CN104609557A - 一种利用序批式活性污泥法处理屠宰废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用序批式活性污泥法处理屠宰废水的方法，具体步骤如下：首先将活性污泥加入SBR反应器中，然后将屠宰废水加入到反应器中，启动控制装置，依次在反应器中进行曝气、搅拌、沉淀、排水和闲置，一个处理周期完成后进入到下一个循环周期。本发明的利用序批式活性污泥法处理屠宰废水的方法对屠宰废水具有良好的处理效果。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种利用序批式活性污泥法处理屠宰废水的方法。
背景技术
随着我国经济的不断发展和人们生活水平的提高，屠宰场规模不断扩大，屠宰废水的排放量逐年增加。据调查，我国屠宰废水年排放量约为20亿m3，占全国工业废水排放量的6％，其污染程度还在不断加剧。屠宰废水中含有较多的蛋白质、脂肪、挥发性有机酸等小分子有机物，水体呈红褐色并伴有明显的腥臭味，若不经处理直接排放，会对水环境造成严重污染。因此，对屠宰废水的处理刻不容缓。屠宰废水处理方法主要包括物理法、化学法和生物法，生物法由于其经济性和对环境的危害性低，受到研究者的广泛关注。混凝沉淀法是化学处理法的一种，主要是利用混凝剂对水质进行预处理，废水中的污染物与混凝剂之间通过物理吸附﹑化学吸附及离子交换吸附等去除杂质。序批式活性污泥法(Sequencing BatchReactor Activated SludgeProcess，SBR)是生物处理法中的一种，早在1914年已开发并投入使用，SBR采用间歇曝气的方式运行，是一种简单易行、耐冲击负荷、高效快捷并且低耗能的污水处理技术，通过人为控制SBR不同阶段的曝气时间和搅拌时间，使SBR反应池具备了微生物脱氮所需的好氧和缺氧环境条件，从而达到脱氮的目的，在水处理领域具有很重要的意义。
表1 某屠宰厂废水水质和排放指标
屠宰废水的特点主要有以下几点：(1)水质、水量变化大。因为屠宰废水的排放主要集中在夜间，即夜间为排水高峰期，白天相对较少；(2)废水浊度大，固体悬浮物浓度高，并伴有难闻的腥臭味；(3)屠宰废水属于典型的高浓度有机废水，COD浓度一般为1500-3800mg/L(如表1所示)，最高时可达6500mg/L，可生化性较好，水质营养丰富，非常适宜微生物繁殖生长；(4)屠宰废水颜色呈红褐色，含有大量的脂肪、血液、内脏残屑、毛发和粪便等污染物，油脂含量高。屠宰废水若直接外排，水中的营养物质和肠胃病菌及寄生虫卵等，会对地表水、地下水造成严重污染。屠宰废水中的微生物分解有机物和悬浮物时，需大量的溶解氧，造成水质恶化，影响正常的生活生产用水。
我国应用生物法进行水处理的技术比较成熟。由于屠宰废水含有高浓度氮、磷，BOD5/COD大于5(具体指标如表1所示)，可生化性良好等，因此生物处理法占主导地位。目前生物法主要以好氧生物处理法为主，包括活性污泥法、氧化沟、水解酸化等。普通厌氧消化最先在美国澳大利亚广泛应用，之后我国开始出现厌氧序批式活性污泥***(ASBR)、厌氧折流床反应器(ABR)、上流式厌氧污泥床(UASB)等工艺。厌氧工艺处理效果较好氧工艺更为高效，但成本较高。因此，如何高效处理屠宰废水已引起广大学者的关注，近几十年许多学者采用组合工艺处理屠宰废水，并开始推广和应用到实际屠宰厂中，逐渐在处理屠宰废水领域占主导地位。
