豐富的國家，更需要在水處理方面做到對污、廢水出水水質的控制。在組合工藝成為今后工業廢水處理趨勢的背景之下，屠宰廢水處理應根據我國屠宰及肉類加工行業水質、水量等特點搭配對應的組合工藝，并針對處理中當前存在預處理、深化脫氮除磷等方面的不足進行相應的改進，達到預期的處理效果，為二十一世紀中國人民的美好生活保駕護航。

作者:溫如海 單位:桂林理工大學環境科學與工程學院