屠宰廢水混凝氣浮預(yù)處理工藝的影響因素探究

梁海濤　岳丹丹　葉子豪　宋佳蓉（沈陽建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧　沈陽　110168）

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屠宰廢水混凝氣浮預(yù)處理工藝的影響因素探究

梁海濤岳丹丹*葉子豪宋佳蓉
（沈陽建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧沈陽110168）

摘要：簡述了屠宰廢水的來源及特性，從格柵篩濾、調(diào)節(jié)池、混凝沉淀、氣浮等方面，介紹了屠宰廢水的預(yù)處理工藝，研究了各個水處理單元對屠宰廢水的處理效果，并確定了預(yù)處理的最佳工況參數(shù)，指出采用混凝氣浮工藝進(jìn)行預(yù)處理出水效果較為理想。

關(guān)鍵詞：屠宰廢水，預(yù)處理工藝，混凝劑

屠宰廢水來自牧畜、禽類的宰殺加工，是我國最大的有機(jī)污染源之一［1，2］。據(jù)統(tǒng)計，我國僅宰豬行業(yè)就有1 000多家，年排放廢水總量達(dá)3×109m3左右，約占全國工業(yè)廢水排放量的6%，且還有不斷增加的趨勢［3，4］。若不經(jīng)處理任意排放，不但會污染環(huán)境，還會嚴(yán)重影響人類健康和周圍環(huán)境衛(wèi)生。因此，屠宰廢水的治理對保護(hù)水體環(huán)境和人類健康具有十分重要的意義。預(yù)處理技術(shù)主要目的是去除廢水中油脂和懸浮物、調(diào)整pH、吹脫H2S等有害氣體，從而減少屠宰廢水中污染物的含量，降低有機(jī)負(fù)荷，提高生化效率。試驗通過對預(yù)處理裝置的最佳運行條件和影響因素進(jìn)行試驗研究，從而確定預(yù)處理的最佳工況參數(shù)，探尋在確保屠宰廢水處理后能達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上選出運行合理、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)預(yù)處理工藝組合。

1　屠宰廢水來源及特性

屠宰廢水是我國最大的有機(jī)污染源之一，且其中含有大量血污、油脂、毛皮、肉屑、骨屑、內(nèi)臟雜物、未消化的食物以及糞便等污染物，水質(zhì)呈暗紅色且有明顯的腥臭味［5-7］。屠宰廢水水質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1　屠宰廢水水質(zhì)指標(biāo)［8］

2　預(yù)處理

屠宰廢水中固體懸浮物（SS）較高，因此預(yù)處理是整個水處理系統(tǒng)有效穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。屠宰廢水的預(yù)處理部分主要包括：格柵、沉砂池、隔油池、調(diào)節(jié)池、初沉池、混凝沉淀和氣浮等。

2.1格柵篩濾

設(shè)置格柵的目的是截留廢水中較大的污染物，如內(nèi)臟的碎塊、碎肉皮以及其他能夠堵塞、磨損水泵和渠道的物質(zhì)，以防止其進(jìn)入廢水的處理系統(tǒng)。格柵只能截留一些尺寸較大的污物和漂浮物，對動物的碎毛和小顆粒懸浮物多采用格網(wǎng)加以去除。

2.2調(diào)節(jié)池

由于屠宰廢水水質(zhì)水量的變化幅度很大，因此需要設(shè)置調(diào)節(jié)池來保證生化處理設(shè)施進(jìn)水水質(zhì)水量的均衡。

2.3混凝沉淀

混凝一般由凝聚和絮凝兩個過程組成。凝聚主要是指膠體被壓縮雙電層后脫穩(wěn)的過程；絮凝主要是指膠體脫穩(wěn)以后凝結(jié)成大顆粒絮體的過程。混凝沉淀主要去除水中細(xì)小的SS、膠體物質(zhì)、油類物質(zhì)等，不同水質(zhì)的廢水經(jīng)混凝沉淀后其COD去除率也不一樣。一般而言，混凝沉淀對COD的去除率大概在70%左右［9］。

2.3.1試驗方法及儀器

本試驗的檢測分析方法均按照國家環(huán)保總局編寫的GB 12999水質(zhì)采樣樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定進(jìn)行。試驗的主要檢測項目，檢測方法和儀器設(shè)備如表2所示。