SBR工艺每个循环周期分为进水阶段、曝气阶段、沉降阶段、排水阶段、闲置阶段，是将进水、生物好氧厌氧、沉淀等功能集于一池的典型工艺。首先，将废水注入SBR反应器，利用池底的气泵进行曝气搅伴，将废水和池底的高浓度活性污泥均匀混合，降低了进水浓度，起到了调节池的作用，抵抗因水质和水量变化引起的负荷冲击，***中的微生物进行吸附有机物作用；进水完成后，***开始进行反应操作，通过曝气供给池中微生物充足的氧气，微生物进行代谢，开始逐渐降解有机物，曝气时间和曝气强度根据不同的处理目的进行选择；停止曝气后将混合液静止沉淀一段时间，SBR反应池起到二沉池的作用，水中的溶解氧逐渐降低，当溶解氧达到较低浓度时，厌氧反应也在进行，沉淀时间的设置主要由处理要求和污水类型设定，通常为1h～2h；静止完成后排出上清液，剩下的泥水可以作为下一处理周期的稀释水和循环水；最后，SBR池处闲置状态时，由于微生物进行内源呼吸，其周围的溶解氧浓度继续下降，反应池中的余氮经反硝化作用继续去除。在新的运行周期进水过程中，活性污泥中的微生物由于处于饥饿状态，从而提高了其吸附有机物的能力。
发明内容
本发明提供了一种利用序批式活性污泥法处理屠宰废水的方法。
本发明采用如下技术方案：
本发明的利用序批式活性污泥法处理屠宰废水的方法的具体步骤如下：
首先将活性污泥加入SBR反应器中，然后将屠宰废水加入到反应器中，启动控制装置，依次在反应器中进行曝气、搅拌、沉淀、排水和闲置，一个处理周期完成后进入到下一个循环周期；反应器由上部瞬时进水，气泵供出的气体通过池底的微孔曝气头向反应器内布气，供气量由转子流量计进行调节(曝气量控制在15～25L/h)，布气时间约5-6h，即曝气阶段，之后的厌氧搅拌阶段由搅拌器进行2h，沉淀1h后，由排水口排掉上清液，进入闲置期；整个SBR反应周期由时间继电器控制每个阶段的运行时间；反应器温度控制在30～
35℃，溶解氧DO控制在1.5～2.0mg/L，pH为6.0～8.5，污泥浓度MLSS为2000～3500mg/L。
活性污泥在使用前提前进行驯化培养，具体方法如下：首先将污泥空曝24h，此后，按SBR反应器进行驯化培养，每个周期加入一定浓度梯度(10％、20％、30％……90％、100％，每次递增10％，)的屠宰废水2L，为提高驯化速度，每天运行两周期，周期运行方式是：进水→曝气5h→搅拌2h→沉降1h→排水；水温控制在30℃，经过培养与驯化，污泥颜色逐渐由黑色改变至黄褐色，出水由浑浊变为清澈，微生物逐渐适应了***内环境条件，实现了污泥的稳定增长；当出水COD、总氮浓度稳定时，表明污泥驯化已经成熟。
控制SBR反应器中COD/NH4 +-N的比例为6-7。
SBR反应器中碳源含量低于80mg/L时，加入50ml预发酵废水作为碳源，使碳源含量大于等于80mg/L。
所述的活性污泥取自污水处理厂的二沉池。
所述的SBR反应器内设有搅拌器，底部设有曝气器，曝气器与位于反应器外壁上的流量计连接；SBR反应器外壁上设有取样口；SBR反应器底部设有排泥口；SBR反应器内安有DO传感器、pH传感器、ORP传感器、温度传感器；DO传感器与反应器外面的溶解氧仪连接；pH传感器与反应器外面的pH仪连接；ORP传感器与反应器外面的氧化还原电位连接；温度传感器与反应器外面的温度仪连接。
本发明的积极效果如下：
(1)工艺简单、投资少。主要设备少，SBR反应池将所有反应容于一池，不需要过多构筑物，如调节池、二沉池和污泥回流***，处理***结构布置紧凑，构筑物占地面积小，节省了工程投资。
(2)耐冲击负荷能力强，脱氮除磷效果好。SBR工艺反应器构造上保持着完全混合式的特点，但从时间上考虑SBR工艺处理过程属于理想的推流式过程。SBR工艺利用高循环率抵抗水质和水量的波动，使其具有耐冲击负荷能力强的特点。它可以实现好氧、缺氧与厌氧阶段的交替，通过安排操作工序以实现好氧硝化和吸收磷，厌氧反硝化脱氮和释放磷的最佳环境条件。通过调节曝气量、反应时间，可以使好氧阶段的硝化反应和聚磷菌的吸磷过程顺利完成。当然，在无曝气的缺氧阶段，进水可提供作为电子供体有机碳源或者高污泥浓度可促使反硝化过程更快地顺利完成，脱磷菌在进水搅拌厌氧状态下充分释放磷。
(3)反应推动力大，处理效率高。反应器运行过程中，基质浓度随着生化反应的进行由高到低，即在时间上形成了一个推流状态。理想的推流式过程使得生化反应推动力最大，污染物去除效率也达到最大化。
(4)污泥沉降性良好。由于SBR工艺具有理想推流式特点，反应期间丝状菌由于进水与反应阶段交替进行缺氧(或厌氧)与好氧状态并且底物浓度梯度大受到抑制，丝状菌不能大量繁殖，因此在不会影响多数微生物的情况下，有效防止污泥膨胀。
(5)运行灵活、高自动化。SBR处理***可以通过时序控制各阶段工序，并且通过可编程逻辑控制器(PLC)实现自动控制和监控，为实现不同水质、水量处理要求的变化，通过运行参数的适当调整加以解决。因此，利用SBR工艺处理城市生活污水和工业废水有着广阔的推广前景。
(6)本发明的利用序批式活性污泥法处理屠宰废水的方法对屠宰废水的处理效果如表2所示：
表2
附图说明
图1是本发明的方法使用的SBR反应器的结构示意图。
1.氧化还原电位；2.溶解氧仪；3.DO传感器；4.pH传感器；5.ORP传感器；6.温度传感器；7.pH仪；8.温度仪；9.搅拌器；10.曝气器；11.取样口；12.排泥口；13.流量计。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。
如附图1所示，本发明所用的SBR反应器的结构如下：SBR反应器内设有搅拌器9，底部设有曝气器10，曝气器10与位于反应器外壁上的流量计13连接；SBR反应器外壁上设有取样口11；SBR反应器底部设有排泥口12；SBR反应器内安有DO传感器3、pH传感器4、ORP传感器5、温度传感器6；DO传感器3与反应器外面的溶解氧仪2连接；pH传感器4与反应器外面的pH仪7连接；ORP传感器5与反应器外面的氧化还原电位1连接；温度传感器6与反应器外面的温度仪8连接。
本发明的利用序批式活性污泥法处理屠宰废水的方法的具体步骤如下：
首先将活性污泥加入SBR反应器中，然后将屠宰废水加入到反应器中，启动控制装置，依次在反应器中进行曝气、搅拌、沉淀、排水和闲置，一个处理周期完成后进入到下一个循环周期；反应器由上部瞬时进水，气泵供出的气体通过池底的微孔曝气头向反应器内布气，供气量由转子流量计进行调节(曝气量控制在15～25L/h)，布气时间约5-6h，即曝气阶段，之后的厌氧搅拌阶段由搅拌器进行2h，沉淀1h后，由排水口排掉上清液，进入闲置期；整个SBR反应周期由时间继电器控制每个阶段的运行时间；反应器温度控制在30～35℃，溶解氧DO控制在1.5～2.0mg/L，pH为6.0～8.5，污泥浓度MLSS为2000～3500mg/L。
活性污泥在使用前提前进行驯化培养，具体方法如下：首先将污泥空曝24h，此后，按SBR反应器进行驯化培养，每个周期加入一定浓度梯度(10％、20％、30％……90％、100％)的屠宰废水2L，为提高驯化速度，每天运行两周期，周期运行方式是：进水→曝气5h→搅拌2h→沉降1h→排水；水温控制在30℃，经过培养与驯化，污泥颜色逐渐改变至黄褐色，出水由浑浊变为清澈，微生物逐渐适应了***内环境条件，实现了污泥的稳定增长；当出水COD、总氮浓度稳定时，表明污泥驯化已经成熟。
控制SBR反应器中COD/NH4 +-N的比例为6-7。
SBR反应器中碳源含量低于80mg/L时，加入50ml预发酵废水作为碳源。
所述的活性污泥取自污水处理厂的二沉池。
实施例1：
活性污泥驯化阶段溶解氧(DO)控制在2.0mg/L左右，温度控制在30～35℃，pH为6.0～8.5。驯化过程中逐步提高屠宰废水的加入浓度，直到第30d加入浓度为100％，此时污泥颜色由黑色变为灰褐色，此时NH4 +-N去除率约为20％。再经过30d左右的培养驯化，污泥颜色逐步变为黄褐色，并开始具有良好的絮凝和沉降性能，出水水质较清。此时出水NH4 +-N、COD和PO4 3--P分别为22mg/L、200mg/L和10mg/L。
实施例2：