表2　試驗檢測項目及檢測方法

2.3.2影響因素研究

1）混凝劑的影響。根據(jù)屠宰廢水的特點，本試驗選取4種混凝劑進(jìn)行處理試驗，分別為：FeCl3，F(xiàn)eSO4·7H2O，PAC，Al2（SO4）3（見圖1）。分別取100 mL的原水放入4個燒杯中，且全部采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH調(diào)節(jié)其pH值，將各混凝劑取3 g分別加到4個燒杯中，將燒杯全部放置于攪拌器（TJ-4型六聯(lián)）中以120 r/min的轉(zhuǎn)速攪拌1 min后靜置沉淀20 min，分別取上清液測其COD的去除率。

由圖1可知，當(dāng)4種混凝劑均處于相同條件時，F(xiàn)eSO4·7H2O對廢水中COD的去除率最高，且FeSO4·7H2O價格較低，因此綜合考慮各因素選取FeSO4·7H2O為最佳混凝劑。

2）pH值的影響。分別取1 000 mL的原水放入7個燒杯中，pH值分別調(diào)至5.5，6.0，6.5，7.0，7.5，8.0，8.5，并分別投加2.4 g FeSO4·7 H2O和2 mL PAM置于TJ-4型六聯(lián)攪拌器中進(jìn)行攪拌，靜置30 min后，分別取上層清液測其COD的去除率（見圖2）。

由圖2可知，pH值對混凝的效果有很大的影響，當(dāng)pH＜7時，混凝劑對COD的去除效果不太理想，當(dāng)pH＞7時才有明顯的效果。可知，當(dāng)pH＞7后，出水COD的去除效果較理想且相差不大，故綜合考慮經(jīng)濟(jì)各因素選擇最佳pH值范圍7.0～7.5。

3）投加量的影響。分別取1 000 mL水樣放入6個燒杯中，調(diào)節(jié)pH值為7.0～7.5，加入2 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的PAM，且分別向6個燒杯投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為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型六聯(lián)攪拌器中攪拌90 s后靜置沉淀30 min，分別取上層清液測定COD的去除率（見圖3）。

圖1　各混凝劑對COD去除率的影響

圖2　不同pH值對COD去除率的影響

圖3　不同投加量的混凝劑對COD去除率的影響

由圖3可知，在適宜的pH值下，COD的去除率隨著混凝劑投加量的增大而逐漸增大，當(dāng)FeSO4·7H2O投加量達(dá)到2.4 g/L后，COD的去除率增加趨于平緩，且產(chǎn)生絮體量過大，所以確定FeSO4·7H2O最佳投藥量為2.4 g/L，此時COD的去除率達(dá)到72.9%。

4）HRT的影響。在進(jìn)水流量為200 L/h，運行壓力為0.5 MPa，回流比為50%，F(xiàn)eSO4·7H2O投藥量為2.4 g/L，PAM的投加量為2 mL/L，調(diào)節(jié)pH值7.0～7.5。測不同停留時間COD的去除率（見圖4）。

圖4　不同水力停留時間對COD去除率的影響

由圖4可知，COD的去除率隨著水力停留時間的增大而增大，當(dāng)HRT =15 min后，COD的去除率逐漸趨于平緩，此時COD的去除率達(dá)65%以上，達(dá)到了理想的預(yù)處理效果。故選擇最佳HRT =15 min。

2.4氣浮

氣浮前期投加藥劑促使混凝，其效果的好壞對氣浮出水水質(zhì)有很大的影響。直接將溶氣水加入未混凝的原水中，幾乎不會形成浮渣層，出水水質(zhì)與進(jìn)水相比沒有大的改變。氣浮示意圖見圖5。

圖5　氣浮示意圖

氣浮控制參數(shù)匯總見表3。

表3　氣浮試驗控制參數(shù)

3　結(jié)語

屠宰廢水采用混凝氣浮工藝進(jìn)行預(yù)處理出水效果較為理想，在生化反應(yīng)前增加預(yù)處理環(huán)節(jié)，大大降低了屠宰廢水的有機(jī)負(fù)荷，生化效率明顯提高。通過試驗確定了混凝劑FeSO4·7H2O與助凝劑（PAM）為最佳組合藥劑，其最佳投藥量：FeSO4·7H2O為2.4 mg/L；PAM的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%，投加量為5 mL/L；最佳pH值為7.0～7.5；最佳水力停留時間15 min。經(jīng)過混凝氣浮工藝后COD，SS的去除率分別達(dá)75%，80%以上，達(dá)到了理想的預(yù)處理效果。

參考文獻(xiàn)：

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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

中圖分類號：X703

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-6825（2016）06-0186-02

收稿日期：2015-12-16

作者簡介：梁海濤（1990-），男，在讀碩士

通訊作者：岳丹丹（1991-），女，在讀碩士