经驯化的活性污泥已完全适应屠宰废水。屠宰废水由SBR反应器上部瞬时进水，控制DO为1.5～2.0mg/L，pH为6.0～8.5，VFA浓度为2000mg/L左右，污泥浓度MLSS为2000～3500mg/L，经5-6h的曝气，之后厌氧搅拌2h，沉淀1h，此阶段主要利用硝化反硝化作用进行污染物的充分降解，使硝态氮积累并迅速被转化为N2。
实施例3：
SBR反应器在搅拌阶段泥水充分混合，经沉淀期后上清液由反应器的排水口排放，大部分污泥滞留在反应器中用于下一周期的脱氮除磷，以此循环工作。处理后，污水的NH4 +-N去除率可达90.7％、COD去除率可达85％、PO4 3--P去除率可达75％左右。
水质指标检测
实验过程中测定的指标如表3所示。
表3 屠宰废水处理前后指标对比
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种利用序批式活性污泥法处理屠宰废水的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：
首先将活性污泥加入SBR反应器中，然后将屠宰废水加入到反应器中，启动控制装置，依次在反应器中进行曝气、搅拌、沉淀、排水和闲置，一个处理周期完成后进入到下一个循环周期；反应器由上部瞬时进水，气泵供出的气体通过池底的微孔曝气头向反应器内布气，供气量由转子流量计进行调节，曝气量控制在15～25L/h，布气时间约5-6h，即曝气阶段，之后的厌氧搅拌阶段由搅拌器进行2h，沉淀1h后，由排水口排掉上清液，进入闲置期；整个SBR反应周期由时间继电器控制每个阶段的运行时间；反应器温度控制在30～35℃，溶解氧DO控制在1.5～2.0mg/L，pH为6.0～8.5，污泥浓度MLSS为2000～3500mg/L。
2.如权利要求1所述的利用序批式活性污泥法处理屠宰废水的方法，其特征在于：活性污泥在使用前提前进行驯化培养，具体方法如下：首先将污泥空曝24h，此后，按SBR反应器进行驯化培养，每个周期加入一定浓度梯度的屠宰废水2L，浓度梯度加入时按体积浓度10％-100％，每次递增10％，为提高驯化速度，每天运行两周期，周期运行方式是：进水→曝气5h→搅拌2h→沉降1h→排水；水温控制在30℃，经过培养与驯化，污泥颜色逐渐改变至黄褐色，出水由浑浊变为清澈，微生物逐渐适应了***内环境条件，实现了污泥的稳定增长；当出水COD、总氮浓度稳定时，表明污泥驯化已经成熟。
3.如权利要求1所述的利用序批式活性污泥法处理屠宰废水的方法，其特征在于：控制SBR反应器中COD/NH4 +-N的比例为6-7。
4.如权利要求1所述的利用序批式活性污泥法处理屠宰废水的方法，其特征在于：SBR反应器中碳源含量低于80mg/L时，加入预发酵废水作为碳源，使碳源含量大于等于80mg/L。
5.如权利要求1所述的利用序批式活性污泥法处理屠宰废水的方法，其特征在于：所述的活性污泥取自污水处理厂的二沉池。
6.如权利要求1所述的利用序批式活性污泥法处理屠宰废水的方法，其特征在于：所述的SBR反应器内设有搅拌器(9)，底部设有曝气器(10)，曝气器(10)与位于反应器外壁上的流量计(13)连接；SBR反应器外壁上设有取样口(11)；SBR反应器底部设有排泥口(12)；SBR反应器内安有DO传感器(3)、pH传感器(4)、ORP传感器(5)、温度传感器(6)；DO传感器(3)与反应器外面的溶解氧仪(2)连接；pH传感器(4)与反应器外面的pH仪(7)连接；ORP传感器(5)与反应器外面的氧化还原电位(1)连接；温度传感器(6)与反应器外面的温度仪(8)连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150513 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |